РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
Гилязидинова Н.В., Рыжих Н.И. (КузГТУ, г.Кемерово, РФ)
Keeping resources of technology at construction and operation.
В современных условиях проблема ресурсосбережения – является задачей как мирового масштаба, так и нашей страны. Кроме того, ухудшение экологической обстановки, значительные объемы накопившихся техногенных отходов, удорожание всех видов ресурсов поставили в ряд первостепенных и актуальных задач поиск и разработку новых видов энерго и ресурсосберегающих технологий.
Согласно требованиям Европейского союза о экономии энергии и теплоизоляции эта проблема решается на стадии проектирования строительных объектов. Основная мотивация разработки данных требований- ограничение использования энергетических ресурсов, при производстве которых выделяется двуокись углерода и другие парниковые газы. Энергоресурсы должны использоваться для обогрева внутренних помещений зданий и не допускать теплоотдачу в окружающую среду. Это может быть достигнуто путем использования эффективной теплоизоляции возводимых зданий.
В данной работе решалась задача выбора эффективного утеплителя для перекрытий на стадии проектирования. Рассмотрим следующие утеплители: плиты минераловатные, ячеистый бетон, шлакопеностекло. В результате проведенного теплотехнического расчета, при равных условиях, оказалось, что шлакопеностекло является наиболее экономичным теплоизоляционным материалом. Шлакопеностекло обладает низким коэффициентом теплопроводности, позволяющим обеспечить высокое сопротивление теплопередаче сопоставимое с другими испытываемыми материалами.
Шлакопеностекло- высоко эффективный теплоизоляционный материал, который получают на основе отходов промышленности. В Кузбасском государственном техническом университете разработан состав и технология получения шлакопеностекла. Исходный вещественный состав: ферропыль, ферросиликат натрия, золошлаковая смесь. Зола и шлак представляют собой отходы теплоэлектростанций, натриевое жидкое стекло и ферросиликатная пыль- вторичные продукты заводов расположенных на территории области. Их использование позволяет утилизировать отходы, предотвратить загрязнение окружающей среды.
Технология производства данного теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла и других композитов не требует значительных капитальных затрат, так как может базироваться на традиционно существующем оборудовании заводов.
Технология вспучивания жидкого стекла включает приготовление смеси раствора жидкого стекла с технологическими добавками, его частичную дегидратацию, гранулирование и вспучивание гранулята. В качестве технологических добавок в продукт используют тонкомолотые минеральные наполнители(молотый песок, зола), отощающие жидкостекольную смесь до ее реологических характеристик, отвечающих требованиям гранулируемости. В состав сырьевой смеси вводятся специальные добавки: упрочняющие, гидрофобизующие, повышающие водостойкость и вспучивание материала.
Сущность процесса изготовления вспученных жидкостекольных материалов заключается в получении гранулированного стеклопора (бисера) и его вспучивания при относительно низкой температуре (+500ºС). Грануляция и вспучивание жидкостекольной смеси осуществляется путем ее распыления в башенной сушилке.
Жидкое стекло, представляющее коллоидный водный раствор силиката натрия плотностью 1,3-1,5, содержит до 50-70% воды. Отход от производства жидкого ферросиликата натрия нестабилен. Как показали исследования, этот вторичный продукт может быть использован в качестве вяжущего для изготовления конструкционно-изоляционного материала только после его обязательного усреднения и обогащения. Его относят к воздушным вяжущим, которое твердеет и сохраняет прочность на воздухе. Процесс твердения включает испарение жидкой фазы с повышением концентрации кремнезема и его каогуляцию с углекислым газом воздуха. Выделяющийся гель кремниевой кислоты обладает вяжущими свойствами, однако углекислота воздуха замедленно проникает вглубь материала, поэтому процесс твердения силикатного вяжущего длителен. Для интенсификации к жидкому стеклу добавляют отвердители, ускоряющие выпадение геля кремниевой кислоты. Повышение температуры жидкого стекла или бетона на нем также ведет к ускоренному испарению жидкой фазы и интенсификации гелеобразования. При подъеме температуры выше точки кипения водного раствора силиката натрия, одновременно с гелеобразованием происходит термовспучивание, ведущее к образованию шлакопеностекла.
Шлакопеностекло может быть отнесено к группе ячеистых бетонов. Его рекомендуется использовать для зданий с нормальным температурно-влажностным режимом.
Таким образом, проведеные исследования показали возможность изготовления и использования утеплителя из шлакопеностекла, получаемого из отходов топливно-энергетического и металлургического производств. Данный утеплитель может быть широко применим в качестве высокоэффективного теплоизоляционного материала, который в свою очередь является биологически стойким, пожаробезопасным с достаточной структурной прочностью. Он позволяет сократить потери тепла при эксплуатации строительных объектов, уменьшить потребление и выработку электроэнергии, сократить золошлаковые отходы.
Широкое применение шлакопеностела способствует массовому использованию в строительстве вторичных продуктов промышленности, дает экономический и экологический эффект.