Производство Стеклосиликата

 - плиты с различными покрытия поверхности под разные технологии использования имеют размер – 600х1200 мм;

- толщина плит от 30 до 180 мм с «шагом» - 10 мм.

Сегменты теплоизоляции  трубопроводов − представляют собой полуцилиндры, замыкающиеся в замок. Диаметр утепляемых труб от 16 мм. до 1200 мм. Обычно теплоизоляция трубопроводов состоит из двух сегментов (половинок). При увеличении числа сегментов диаметр изолируемой трубы неограничен. В зависимости от задачи выбирается толщина изоляции труб. 

Изоляция труб для сохранения энергии не единственное, хоть и  основное назначение скорлупы. В системах вентиляции она используется для снижения шума, в холодильных установках не допускает нагрева носителя от внешней среды.

Таким образом, обладая выигрышным сочетанием уникальных технических характеристик и широкой сферой применения, стеклосиликат  удовлетворяет всем основным требованиям мирового строительного рынка..

Легкость, простота и скорость монтажных и демонтажных работ  с теплоизоляцией при строительстве или ремонте трубопровода. Работы можно производить в любую погоду.

Биологическая нейтральность  материала. Стеклосиликат не гниет, не слеживается, не боится влаги. Пригоден к использованию вторично - при демонтажно-монтажных работах.

Высокие теплоизоляционные  качества изоляции.

Долговечность трубной теплоизоляции. Стеклосиликат долговечный материал. Он не потеряет своих свойств через 50 лет и многократных циклов заморозки.

Абсолютно не поддерживает горение. Материал также отличается высокой стойкостью к жизнедеятельности микроорганизмов, а также грызунов.

Применение в строительстве  стеклосиликата дает возможность строить энергосберегающие строения, которые будут легче обыкновенных и, при общем спаде стоимости строительство на двадцать – двадцать пять процентов застраивать площади, которые находятся на заболоченных и слабых грунтах в тех регионах, где жаркий и холодный климат, а также выполнять реконструкцию уже имеющихся зданий.

В климатических условиях ,  которые предлагают значительные температурные перепады, а также повышенную влажность, а материал является самым долговечным, причем он почти не имеет ограничений по своим эксплуатационным срокам. Помимо этого, материал можно применять для проведения реконструкции уже имеющегося жилья по доступным и простым технологиям.

В своём курсовом проекте  я выбираю производство плит из стеклосиликата. (Таблица 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая часть

 

 

2.1 Обоснование выбора и характеристика сырьевых материалов,

полуфабрикатов.

Сырье – основа любой технологии. Обоснованный выбор сырья – исходных материалов обеспечит высокое качество готовой продукции, предопределит

производительность оборудования, расход топливно-энергетических ресурсов.

Современная сырьевая база теплоизоляционных и акустических матери

лов представлена природными и техногенными источниками. Расширение

сырьевой базы за счет техногенных  материалов направлено на рациональное

использование природных  ресурсов, полную и комплексную реализацию полученных свойств горной массы, извлекаемой из недр земли. [2]

Сырьевые материалы, используемые для получения стеклосиликата можно разделить на две группы:

− материалы для получения  гранул;

− материалы для изготовления изделия.

Сырьем для производства стеклопора служат основной стеклосодержащий компонент, тонкомолотые минеральные наполнители и специальные добавки.

Назначение тонкомолотых минеральных наполнителей — отощение жидкостекольной смеси, необходимое для достижения оптимальных реологических характеристик смеси и повышения прочности материала. Отощающими добавками служат разнообразные тонкомолотые минеральные наполнители: мел, известковая мука, тальк, молотый песок, каолин, асбестовая пыль, зола.

Специальные добавки предназначены  для направленного регулирования эксплуатационных свойств материала. Специальные добавки в зависимости от эффекта, оказываемого ими на свойства вспученных материалов, делятся на упрочняющие, гидрофобизирующие, повышающие водостойкость и вспучивание материала. [2]

В курсовой работе предусмотрено использование природного и техногенного сырья. Сырьевая смесь для получения гранулированных  изделий  состоит из трех компонентов.

Жидкое стекло —основной стеклосодержащий компонент − водный щелочной раствор силикатов натрия Na2O (SiO2) n и (или) калия K2O (SiO2) n с плотностью 1,2 – 1,4 г / см3.

Химический состав жидкого  стекла (натриевого) обычно характеризуют формулой R20*пSi02, в которой п — так называемый модуль стекла, представляющий собой отношение числа грамм-молекул кремнезема к 1 грамм-молю того или иного оксида щелочного металла R20. Характеристикой  химического состава жидкого стекла является силикатный модуль. Модуль показывает отношение содержащейся в жидком стекле окиси кремния к окиси натрия или к окиси калия и характеризует выход кремнезема в раствор. По величине силикатного модуля о качестве жидкого стекла не судят. Часто применяют натриевое стекло с модулем 2,6—3,4 и калиевое — с модулем 3—4. Растворимые стекла с повышенным модулем более стойки к воздействию кислот. Чем выше модуль растворимого стекла, тем больше в нем коллоидного кремнезема и выше клеящие свойства такого растворимого стекла.

Сырьём для изготовления растворимого стекла служат чистый кварцевый песок, сода Na2CO3 или сульфат натрия Na2SO4. После варки тщательно перемешанной сырьевой смеси в стекловаренных печах при температуре 1300 – 1400 С жидкое стекло быстро охлаждается на металлических листах. Образуются полупрозрачные, зеленоватого цвета куски силикат – глыбы. Силикат – глыбу растворяют в автоклавах паром под давлением 0,6 – 0,8 МПа и температуре 150 С, переводя в состояние коллоидного раствора с истинной плотностью 1,40 – 1,55 г/см3. Перед применением жидкого стекла производится дальнейшее разбавление раствора до необходимой консистенции.(Таблица 3)

 

Таблица 3 – Свойства силикат  – глыбы и жидкого стекла

Показатели	Виды стекла
	содовое	содово-сульфатное	сульфатное
Истинная плотность	1,50 – 1,55	1,48 – 1,50	1,48 – 1,50
Модуль силикатный стекла	2,6 – 3,00	2,56 – 3,00	2,56 – 3,00
Содержание воды, %, не более	57	60	60

 

В курсовой работе предусмотрено  растворимое стекло хранить в закрытой таре, а перевозить его экономичнее в твёрдом виде ( силикат – глыбы) с последующим растворением.

В твердении растворимого стекла участвует также и углекислота  воздуха, которая, нейтрализуя едкую натриевую или калиевую щелочь, образующуюся в растворе при гидролизе, способствует коагуляции кремнекисло-ты и более быстрому затвердеванию растворимого стекла. Однако глубина проникания углекислоты сравнительно невелика и положительное ее действие наблюдается только на поверхности.

Жидкое стекло применяют для затворения кислотоупорного цемента при изготовлении соответствующего бетона, предохранения поверхности природных камней от выветривания, изготовления огнезащитных (для древесины) красок, замазок, устройства силикатированного шоссе на основе известнякового щебня, жароупорных бетонов, силикатизации (пропитки) грунтовых оснований и других целей.[6]

При применении новых технологий получения растворимых стекол, использующих отходы различных производств, стоимость его значительно снижается,  следовательно, снижается и стоимость изготавливаемых теплоизоляционных материалов.

Предпосылками для широкого применения жидкого стекла в различных отраслях народного хозяйства являются:

• Высокий уровень вяжущих свойств, обеспечивающий получение необходимых технических характеристик композиционного материала, при небольшом расходе связующего: водостойкости, химической стойкости, атмосферостойкости, термических свойств и др.
• Дешевизна и недефицитность исходного сырья (кварцевый песок, сода, поташ), сравнительная простота технологии.
• Нетоксичность жидкого стекла обеспечивает хорошие санитарно- гигиенические условия труда рабочих как при производстве стекла, так и при получении композиционных материалов на его основе.
• Абсолютная негорючесть и отсутствие выделения каких-либо газообразных веществ (кроме водяных паров) при нагреве до сравнительно высоких температур (выше 600°С), возможность использования жидкого стекла для получения термостойких и огнеупорных материалов.
• Жидкие стекла являются единственным широко доступным источником растворимого кремнезема, необходимого для синтеза неорганических и кремнеорганических соединений, не имеющим природных аналогов.
• Использование жидкого стекла в композициях строительного назначения обычно требует отдельного его приобретения, раздельного хранения с прочими компонентами вследствие высокой химической активности; довольно часто жидкое стекло необходимо предварительно разбавлять водой до определенной плотности.

          В качестве минеральной добавки выбран мел.

 Мел — белая горная порода, мягкая и рассыпчатая. Мел не растворяется в воде. [3]

Основу химического состава  мела составляет карбонат кальция с  небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов.Сухой мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как упругое тело. [3]

При увлажнении прочность  мела начинает снижаться уже при  влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность на сжатие увеличивается в 2-3 раза, при этом появляются пластические свойства. Проявление вязко-пластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям в технологии при его переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер). Наблюдается залипание валковых зубчатых дробилок. Это приводит в некоторых случаях к отказу добычи мела с нижних обводненных горизонтов, хотя по качеству мел нижних горизонта относится к качественному мелу.

Природный мел практически  не обладает морозостойкостью, после  нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.

Как уже отмечалось, мел  состоит  в основном из двух основных частей – карбонатная часть, растворимая  в соляной и уксусной кислотах (карбонаты кальция, магния) и некарбонатная часть (глины, мергели, кварцевый песок, окислы металлов и др.) которые не растворяются в указанных кислотах. Карбонатная часть мела на 98-99% состоим из карбоната кальция. В небольшом количестве присутствуют карбонаты магния , которые образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита.

Наиболее приемлемой является классификация  по содержанию карбонатов и маркам продуктов из мела.

В составе этого минерала теоретически содержатся 56,03 % CaO и 43,97 % СО2. Кальцит кристаллизуется в тригональной сингонии. Спайность совершенная по ромбоэдру. Твердость по шкале Мооса 3, плотность 2,72 г/ м3. Основной диагностический признак- «вскипание» от капли соляной кислоты (5-10 %), тем более бурная, чем меньше зерна кальцита. Цвет кристаллов бесцветный, белый. При нагревании на воздухе кальцит диссоциирует при температуре 800-900 ◦С.

Одним из крупных потребителей мела является строительная промышленность, где мел используется для производства цемента, извести, различных шпаклевочных и малярных материалов.

В данном проекте мел используется как отощающая добавка.

  Использование мела в производстве в качестве наполнителя, позволяет существенно снизить себестоимость готовой продукции и улучшить ее качество.(Таблица 4)

 

Таблица 4 – Основные физико−механические свойства мела

Наименование	Модуль упругости, МПа	Твердость по шкале Мооса	Плотность,  т/ м3	Влажность,%
Мел	От 3000  до 10000	3	1,8 – 2,0	3 - 5

 

В качестве гидрофобизирующей  добавки в курсовом проекте выбрана кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10 (этилсиликонат натрия).

 ГКЖ-10 — этилсиликонат натрия в спиртовом растворе — представляет собой смесь кремнийорганических соединений, полученных путем обработки спиртовой щелочью гидролизованных водой кубовых остатков этилсилан-хлоридов. ГКЖ-10 выпускают в виде 30%-ного водно-спиртового раствора смеси кремнийорганических продуктов. Количество свободной щелочи в 30%-ном растворе ГКЖ-10 в пределах 7—9%.