14.574.21.0124

14.574.21.0124
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Энергоэффективность, энергосбережение и ядерная энергетика
Тема: «Разработка ресурсосберегающей технологии многослойных теплоизоляционно-декоративных
стеклокомпозиционных материалов для строительства энергоэффективных зданий»
Соглашение 14.574.21.0124
на период 2014 – 2016 гг.
Руководитель проекта: зав. кафедрой «Общая химия и
технология силикатов», д-р техн. наук, профессор - Яценко Е.А.
Получатель субсидии: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
состав № 1
Цели и задачи проекта
Разработка технологических решений для создания новых многослойных энергосберегающих теплоизоляционно-декоративных
стеклокомпозиционных материалов для повышения эффективности теплозащиты ограждающих конструкций зданий.
Повышение эффективности переработки отходов пылеугольных электростанций, за счет частичной замены дефицитного
сырья
(стеклобоя)
декоративных
на
золошлаковые
стеклокомпозиционных
отходы
при
материалов,
производстве
обеспечение
многослойных
уменьшения
энергосберегающих
отрицательного
теплоизоляционно-
воздействия
отходов
на
состав № 2
окружающую среду и ресурсосбережение.
Научная новизна результатов заключается в разработке технологических основ синтеза новых ранее неизвестных составов
ячеистого стекла с использованием золошлаковых смесей, а также оригинальных композиций первичных и вторичных
порообразователей, в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении зависимостей влияния соотношения и
видов порообразователей на технологические, физико-химические и эксплуатационные свойства синтезируемых материалов.
Ожидаемые результаты проекта
В
результате
выполнения
проекта
будут
разработаны
технологические
основы
производства
а) микроструктура разработанных
составов ячеистых стекломатериалов
теплоизоляционных
строительных материалов с использованием в составе шихты - золошлаковых отходов пылеугольных электростанций и бытовых
стеклоотходов: стеклогравий искусственный пористый (рис., б), теплоизоляционные плиты из ячеистого стекла (рис., в), легкий
бетон (рис., г) и получения на их основе многослойных теплоизоляционно-декоративных стеклокомпозиционных материалов
(рис., д), представляющих собой трехслойные стеновые панели с эффективным утеплителем согласно ГОСТ 31310-2005 и
декоративным покрытием (рис., е). Будут установлены принципы комбинаторного синтеза шихт, разработаны технологические
режимы влияния на температурно-временные параметры производства, получены новые знания о структуре и свойствах
синтезируемых материалов, определяющие их физико-механические, эксплуатационные и декоративные свойства. В рамках
б) экспериментальный образец
стеклогравия искусственного
пористого
проекта будут изготовлены экспериментальные образцы материалов и проведены исследовательские испытания для оценки их
соответствия заявленным физико-механическим характеристикам и действующей нормативной документации.
Перспективы практического использования
Область применения многослойных теплоизоляционно-декоративных стеклокомпозиционных материалов - наружные стены
жилых, общественных и производственных зданий, в том числе тепловая изоляция и декоративная отделка цоколей и фасадов
зданий.
Полученные
результаты
позволят
расширить
спектр
теплоизоляционных
строительных
материалов,
обеспечив
производство источником дешевого и уже подготовленного сырья – золошлаками ТЭС, тем самым снизив их себестоимость.
Экологически, социально и экономически эффективное использование сырьевого потенциала золошлаковых отходов при
в) экспериментальный образец
теплоизоляционной плиты из
ячеистого стекла
производстве ячеистых стекломатериалов возможно только при наличии системных данных о физико-химических свойствах,
химических процессах и закономерностях превращений, протекающих при синтезе материалов.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
Определены составы для синтеза ячеистых стекломатериалов: а) экспериментального образца стеклогравия искусственного
пористого (состав № 1, рис., а), мас. %: золошлаковые отходы Новочеркасской ГРЭС – 20, стеклобой марки 1-ЗС – 35, стеклобой
марки
1-ЗС
–
35,
первичный
порообразователь
и
модифицирующая
добавка
–
10;
б)
экспериментального
образца
теплоизоляционной плиты из ячеистого стекла (состав № 2, рис., а), мас. %: золошлаковые отходы Новочеркасской ГРЭС – 50,
стеклобой марки 1-ЗС – 20, стеклобой марки 1-БС – 20, первичный порообразователь и модифицирующая добавка – 10,
г) экспериментальный образец
теплоизоляционного легкого бетона
вторичный порообразователь - плавень – 10 (сверх 100 %). Установлены составы порообразователей: а) первичный, мас. %:
жидкое стекло – 4, глицерин – 4, вода – 2; б) вторичный, мас. %: натрий фтористый (NaF) – 6, борная кислота (H3BO3) – 4.
Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов многослойных теплоизоляционнодекоративных
стеклокомпозиционных
материалов
(МТДСКМ)
ПДБК.583127.001ПМ,
комплект
эскизной
конструкторской
документации ПДБК.583127.001 и технологическая инструкция ПДБК.25160.00001 для их изготовления. Разработана методика
расчета эффективности применения МТДСКМ в строительстве. Разработаны варианты декоративного слоя МТДСКМ, выбраны
материалы (фасадная плитка, декоративный бетон и штукатурка) и геометрическая форма фасадных элементов. Синтезированы
экспериментальные образцы МТДСКМ: стеклогравия искусственного пористого - 180 л; теплоизоляционных плит из ячеистого
стекла - 20 шт.; легкого бетона - 50 кг; МТДСКМ с декоративными покрытиями: фасадной керамической плиткой, декоративной
штукатуркой и бетоном с каменной крошкой - 9 шт. Разработана программа и методики испытаний спектрофотометрических
характеристик декоративного слоя МТДСКМ (ПДБК.574619.001ПМ), проведены испытания и установлены цветовые схемы RGB и
CMYK, построена спектрофотометрическая кривая. Полученные результаты соответствуют существующим научным концепциям в
д) экспериментальный образец
МТДСКМ
данной области и подтверждены многосторонними экспериментальными и теоретическими данными.
В 2015 году по результатам исследовательской работы были достигнуты следующие значения показателей результативности
предоставления субсидии: опубликовано 2 статьи в научных журналах «Glass and Ceramics» и «Biosciences, Biotechnology
Research Asia», индексируемых в базе данных Scopus; подано 2 заявки на выдачу патентов на изобретения РФ; доля
исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей - участников проекта – 76,6 процентов; объем
привлеченных внебюджетных средств – 0,90000112 млн. руб.; средний возраст исследователей - участников проекта – 35 лет;
принято участие в 7 международных, всероссийских и региональных конференциях; использовано при выполнении проекта
оборудование центра коллективного пользования «Нанотехнологии» ЮРГПУ(НПИ).
Партнеры проекта
Общество с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие «ВекторДон» - индустриальный партнер
проекта, организация реального сектора экономики, объем внебюджетного софинансирования в размере 1,05 млн. руб., в том
числе: в 2014 году – 0,45 млн. руб., в 2015 году – 0,3 млн. руб., в 2016 году – 0,3 млн. руб.
14.574.21.0124
е) декоративные покрытия:
фасадная керамическая плитка,
декоративная штукатурка и бетон
с каменной крошкой
<Номер постера>