Домой Материалы Сырье для стеклофибробетона — СовТехТрейд

Сырье для стеклофибробетона — СовТехТрейд

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Алюмоборосиликатное стекло для изоляции радиоактивного жидкого эфлюента средней активности, отличающееся тем, что имеет следующий состав, выраженный в массовых процентах по отношению к общей массе стекла:a) SiO2 — 45-52 b) B2O3 — 12-16,5c) Na2 O — 11-15d) Al2O3 — 4-13 e) один или несколько элементов, выбранных среди оксидов переходных элементов (ETR), таких как Fe2O3, Cr 2O3, MnO2, TcO2, и платиноидов, таких как RuO2, Rh, Pd:0-5,25;f) один или несколько элементов, выбранных среди оксидов редкоземельных металлов (TRA), таких как La2O3, Nd2O 3, Gd2O3, Pr2O3 , CeO2, и актинидов, таких как UO2, ThO 2, Am2O3, PuO2, CmO 2, NpO2:0-3,5;g) ZrO2:0-4;h) другие элементы (AUT), входящие в состав эфлюента: 0-4;при этом состав стекла отвечает также следующим неравенствам, в которых значения содержания SiO2, Al2 O3, B2O3, Na2O, ETR, AUT выражены в массовых процентах по отношению к общей массе стекла:(1) SiO2+Al2O3 <61%(2) 71%<SiO2+B2O 3+Na2O<80,5%(3) B2O 3/Na2O>0,9(4) 0,7 Al2 O3 — ETR<5%(5) Al2O3 /ETR>2,5(6) 0,127 (B2O3+Na 2O)>AUT.

2. Стекло по п.1, в котором другие элементы (AUT) эфлюента выбраны из следующих оксидов: SO3, P2O5, MoO3, BaO.

3. Стеклообразующая добавка для получения алюмоборосиликатного стекла по п.1, отличающаяся тем, что имеет следующий состав в мас.%:SiO2 — 58-65B2O3 — 15-19Na 2O — 5-10Al2O3 — 0-3Li2O — 1-4CaO — 1,5-4ZrO 2 — 0-3Fe2O3 — 2-4 NiO — 0-2CoO — 0-2

4. Стеклообразующая добавка по п.3, отличающаяся тем, что представляет собой стеклянную фритту.

5. Стеклообразующая добавка по п.3, отличающаяся тем, что представляет собой смесь химических продуктов, в частности оксидов в виде порошков.

6. Способ обработки радиоактивного жидкого эфлюента средней активности, в котором осуществляют кальцинацию указанного эфлюента, в который, в случае необходимости, добавляют кальцинирующую добавку для получения кальцината, затем в указанный кальцинат добавляют стеклообразующую добавку по п.3, осуществляют плавление указанного кальцината и указанной стеклообразующей добавки в холодном тигле для получения стеклянного расплава, затем указанный стеклянный расплав охлаждают, с получением алюмоборосиликатного стекла по п.1.

7. Способ по п.6, в котором радиоактивный жидкий эфлюент средней активности содержит следующие элементы со следующими значениями содержания:Na от 30 г/л до 80 г/лB от 0 г/л до 5 г/лMn от 0 г/л до 1 г/лCe от 0 г/л до 14 г/лFe от 0 г/л до 3 г/л Ni от 0 г/л до 1 г/лCr от 0 г/л до 1 г/лZr от 0 г/л до 16 г/лMo от 0 г/л до 10 г/лP от 0 г/л до 4 г/лS от 0 г/л до 1,7 г/лBa от 0 г/л до 7 г/лGd от 0 г/л до 1 г/лTc 1 г/л или меньшеАктиноиды от 0 г/л до 8 г/лПлатиноиды 1 г/л или меньше;при этом общее содержание указанных элементов составляет от 30 г/л до 154,7 г/л.

8. Способ по п.6, в котором радиоактивный жидкий эфлюент содержит следующие элементы в следующих количествах:Na — 55 г/л B — 2,5 г/лMn — 0,5 г/лCe — 7 г/лFe — 1,5 г/лNi — 0,5 г/лCr — 0,5 г/лZr — 8 г/лMo — 5 г/лP — 2 г/лS — 0,85 г/лBa — 3,5 г/лGd — 0,5 г/лTc — 1 г/лАктиноиды — 4 г/лПлатиноиды -1 г/л; при этом общее содержание указанных элементов составляет от 93,35 г/л.

9. Способ по любому из пп.6-8, в котором кальцинирующую добавку выбирают из нитрата алюминия, нитрата железа, нитрата циркония, нитратов редкоземельных металлов или их смесей.

10. Способ по п.9, в котором в качестве кальцинирующей добавки используют смесь нитрата алюминия и нитрата железа, причем предпочтительно содержание компонентов в смеси составляет 0,66<Al2 O3/(Al2O3+Fe2O 3)<1, где содержание является массовым содержанием в оксидах.

11. Способ по любому из пп.7, 8 или 10, в котором соотношение Na2O/сумма оксидов в кальцинате меньше или равно 0,3.

12. Способ по п.9, в котором соотношение Na2O/сумма оксидов в кальцинате меньше или равно 0,3.

13. Способ по любому из пп.7, 8, 10 или 12, в котором стеклообразующей добавкой является добавка по любому из пп.3-5.

14. Способ по п.9, в котором стеклообразующей добавкой является добавка по любому из пп.3-5.

15. Способ по п.11, в котором стеклообразующей добавкой является добавка по любому из пп.3-5.

16. Способ по любому из пп.7, 8, 10 или 12, в котором плавление кальцината и стеклообразующей добавки осуществляют при температуре от 1200°C до 1300°C, предпочтительно при 1250°C.

17. Способ по п.9, в котором плавление кальцината и стеклообразующей добавки осуществляют при температуре от 1200°C до 1300°C, предпочтительно при 1250°C.

18. Способ по п.11, в котором плавление кальцината и стеклообразующей добавки осуществляют при температуре от 1200°C до 1300°C, предпочтительно при 1250°C.

ХИМИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ

Химические добавки широко применяются при изготовлении СФБ с целью воздействия на производственный процесс и улучшения ряда конечных свойств изделий. Пластификатор следует использовать для поддержания подвижности смеси при снижении водоцементного отношения. С помощью добавок можно также ускорять, замедлять или снижать водоотделение, регулировать водостойкость материала, снижать расслаивание смеси. Подбор наиболее подходящей добавки зависит и от некоторых местных факторов, в частности, используемых цемента и песка, а также климатических условий. Химические добавки должны удовлетворять ГОСТ 24211-2003. Химические добавки классифицируются по группам:

  1. Суперпластификаторы – это высокоэффективные разжижители бетонных и растворных смесей, который позволяют в несколько раз повысить их подвижность, не вызывая при этом снижения прочности бетона или раствора. При введении суперпластификаторов значительно снижается содержание воды в цементно-песчаной смеси;
  2. Воздухововлекающие добавки – повышают морозостойкость СФБ и долговечность, увеличивают подвижность, солестойкость;
  3. Противоморозные добавки – обеспечивают сохранение в цементно-песчаных смесях жидкой фазы необходимой для твердения цементного теста;
  4. Ускорители схватывания – вводятся при температурах ниже +10ºС, для сокращения режима тепловой обработки, ускорения схватывания и твердения СФБ;
  5. Замедлители схватывания – вводятся для увеличения времени загустевания в условиях сухого и жаркого климата;
  6. Гидрофобизаторы – придают СФБ гидрофобные свойства, сильнее проявляется водоотталкивающий эффект.

Кварцевое стекло

Кварцевые   волокна   используют   в   тех   случаях,   когда   требуется   значительная термическая стойкость. Кварцевые волокна с содержанием SiO2 менее 95 % (как правило их называют  кремнеземные  волокна)  получают  путем  путем  кислотной  обработки  волокна алюмоборосиликатного  состава,  широко  применяемого  для  изготовления  бесщелочного волокна, и из силиката натрия с различными добавками. Кремнеземные волокна, полученные выщелачиванием   волокон   из   горных   пород,   не   уступают   кремнеземным   волокнам, выпускаемым промышленностью. Температура применения кремнеземных волокон 1200 °С.Сверхчистые кварцевые волокна (содержание SiO2  более 99 %) получают методом сухого формования из водного раствора жидкого стекла. Такие волокна выпускаются под торговой  маркой  Silfa  и  используются  для  теплозащиты.  В  СССР  кварцевые  волокна получали по штабиковому способу: вытягиванием нити из капли разогретого конца штабика или   путем   раздува   образующейся   капли   ацителено-кислородным   или   кислородно- водородным пламенем. Производство кварцевого волокна может также осуществляться в два приема: получение волокон диаметром 100-200 мк, а затем их раздув потоком раскаленных газов. Волокна собираются на  конвейере и  формуются либо в  виде  матов, либо в  виде ровницы. Температура плавления таких волокон 1750 °С. При Т = 1450-1500 °С происходит спекание  (деформация  в  твердой  фазе),  но  без  размягчения.  В  условиях  длительной эксплуатации и теплосмен, изделия из кварцевого волокна являются стойкими до Т = 1200°С, выше которой у  них снижается прочность вследствие кристаллизации.. В настоящее время такие волокна выпускаются под маркой quartztel и astroquartz.

 

СвойстваСверхчистые  кварцевые  волокна   в   основном  применяются  в   аэрокосмической промышленности в тех областях, где требуется высокаятермостойкость. Сочетая высокую термическую стойкость, прочность и радиопрозрачность для ультрафиолетового излучения и излучения с большей длиной волны такие волокна используют для производства обтекателей самолетов.

 

Использованы материалы из учебного пособия «Стеклянные волокна». С.И. Гутников, Б.И. Лазоряк, Селезнев А.Н.

ПЕСОК или ЗАПОЛНИТЕЛИ

Выбор заполнителя, под которым мы в дальнейшем будем понимать песок, имеет очень большое значение для производства качественного СФБ. Песок должен быть предварительно просеян и промыт. Попадание отдельных частиц более 3 мм не допускается (при эксплуатации оборудования для производства СФБ работа без сита не допускается). Для ручного пневмонабрызга СФБ модуль крупности не должен превышать 2,5 мм (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88). Песок должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-93 по зерновому составу, наличию примесей и загрязнений (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88).

Кварцевые пески наиболее широко применяются в производстве СФБ. Кварцевый песок должен отвечать требованиям ГОСТ 22551-77. В составе кварцевого песка фракция менее 150 мкм не должна превышать 10% (измерения проводятся согласно ГОСТ 8735-88).

Просушенный песок позволяет облегчить контроль за приготовлением смеси (это относится к водоцементному соотношению) и обычно уже приобретается сухим и далее хранится в сухом состоянии либо в мешках, либо в бункерах.

Стекло ECR

Химический составВпервые стекловолокно под маркой ECR-glass (в некоторых источниках оно указано как химически стойкое Е-стекло) стали выпускать в 1974 г. Это стекло имеет в своем составе до 3 % TiO2 и до 3 % ZnO. Совершенно некорректно называть это стекло разновидностью Е- стекла, поскольку, согласно требованиям международных стандартов, Е-стекло вообще не должно содержать оксида циркония, и к тому же содержание TiO2 в ECR стеклах превышает положенные 1,5 %. Стекловолокно на основе ECR стекла не содержит в своем составе оксида бора,  что  положительно сказывается на  экологичности производства. Зачастую  в  состав стекловолокна ECR вводят до 3 % Li2O.

 

Особенности полученияОксид титана является плавнем, его значительное содержание приводит к заметному уменьшению вязкости  стекла  и,  как  следствие,  температуры  получения  волокон.  Оксид циркония положительно влияет на химическую стойкость стекла. Температура формования волокон на основе ECR стекла составляет около 1218 °С, что меньше, чем у стекловолокна на  основе  Е-стекла.  В  то  же  время  для  стекол  с  высоким  содержанием  оксида  лития температура получения волокон выше, чем у стекловолокна Е и составляет около 1235 °С. Фактически это означает, что оксид цинка является более эффективным плавнем, чем оксид бора,  к  тому же более экологичен и придает дополнительно полезные свойства стекловолокну.

 

СвойстваСтекловолокно ECR было разработано специально для использования в агрессивных средах, например устойчивость в кислых средах в 4-5 раз выше. При этом прочность этих волокон остается на уровне стекловолокна Е и составляет порядка 2800-3000 МПа, модуль упругости около 80-83 ГПа. Несмотря на то, что плавление и выработка волокна из ECR проводят при более низких температурах его стоимость превышает стоимость стекловолокна Е из-за наличия дорогих компонентов.

 

СТЕКЛОВОЛОКНО

Для фибрового армирования СФБ-конструкций применяется фибра в виде отрезков стекловолокна длиной от 10 мм до 37 мм (длина фибры принимается в зависимости от размеров и армирования конструкций согласно ВСН 56-97), изготавливаемая путем рубки ровинга из щелочестойкого стекловолокна – это стекловолокно с добавками оксида циркония ZrO2. Можно использовать следующее стекловолокно, например, компаний Fibre Technologies International Ltd. (Бристоль, Англия), L’Industrielle De Prefabrication (Прист, Франция), Cem-Fil (Чикаго, США), NEG (Nippon Electric Glass, Токио, Япония), ARC-15 или ARC-30 (Китай) и другие. Стеклянный ровинг должен соответствовать ГОСТ 17139-2003. Стеклоровинг при хранении и в процессе проведения работ не должен подвергаться увлажнению. Бухту влажного стеклоровинга перед началом использования необходимо просушить при температуре 50-60°С в течение 0.5-1.5 часов до весовой влажности не более 1%.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here