Механізми формування структури піноскла як ефективного утеплювача для огороджуючих конструкцій будівель і спору
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. В статті розглянуто процеси утворення піноскла, як утеплювача, отримання різних видів скла шляхом використання різних газоутворювачів і модифікуючих добавок. Розглянуто процеси виробництва і технологічні прийоми для отримання виробів із піноскла для підвищення енергоефективності будівель і споруд в сучасному архітектурному проєктуванні. Методика. Досліджено ресурсозберігаючі технології виробництва піноскла в промислових умовах, а саме одностадійний та двостадійний способи виробництва виробів з піноскла. Обраний найбільш ефективний метод виробництва піноскла оптимальної структури і низької густини. Визначені оптимальні хімічні склади стекол, за яких формується оптимальна структура і фізико-механічні властивості піноскла для промислового виробництва. Результати. Проведено аналіз різних видів газоутворювачів, досліджено їх переваги та недоліки. Встановлено, що скло, яке містить триокис сірки, дає завжди найбільш якісне і найбільш однорідне піноскло, а оскільки SO3 є і найбільш дешевим окиснювачем, тому його застосування доцільно у виробництві піноскла. Встановлено, що чим більш висока тонкість помелу і чим в більш чистому вигляді буде використовуватися вуглець, тим менша кількість його буде потрібна, і тим краще буде зовнішній вигляд піноскла і нижче густина і теплофізичні властивості. Модифіковане піноскло на основі бою скла та золи-виносу має більш високу міцність при стиску і меншу теплопровідність у порівнянні з піносклом без використання модифікатора, при однаковій густині, та може бути рекомендоване для впровадження у виробництво за двостадійною технологією. Наукова новизна. Отримано розвиток дослідження про утворення оптимальної структури, складу і покращені фізико-механічні властивості піноскла, виготовленого із застосуванням модифікаторів структури у вигляді золи-виносу і пластифікаторів за енергоефективною промисловою технологією. Практична значимість. Результати роботи дозволяють в промислових умовах отримувати піноскло оптимальної структури, складу і з фізико-механічними властивостями, що відповідають вимогам енергоефективності сучасних будівель і споруд. В результаті проведених досліджень були розроблені вироби з модифікованого піноскла з наступними характеристиками: густина – 160...220 кг/м3; теплопровідність – 0,055…0,074 Вт/(мК); водопоглинання – 1,95…2,43 % (об’ємних); міцність при стиску – 1,5...2,1 МПа.
ENG: Purpose. The article considers the processes of formation of foam glass as insulation, obtaining different types of glass by using different gas generators and modifying additives. Production processes and technological methods for obtaining foam glass products to increase the energy efficiency of buildings and structures in modern architectural design are considered. Methodology. Resource-saving technologies for the production of foam glass in industrial conditions, namely one-stage and two-stage methods of production of foam glass products have been studied. The most effective method of production of foam glass of optimum structure and low density is chosen. The optimal chemical compositions of glasses are determined, according to which the optimal structure and physical and mechanical properties of foam glass for industrial production are formed. Findings. The analysis of different types of gas generators is carried out, their advantages and disadvantages are investigated. It has been established that glass containing sulfur trioxide always gives the highest quality and most homogeneous foam glass, and since SO3 is the cheapest oxidant, its use is appropriate in the production of foam glass. It is established that the higher the fineness of grinding and the purer the carbon will be used, the less it will be needed, and the better will be the appearance of foam glass and lower density and thermophysical properties. Developed modified foam glass based on glass and fly ash has higher compressive strength and lower thermal conductivity compared to foam glass without the use of modifiers, at the same density, and can be recommended for implementation in production by two-stage technology. Originality. The development of research on the formation of the optimal structure, composition and improved physical and mechanical properties of foam glass, made with the use of structure modifiers in the form of fly ash and plasticizers by effervescent industrial technology. Practical value. The results of the work allow in industrial conditions to obtain foam glass of optimal structure, composition and with physical and mechanical properties that meet the energy efficiency requirements of modern buildings and structures. As a result of the conducted researches products from the modified foam glass with the following characteristics were developed: density – 160 … 220 kg/m3; thermal conductivity – 0.055 … 0.074 W/(mK); water absorption – 1.95 … 2.43 % (volume); compressive strength – 1.5 … 2.1 MPa.
ENG: Purpose. The article considers the processes of formation of foam glass as insulation, obtaining different types of glass by using different gas generators and modifying additives. Production processes and technological methods for obtaining foam glass products to increase the energy efficiency of buildings and structures in modern architectural design are considered. Methodology. Resource-saving technologies for the production of foam glass in industrial conditions, namely one-stage and two-stage methods of production of foam glass products have been studied. The most effective method of production of foam glass of optimum structure and low density is chosen. The optimal chemical compositions of glasses are determined, according to which the optimal structure and physical and mechanical properties of foam glass for industrial production are formed. Findings. The analysis of different types of gas generators is carried out, their advantages and disadvantages are investigated. It has been established that glass containing sulfur trioxide always gives the highest quality and most homogeneous foam glass, and since SO3 is the cheapest oxidant, its use is appropriate in the production of foam glass. It is established that the higher the fineness of grinding and the purer the carbon will be used, the less it will be needed, and the better will be the appearance of foam glass and lower density and thermophysical properties. Developed modified foam glass based on glass and fly ash has higher compressive strength and lower thermal conductivity compared to foam glass without the use of modifiers, at the same density, and can be recommended for implementation in production by two-stage technology. Originality. The development of research on the formation of the optimal structure, composition and improved physical and mechanical properties of foam glass, made with the use of structure modifiers in the form of fly ash and plasticizers by effervescent industrial technology. Practical value. The results of the work allow in industrial conditions to obtain foam glass of optimal structure, composition and with physical and mechanical properties that meet the energy efficiency requirements of modern buildings and structures. As a result of the conducted researches products from the modified foam glass with the following characteristics were developed: density – 160 … 220 kg/m3; thermal conductivity – 0.055 … 0.074 W/(mK); water absorption – 1.95 … 2.43 % (volume); compressive strength – 1.5 … 2.1 MPa.
Description
А. Краснюк: ORCID 0000-0002-1400-9992; О. Громова: ORCID 0000-0002-5149-4165; А. Щербак: ORCID 0000-0003-1340-0284; І. Зібров: ORCID: 0000-0002-9384-985X
Keywords
енергоефективность, теплоізоляція, піноскло, газоутворювач, окислення, відновлення, хімічний склад, thermal insulation, foam glass, blowing agent, oxidation, reduction, chemical composition, two stag, КАПЗБМ
Citation
Краснюк А. В., Громова О. В., Щербак А. С., Зібров І. Ф. Механізми формування структури піноскла як ефективного утеплювача для огороджуючих конструкцій будівель і споруд. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2022. Вип. 21. С. 44–57. DOI: 10.15802/bttrp2022/258261.