Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Sārmu aktivizēti karstumturīgie alumosilikātu kompozītmateriāli industriālam pielietojumam

Publikācijas veids Promocijas darbs
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Valsts budžeta finansējums izglītībai
Aizstāvēšana: 12.04.2019 14:15, Rīgas Tehniskās universitātes Būvniecības inženierzinātņu fakultātē, Ķīpsalas ielā 6A, 340. auditorijā.
Publikācijas valoda Latviešu (lv)
Nosaukums oriģinālvalodā Sārmu aktivizēti karstumturīgie alumosilikātu kompozītmateriāli industriālam pielietojumam
Nosaukums angļu valodā Alkali-Activated Aluminosilicate Composites With Heat-Resistant Aggregates for Industrial Applications
Pētniecības nozare 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Pētniecības apakšnozare 2.1. Būvniecības un transporta inženierzinātnes
Autori Laura Dembovska
Atslēgas vārdi Sārmu aktivizēti materiāli
Anotācija Promocijas darba ietvaros tika izstrādāti poraini, karstumizturīgi alumosilikātu kompozītmateriāli no rūpnieciskajiem atkritumproduktiem un blakusproduktiem industriālam pielietojumam (piemēram, par izolācijas materiāliem), izmantojot sārmu aktivizācijas tehnoloģiju. Sārmu aktivizācijas rezultātā alumosilikāti pārveidojas, t.i., paaugstinātā pH vidē notiek izejmateriālu sastāvā esošo silikātu un aluminātu disociācija un polimerizācija. Par izejvielām poraino sārmu aktivizēto alumosilikātu kompozītmateriālu (ASC) ieguvē šī pētījuma ietvaros tiek izmantoti dažādās temperatūrās kalcinēti māli (metakaolīns un šamots), svina saturošs stikls, granulēti domnu sārņi, alumīnija metāllūžņu pārstrādes atkritumi, kā arī karstumizturīgas pildvielas. Promocijas darbā veiktie pētījumi tiek orientēti uz izejvielu kompozīcijas un ražošanas tehnoloģijas pilnveidošanu, lai iegūtu karstumturīgus materiālus. ASC tika noteiktas mehāniskās un fizikālās īpašības, pētīta mikrostruktūra, noteikts ķīmiskais un mineraloģiskais sastāvs, noteikta noturība paaugstinātas temperatūras apstākļos (stabilos un mainīgos). Promocijas darbā ir pierādīts, ka izejmateriālu proporcijas un kompozīcijas ķīmiskais sastāvs ietekmē ASC īpašības un nosaka materiāla pielietošanu augsttemperatūras apstākļos. Pierādīts, ka aktivizācijas šķīduma ķīmiskais sastāvs būtiski ietekmē ASC siltumtehniskās īpašības un nosaka to maksimālo darba temperatūru augsttemperatūras iekārtās. Pierādīts, ka palielinot Al2O3 komponentes īpatsvaru sastāvā var iegūt ASC ar augstākām mehāniskām īpašībām un termisko stabilitāti. Promocijas darba ietvaros tika iegūti karstumturīgi ASC darba temperatūrai 600-1000ºC ar materiāla blīvumu 350-850 kg/m3, kopējo porainību robežās no 65 tilp.% līdz 86 tilp.%, spiedes stiprību no 1,0-3,0 MPa un siltumvadītspēju no 0,14-0,16 W/(m K). Pēc augsttemperatūras mikroskopa un dilatometra iegūtajiem rezultātiem tiek secināts, ka sastāvi ar ugunsizturīgo ķieģeļu krāsns oderējuma zāģēšanas atlikumiem uz šamota bāzes darba temperatūrā līdz 800 °C uzrāda 0,3-0,5 % rukumu, savukārt, darba temperatūrā līdz 1000 °C, materiāla rukums sasniedz 3,1-4,3 %, kas atbilst standartiem. Promocijas darbs sastāv no anotācijas, ievada, 5 galvenajām nodaļām (kas sadalītas apakšnodaļās), secinājumiem un literatūras saraksta. Pirmajā nodaļā ir veikts literatūras apskats, uz kā pamata formulēts disertācijas mērķis un izvirzīti uzdevumi tā sasniegšanai, 2. nodaļā ir aprakstītas pētījumos izmantotās metodes un 3. nodaļā aprakstīti pētījumos izmantotie materiāli, 4. nodaļā aprakstīts uzdevumu izpildes un mērķa sasniegšanas process. 5. nodaļā aprakstīta rezultātu aprobācija. Darbs satur 149 lappuses, 81 attēlu, 36 tabulas un literatūras sarakstu ar 266 literatūras avotiem. Promocijas darbs uzrakstīts latviešu valodā.
Anotācija angļu valodā Objective of the research developed in the doctoral thesis is to produce porous, heat-resistant aluminum silicate composite materials from industrial waste and by-products for industrial applications (for example, insulation materials) using alkaline activation technology. As a result of alkaline activation process aluminosilicates are transformed, i.e., in the elevated pH environment silicates and alumina from the raw materials dissociate and polymerize. The raw materials used in the research are metakaolin and chamotte, lead-based glass, ground granulated furnace slag, aluminum scrap recycling waste and heat-resistant fillers. The research carried out in the doctoral thesis focuses on the development of raw material compositions and production technology in order to obtain heat-resistant aluminum silicate composite materials (ASC). Mechanical and physical properties, microstructure, chemical and mineralogical composition, stability under high temperature conditions were determined for ASC. In the doctoral thesis it has been proven that the raw material proportions and chemical composition of the ingredients influence the properties of the ASC and determine their application in the high temperature conditions. The chemical composition of the alkali activation solution has been shown to have a significant effect on the thermal properties of the ASC and determine ASC’s maximum operating temperature. It has been proven, that by increasing the percentage of Al2O3 component in the composition, ASC with higher mechanical properties and thermal stability can be obtained. Within the framework of the doctoral thesis, ASC for the high temperature application (in the temperature range from 600-1000ºC) with material density 350-850 kg/m3, total porosity in the range from 65 vol% to 86 vol%, compressive strength from 1.0-3.0 MPa and thermal conductivity from 0.14-0.16 W/(m K) were obtained. According to the results of a high-temperature microscope and dilatometer, it is concluded that the ASC from alkali activated chamotte with firebrick sawing residues in the high temperature up to 800 °C shows a shrinkage of 0.3-0.5 %, while in working temperature up to 1000 °C material shrinkage reaches 3.1-4.3 %, which meets the standards. One of the main conclusions is that in order to gain a complete view of the physical, mechanical and thermal properties of the material, it is necessary to use different methods (both instrumental and test methods), which complement and justify each other. The doctoral thesis is written in Latvian. It consists of an introduction, 5 main chapters (subdivided into sections), conclusions and list of references. The work contains 149 pages, 81 image, 36 tables and a list of references with 266 titles.
Atsauce Dembovska, Laura. Sārmu aktivizēti karstumturīgie alumosilikātu kompozītmateriāli industriālam pielietojumam. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2019. 149 lpp.
Pilnais teksts Pilnais teksts
Kopsavilkums Kopsavilkums
ID 29006