Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Свойства и опыт применения диоксида кремния, синтезированного из диатомита
Опубликована: 2020-09-07
  • В. П. Селяев Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)
  • А. К. Осипов Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)
  • П. В. Селяев Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)
  • О. В. Лияскин Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)
  • Е. Л. Кечуткина Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

Аннотация

Проведен анализ диатомитов Актюбинской области (РК) и Среднего Поволжья (РФ). На микрофотографиях с различным увеличением видны обломки скорлупок, раковин, панцирей, что подтверждает их биогенное происхождение. В структуре данных микрокремнеземов прослеживается неоднородность поверхности частиц, пронизанной порами, трещинами. Исследования по синтезу нанопорошков проводились на диатомитах Жалпакского и Атемарского месторождений, так как в них выявлено наибольшее содержание диоксида кремния. На основе анализа спектров рентгенофлуоресценции различных компонентов материала получен элементный состав диатомитов и синтезированного микрокремнезема.
Экспериментальные исследования, проведенные с применением современных приборов и оборудования, показали: синтезированный микрокремнезем представлен минералом опал; имеет аморфную структуру с пористостью до 95 %; содержит 99 % SiO2, что выше по сравнению с порошком микрокремнезема, применяемым в качестве наполнителя в ва- куумных изоляционных панелях FRONT-VIP китайского производства (98,46 %); поверхность частиц синтезированного кремнезема содержит в основном силанольные группы, адсорбированную воду, отличается высокой неоднородностью с фрактальной размерностью рассеивающих неоднородностей ???? = 2.64. Получена аналитическая (полиномиальная) модель зависимости крупности частиц, «чистоты» синтезированного диоксида кремния от концентрации едкого натра, температуры раствора кремниевой кислоты, длительности экспонирования, соотношения Ж:Т коллоидного раствора в процессе синтеза. Установлено, что синтезированный кремнезем отличается от диатомитов размером частиц и фракталь- ной размерностью. Анализ гистограмм порошка мирокремнезема, синтезированного из диатомита, свидетельствует о том, что из диатомита можно синтезировать микрокремнезем наноразмерного уровня, который по показателям качества не уступает зарубежным аналогам и благодаря элементному составу, высокопористой структуре, низкой насыпной плотности может найти применение в строительной отрасли при изготовлении теплоизоляционных материалов, высокопрочных бетонов, красок, адсорбентов и т.д.
Показана возможность применения синтезированного диоксида кремния для производства: вакуумных теплоизоляционных панелей (с теплопроводностью 0,002÷0,02 Вт/м°К); высокопрочных цементных композитов (прочность более 100 МПа на седьмые сутки); увиолевых стекол.

Биографии авторов

В. П. Селяев, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

академик РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительные конструкции», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Республика Мордовия. Область научных интересов – долговечность строительных материалов и конструк- ций. E-mail: ntorm80@mail.ru.

А. К. Осипов, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

кандидат химических наук, доцент кафедры «Неорганическая и аналитическая химия», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Республика Мордовия. Область научных интересов – электрохимия металлов, сорбция тяжёлых металлов на природных и синтетических сорбентах. E-mail: ntorm80@mail.ru.

П. В. Селяев, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Республика Мордовия. Область научных интересов – расчет и проектирование строительных конструкций. E-mail: ntorm80@mail.ru.

О. В. Лияскин, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

аспирант кафедры «Строительные конструкции», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Республика Мордовия. Область научных интересов – долговечность вакуумных теплоизоляционных панелей. E-mail: oliyaskin@mail.ru.

Е. Л. Кечуткина, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (г. Саранск)

инженер кафедры «Строительные конструкции», Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Республика Мордовия. Область научных интересов – долговечность строительных материалов и конструкций. E-mail: ntorm80@mail.ru.