[
На правах рукописи
Шахматов Кирилл Леонидович
Обоснование круглогодичной добычи
торфяного сырья и технология
производства композиционных
теплоизоляционных материалов
Специальность 25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и
строительная)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Тверь – 2011 2
Работа выполнена на кафедре "Геология, переработка торфа и сапропеля" Тверского государственного технического университета
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Суворов Владимир Иванович
Официальные оппоненты: доктор технических наук Михайлов Александр Викторович кандидат технических наук Непша Василий Григорьевич
Ведущая организация: ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт торфяной промышленности", г.Санкт-Петербург
Защита состоится 02 декабря 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.262.05 при Тверском государственном техническом университете по адресу: 170023 г.Тверь, ул.Академическая, д. 12 (Лабораторный корпус, аудитория Л-214)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета
Автореферат разослан 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент К.В. Фомин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В последнее время производству новых теплоизоляционных материалов в строительной индустрии уделяется все большее внимание. Анализ рынка потребления и производства подобных материалов показал, что наибольшее распространение получили минеральная и стеклянная вата, пенополистирол, твердые газосиликаты и известковокремнеземестые изделия, керамзит и др. Сдерживающими факторами, ограничивающими применение этих материалов, является их высокая цена, дефицитность исходных компонентов, а также опасность технологий, продуцирующих загрязнители и отходы производств. С другой стороны ежегодно в техносфере накапливается огромное количество органических отходов, утилизация которых носит бессистемный, периодический характер.
В этой ситуации достойной альтернативой теплоизоляционным строительным материалам является торф. Промышленные запасы торфа в Тверской области (в пересчете на 40 % влажность) составляют 2 182 млн.т, а их разнообразие по составу и характеристикам, доступность сырьевых баз для освоения создают благоприятную обстановку для организации производства различных теплоизоляционных материалов. К тому же в нашей стране есть богатый опыт производства теплоизоляционных плит на основе торфа. Первые партии торфяных изоляций были выпущены в 1927 г. в объеме 33 тыс.м 3 и уже в послевоенные годы объемы производства выросли почти в 5 раз и составили 157 тыс.м3. Это было обусловлено доступностью и широким распространением исходного сырья, простотой технологий и низкой конечной стоимостью при возрастающих на тот момент в стране потребностей в новом строительстве.
Получение качественной теплоизоляционной продукции из различных видов торфа с заданными эксплуатационными свойствами, обладающей сравнительно низкой себестоимостью, является актуальной проблемой в области энергосбережения. Базовой основой получения продукции такого назначения являются различные способы физико-механического модифицирования, в частности композиционного, когда в торфяную матрицу вводятся различные наполнители, что позволяет использовать торфяное сырье в широком диапазоне их геоботанических характеристик, при сохранении заданного качества продукции.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является обоснование технологических параметров круглогодичной добычи торфа и получение на его основе композиционных теплоизоляционных материалов.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
• разработать и экспериментально проверить в опытно-промышленных условиях круглогодичный способ добычи торфяного сырья и его модифицирование для достижения заданных характеристик продукции теплоизоляционного назначения;
• изучить и обосновать способы различного модифицирования торфяного сырья и теплоизоляционных материалов на его основе с целью получения качественной продукции;
• изучить свойства и структуру торфяного сырья как базового элемента композиционного теплоизоляционного материала методами реологии и электронной микроскопии;
• экспериментально и теоретически обосновать зависимости типа "структура – свойства" композиционных составов на основе торфа с позиций физико-химической механики дисперсных систем;
• разработать технологическую схему получения теплоизоляционных плит из торфа и отходов ряда производств;
• оценить экономическую целесообразность рекомендуемых технологий производства теплоизоляционных плит.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования являлись отдельные виды торфа, отобранные на действующих и законсервированных торфодобывающих предприятиях Тверской области (табл.1) естественной структуры и фрезерный торф. В качестве наполнителя использовали наиболее распространенные отходы производств – древесные опилки, а также измельченные отходы тары и упаковки из пенополистирола.
Таблица 1. Качественная характеристика исходного торфяного сырья
«