Минеральные удобрения

Описание вашего блога

16  04 2009

Комплекс исследований

Проведенный комплекс исследований кратковременной прочности с учетом воздействия температурно-влажностных факторов, теплофизических, огнезащитных и других свойств минеральных стеклотекстолитов позволяет рекомендовать этот класс материалов для применения в строительных кон­струкциях в качестве обшивки и элементов обрамления, что повысит огнестойкость и долговечность легких навесных панелей, позволит избежать мостиков холода при замене профилей из металла на профиль из минерального стекло­текстолита.

Сотопласты, изготовленные из бумаги, могли получить значительное распространение, так как при использовании в конструкции в качестве среднего несущего слоя они при­дают ей легкость, жесткость и необходимые прочностные свойства. Однако принятая в настоящее время пропитка бумажных сотопластов фенольными спиртами не гаранти­рует долговечности п огнестойкости конструкции. Прнме­нение для этих целей фосфатных связующих позволяет получать трудносгораемый (потеря массы примерно 3%) сотоблок объемной массой около 40 кг/м3, бумажная часть которого достаточно надежно защищена образующейся снаружи фосфатной пленкой, способной противостоять агрессивному воздействию внешней среды.

При производстве обшивочных и конструкционных ма­териалов на основе органических волокон используют стружку, дробленку, сельскохозяйственные (костра, лузга, солома) и другие отходы. Наличие в материале фосфатной составляющей значительно повышает его огнестойкость и биостойкость по сравнению с традиционными составами на органических связующих, делает их безвредными для ок­ружающих. На данном этапе практический интерес могут представлять фосфатно-древесные плиты (ФДП), изготов­ленные по технологии широко применяемых древесностру­жечных плит. При этом расход фосфатного связующего в материале по сравнению с расходом карбамидной смолы несколько выше, что на 10—15% увеличивает объемную массу изделий. Остальные физико-механические показатели находятся на уровне предъявляемых требований. Фосфат­ные древесные плиты отнесены к классу трудносгораемых материалов и их разрешено использовать для жилищного, гражданского и общественного строительства без огра­ничений.

2. Эффективные утеплители на фосфатных вяжущих разделяют на три группы: с порошковыми наполнителями, с волокнистыми наполнителями, пенопласта. .

К первой группе относят изделия на основе вспученного перлитового песка, вулканического пепла и других легких порошковых заполнителей; ко второй — составы с волок­нистыми неорганическими (стекловолокно, шлаковата и др.) и органическими (солома, костра и др.) наполнителями; к третьей — композиции с мелкоячеистой структурой, из­готавливаемые вспениванием органофосфатных масс.

В этом классе материалов теплоизоляционные изделия, получаемые с применением вспученного перлитового песка, являются основными, так как Советский Союз располагает богатейшими залежами перлита — сырья для производства вспученного перлитового песка, наиболее эффективного минерального наполнителя, насыпная масса которого 60—120 кг/м3. Тем не менее получение из этого тонкодис­персного вещества с хрупкой структурой и высоким водо-поглощением (до 900% по массе) композиционных матеящий из стекловолокнистого армирующего наполнителя, сцементированного фосфатными связующими. В качестве его ближайшего аналога можно рассматривать стеклоплас­тик на органических смолах, например КАСТ, который, несмотря на высокие физико-механические свойства, не удалось использовать как обшивочный материал вместо металлических или асбестоцементных листов из-за малых огнестойкости и долговечности и высокой ползучести. Ми­неральные текстолита имеют несколько меньшую прочность (сграст » 1000 кгс/см2), однако они индифферентны к воз­действию многих агрессивных сред, ультрафиолетовых лучей и высоких температур. Наличие в их составе жесткой матрицы в виде фосфатного цемента обусловило иной ха­рактер деформаций при иагружении. Кривая ползучести образца минерального стеклотекстолита под действием вы­соких растягивающих усилий, равных 0,4—0,6 средней прочности при кратковременных испытаниях, характери­зуется затуханием деформаций примерно через 2 тыс. ч. В аналогичных условиях образец КАСТ ведет себя как типичный представитель органических стеклопластиков, обнаруживая непрерывную ползучесть с монотонным нара­станием деформации.

Перерабатывают минеральные текстолиты в изделия (плоский или гофрированный лист, профиль, швеллер, уголок и др.) по известной технологии стеклопластиков при удельном давлении формования около 10 кгс/см2 и темпе­ратуре  150—180° С.


04 2009

Алюмофосфатные


Будучи кристаллохимическим аналогом кварца, это соеди­нение претерпевает полиморфные превращения, аналогич­ные превращениям Si02. Однако, если модификационные превращения кварца сопровождаются значительными из­менениями объема, что может приводить к разрушению силикатных изделий, то расширение А1Р04, вызванное аналогичными переходами, менее заметно и не столь пагубно влияет на падение прочности фосфатного материала.

Алюмофосфатные связующие имеют высокую темпера­туру отверждения, склонны к старению и обладают рядом других недостатков, что заставило искать новые виды свя­зующих с более совершенными свойствами. Поиск осуще­ствлялся двумя путями: синтезом фосфатных связующих иного химического состава и получением связующих с тре­буемыми свойствами модификацией алюмофосфатных раст­воров. В первом направлении была получена гамма свя­зующих в процессе взаимодействия фосфорной кислоты с соединениями хрома (хромофосфатное), магния (магний-фосфатное), цинка (цинкофосфатное) и многих других металлов. До настоящего времени ни одно из этих связую­щих не нашло широкого промышленного применения.

Были проведены исследования по модификации алю­мофосфатных растворов — .наиболее доступных и в то же время обеспечивающих при их твердении образование про­дуктов, которые обладают высокими физико-механически­ми свойствами. Эти исследования позволили установить, что введение в состав алюмофосфатных растворов ряда соединений, особенно окиси хрома, дает возможность полу­чать устойчивые при хранении жидкости с меньшей кислот­ностью, значительно улучшает адгезионные свойства свя­зующего, снижает температуру его отверждения.

При приготовлении модифицированного алюмохромо-фосфатного связующего сначала получают раствор с моляр­ным отношением Р205 : А1203 = 2,3 : 0,75, в который затем вводят хромовый ангидрид. Раствор оранжевого цвета охлаждают до комнатной температуры и восстанавливают формалином, переводя шестивалентный хром в трехвалент­ный. Алюмохромофосфатное связующее, выпускаемое мно­гими предприятиями, представляет собой вязкий прозрач­ный раствор зеленого цвета, хранить который в герметич­ной кислотоупорной таре можно неограниченное время.

Необходимо отметить, что наука о фосфатных вяжущих находится в стадии становления. В ряде исследований [1, 2] рассмотрены общие положения о процессах формирования фосфатных цементов, однако разнообразие фосфатных си­стем, обладающих вяжущими свойствами, существенное различие их химического и минералогического состава обус­ловливают значительные трудности при создании фунда­ментальных теоретических основ химической технологии фосфатных материалов.

К проблеме использования фосфатных вяжущих в ма­териаловедении советские ученые проявили интерес в пя­тидесятых годах нашего столетия. Начиная с этого времени, объем выполняемых исследований непрерывно возрастает. Сейчас имеется обширная информация по этому вопросу, из которой можно заключить, что практически все проведен­ные ранее работы были посвящены получению и исследова­нию фосфатных жаростойких материалов или материалов специального назначения. В то же время нами было пока­зано, что на основе фосфатных вяжущих можно создавать и эффективные строительные материалы.

Предлагается классифицировать фосфатные материалы на группы и подгруппы в зависимости от назначения и физико-химической природы исходного сырья (табл. 1). Ниже дана общая характеристика отдельных видов фосфатных мате­риалов.

Таблица 1 Классификация фосфатных материалов

Обшивочные и конструкцион­ные материалы

Эффективные утеплители

Покрытия и краски

Жаростойкие и керамические материалы

На основе неор­ганических воло­кон

На основе орга­нических волокон

На основе порошко­вых наполнителей

На основе волокни­стых наполнителей

Пенопласты

Антикоррозион­ные

Огнезащитные Декоративные

Бетоны

Клеи, мартели, торкрет-массы

Керамические и огнеупорные изде­лия

1. Обшивочные и конструкционные материалы вклю­чают минеральные текстолита (МСТ), сотопласты, мате­риалы на основе отходов переработки древесины, сельско­хозяйственных производств и т. д. Характерной особен­ностью этих материалов является наличие в их составе волокнистого или тканевого компонента органического или неорганического происхождения.

Перспективным для применения в строительстве может стать минеральный текстолит — слоистый пластик, состо­ящий из стекловолокнистого армирующего наполнителя, сцементированного фосфатными связующими. В качестве его ближайшего аналога можно рассматривать стеклоплас­тик на органических смолах, например КАСТ, который, несмотря на высокие физико-механические свойства, не удалось использовать как обшивочный материал вместо металлических или асбестоцементных листов из-за малых огнестойкости и долговечности и высокой ползучести. Ми­неральные текстолиты имеют несколько меньшую прочность (ораст » 1000 кгс/см2), однако они индифферентны к воз­действию многих агрессивных сред, ультрафиолетовых лучей и высоких температур. Наличие в их составе жесткой матрицы в виде фосфатного цемента обусловило иной ха­рактер деформаций при нагружепии. Кривая ползучести образца минерального стеклотекстолита под действием вы­соких растягивающих усилий, равных 0,4—0,6 средней прочности при кратковременных испытаниях, характери­зуется затуханием деформаций примерно через 2 тыс. ч. В аналогичных условиях образец КАСТ ведет себя как типичный представитель органических стеклопластиков, обнаруживая непрерывную ползучесть с монотонным нара­станием деформации.

Перерабатывают минеральные текстолиты в изделия (плоский или гофрированный лист, профиль, швеллер, уголок и др.) по известной технологии стеклопластиков при удельном давлении формования около 10 кгс/см* и темпе­ратуре  150—180° С.


10  03 2009

Металлофосфатные растворы

Фосфатными называют материалы, в которых роль це­мента выполняют, соли ортофосфорной кислоты, образую­щиеся в процессе химического взаимодействия ее с компо­нентами исходной смеси. Ортофосфорная кислота или ее металлофосфатные растворы (фосфатные связующие) яв­ляются основными и необходимыми продуктами для про­изводства фосфатных материалов, формирующихся на ос­нове процессов кислотно-основного взаимодействия. В этом – классе связующих фосфорная кислота (затворитель) прояв­ляет наиболее интересные свойства в силу особенностей электронного строения фосфора, входящего в ее состав, и его способности образовывать неорганические полимерные структуры.

Процессы, обусловливающие твердение фосфатных масс, сложны, индивидуальны для каждого состава и еще мало изучены. На ход процессов решающее влияние оказывают основность веществ, входящих в цементный порошок, ки­слотность жидкости затворения, температура и т. д. Спо­собность фосфатного вяжущего образовывать устойчивую композиционную связь между отдельными составляющими материала регулируется применением окисных соединений различной основности, изменением концентрации орто­фосфорной кислоты, нагревом до температур, обеспечива­ющих формирование керамикоподобных фаз, не подвержен­ных гидратации. Установлено, что бКислы элементов раз­личных групп периодической системы Д. И. Менделеева в контакте с фосфорной кислотой проявляют вяжущие свойства. Однако в одних случаях эти свойства проявляют­ся при комнатной температуре, в других необходим нагрев смеси. Активность фосфорной кислоты по отношению к некоторым окислам выражается следующим рядом (ак­тивность возрастает):

Si02, ТЮ2, А1303, Zr02, Cr203, Fe203> CuO, FeO, MgO> CaO, BaO [1].

При создании строительных материалов в фосфатных композициях редко используют чистые окислы. Как пра­вило, применяют минеральное сырье (шлаки, золы, глины, шамот и т. д.) сложного химического состава. Вяжущие свойства в системах «окисел — фосфорная кислота» регули­руют изменением в составе цемента содержания того или иного продукта, имея в виду, что основные окислы могут вступать в бурное взаимодействие с кислотой и мешать нор­мальному протеканию процессов структурообразования, а наличие в составе материала менее активного компонента требует нагревания.


« Предыдущая страница