Високотемпературні фільтрувальні і композиційні матеріали на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід

23

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

Цибуля Юрій Львович

УДК 666.189.2; 666.19

ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНІ ФІЛЬТРУВАЛЬНІ І КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ НЕПЕРЕРВНИХ ВОЛОКОН З БАЗАЛЬТОВИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Спеціальність 05.23.05 – Будівельні матеріали і вироби

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Дозволяю до друку і в світ тиражем 100 примірників

проректор з наукової роботи КНУБА

д.т.н., професор П.В. Кривенко

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному Науково-дослідному інституті в'яжучих речовин і матеріалів ім. В.Д. Глуховського при Київському національному університеті будівництва і архітектури.

Захист відбудеться 18.06. 2003 р. о 13 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.05 "Підвалини та фундаменти. Будівельні матеріали та вироби" Київського національного університету будівництва й архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31, ауд 466.

З дисертацією можна ознайомиться в бібліотеці Київського національного університету будівництва й архітектури за адресою: 03037, м. Київ-37, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий 14.05.2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

канд. техн. наук Г.Р.Блажис

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: Сучасний рівень розвитку промислового виробництва композиційних і фільтрувальних матеріалів на основі неперервних волокон висуває усе більш жорсткі вимоги до екологічної безпеки технологічних процесів виробництва волокон і матеріалів на їх основі, підвищення надійності і довговічності виробів, а також підвищення їх хімічної стабільності, що забезпечує зниження факторів негативного техногенного впливу на природу і людину.

Пошук надійних альтернативних, менш екологічно небезпечних технологій і матеріалів стимулював значний інтерес до виробів з неперервних волокон на основі базальтових гірських порід, що спостерігається в останнє десятиліття. Базальт, як природний мінерал, не виділяє при плавленні шкідливих компонентів і легко утилізується, а унікальна комбінація високої температурної стабільності, хімічної стійкості і механічної міцності робить базальтові волокна потенційними конкурентами не тільки для скляних, але і для високомодульних і високотемпературних хімічних волокон при виробництві матеріалів різного функціонального призначення на їх основі.

Таким чином, розробка високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід є актуальною.

Крім поліпшення якості фільтрації і зниження експлуатаційних витрат на очищення гарячих хімічно активних газів, застосування фільтрувальних матеріалів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід дозволяє забезпечити вторинний екологічний ефект у порівнянні з виробами, що застосовуються для аналогічних цілей у даний час.

Так, заміна широко застосовуваних, наприклад, у цементній промисловості мембранних фільтрів на основі скляних волокон на комбіновані тканини з базальтових волокон дозволяє знизити ризик забруднення навколишнього середовища высокотоксичними металами і їх оксидами, що входять до складу шихти для виробництва як звичайних боросилікатних стекол, так і спеціальних стекол з високою температурною і хімічною стійкістю.

Також визначено, що використання базальтових тканин у якості армуючого елементу для лужного алюмосилікатного звязуючого дозволяє створити широку гаму високотемпературних композиційних матеріалів і захисних покриттів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно до НДР Міністерства освіти і науки України "Розробити наукові основи енергозберігаючих і екологічно чистих технологій виготовлення синтетичних мінеральних полімерів для склеювання матеріалів будівельного і спеціального призначення", № 1 ГБ – 97, що проводилася в 1997-1999 р.

Мета і задачі дослідження. Метою цієї роботи є розробка високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів і покриттів на основі неперервних волокон з базальтових гірських порід.

Задачі досліджень:

-дослідити взаємозв'язок конструкційних характеристик устаткування і технологічних параметрів для одержання волокон з базальтових гірських порід з високими фізико-хімічними і механічними властивостями;

-дослідити фізико-хімічні закономірності впливу киплячих розчинів неорганічних кислот і лугів на властивості базальтових ниток і джгутів;

-вивчити термомеханічні властивості матеріалів на основі волокон з базальтових гірських порід;

-розробити базові характеристики для розрахунку параметрів структури базальтових тканин і дослідити їх взаємозв'язок з основними експлуатаційними властивостями;

-дослідити вплив структури і властивостей базальтових тканин на фізико-механічні характеристики неорганічного композиту з геоцементною матрицею;

-розробити технологію виробництва комбінованих фільтрувальних матеріалів з базальтових тканин і високотемпературних органічних волокон для очищення агресивних гарячих газів;

-розробити технологію виробництва високотемпературних композиційних матеріалів і покриттів на основі базальтових тканин і неорганічних звязуючих;

-вивчити основні фізико-хімічні і спеціальні властивості розроблених матеріалів і їх зміну в часі;

-здійснити дослідно-промислове впровадження результатів досліджень і розроблених матеріалів, а також визначити техніко-економічну ефективність їх застосування.

Об'єктом досліджень є процес виробництва неперервних волокон з базальтових гірських порід, а також високотемпературних фільтрувальних і композиційних матеріалів і покриттів на їх основі.

Предметом досліджень є неперервні волокна з базальтових гірських порід і вироби на їх основі.

Методи досліджень. Експериментальні дослідження виконані за допомогою сучасних методів фізико-хімічного аналізу: рентгенівського мікроаналізу, хімічного елементного аналізу, оптичної і