Механохимическая обработка природного сырья и техногенных  отходов для получения теплоизоляционных материалов

А.Е. Матен; Б.С. Садыков; А.Б.  Артықбаева; А.С. Әділхан; А.О. Жапекова; А.Е. Баққара

doi:10.18321/cpc23(3)323-333

Авторы

А.Е. Матен Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
Б.С. Садыков Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
А.Б. Артықбаева Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
А.С. Әділхан Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
А.О. Жапекова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный женский педагогический университет, ул. Гоголя, 114, Алматы, Казахстан
А.Е. Баққара Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(3)323-333

Ключевые слова:

диатомит, золошлак, теплоизоляционные материалы, механохимическая обработка, композитная структура, графит, утилизация отходов, переработка отходов

Аннотация

Разработка энергоэффективных и экологически безопасных строительных материалов на основе природного и техногенного сырья представляет собой актуальную задачу современных материаловедческих исследований. В данной работе представлены составы теплоизоляционных материалов на основе диатомита и золошлака, активированных методом механохимической обработки. Исследовано влияние содержания графита (10%, 20 %) на теплопроводность, прочность и водопоглощение композитов. Наилучшие характеристики зафиксированы для золошлака с добавлением 10% графита: теплопроводность – 0,1136 Вт/(м·К), прочность – 19,86 МПа. Минимальное значение теплопроводности для диатомита составило 0,157 Вт/(м·К), при этом наблюдалось ухудшение прочностных характеристик. Полученные материалы обладают сбалансированными эксплуатационными свойствами и могут быть применены в строительстве с целью повышения энергоэффективности и рационального использования минеральных ресурсов.

Библиографические ссылки

(1) M. Liu, P. Zhu, X. Yan, et al. The Application of Solid Waste in Thermal-Insulation Materials: A Review, J. Renew. Mater. 12 (2024) 329–347. Crossref

(2) M. Raza, A. Farhan, B. Abu-Jdayil. Lignocellulose-Based Insulation Materials: Sustainable Solutions for Energy Efficiency, Int. J. Innov. Food Tech. 24 (2024) 100844. Crossref

(3) M.G. Lee, Y. Huang, Y.F. Shih, et al. Mechanical and Thermal Insulation Performance of Waste-Diatomite Cement Mortar, J. Mater. Res. Technol. 25 (2023) 4739–4748. Crossref

(4) V. Martínez, T. Stolar, B. Karadeniz, et al. Advancing Mechanochemical Synthesis by Combining Milling with Different Energy Sources, Nat. Rev. Chem. 7 (2023) 51–65. Crossref

(5) A. Bakkara, B. Sadykov, A. Artykbaeva, et al. Energy-Intensive Materials with Mechanically Activated Components, ChemEngineering 7 (2023) 97. Crossref

(6) H. Xu, H. Wang, Z. Zhang, et al. High-Efficiency Al-Based Multicomponent Composites for Low-Temperature Hydrogen Production, Int. J. Hydrogen Energy 48 (2023) 26260–26275. Crossref

(7) D.V. Dudina, B.B. Bokhonov. Materials Development Using High-Energy Ball Milling: A Review, J. Compos. Sci. 6 (2022) 188. Crossref

(8) A.G. Adeniyi, S.A. Abdulkareem, C.A. Adeyanju, et al. Recycling Biochar and Aluminium Filings into Thermally Conducting Polystyrene Composites, J. Polym. Environ. 30 (2022) 3150–3162. Crossref

(9) Z.H. Liu, F. Wang, Z.P. Deng. Thermal-Insulation Composite Based on SiO₂ Aerogel, Constr. Build. Mater. 286 (2021) 122921. Crossref

(10) G.A. Medvedeva, R.T. Akhmetova, A.A. Yusupova. Utilization of Ash-and-Slag Waste in Sulfur Concrete Production, Sovrem. Naukoyomk. Tekhnol. 11 (2021) 43–47.

(11) L.M. Delitsyn, A.S. Vlasov, Yu.V. Ryabov. Innovative Technology for Full-Scale Processing of TPP Ash Waste, In Kompleksnoe Osvoenie Tekhnogennykh Obrazovaniy, South Ural State University, Chelyabinsk (2021) 103–108.

(12) N.N. Mofa, Z.A. Mansurov. Mechanochemical Synthesis of Surface Nanostructures for Composite Materials, In Proc. Int. Conf. “Mechanochemical Synthesis and Sintering” (2021) 67–68.

(13) A.E. Bakkara, B.S. Sadykov, A.S. Khairullina, et al. Patent for Utility Model RK No. 9822. Composition for the Production of Thermal Insulation Material.