Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01667 AP26104663-KC-25 0125РК00984
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 35603726 AP26104663
Name of work
Разработки и исследования составов теплоизоляционных материалов на основе минеральных ресурсов Казахстана – известняка-ракушечника и отходов его добычи
Type of work Source of funding Report authors
Applied Орынбеков Елжан Серикович
2
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Минеральное сырье Казахстана — известняк-ракушечник и отходы его добычи, используемые в качестве тонкодисперсных наполнителей для разработки и получения составов теплоизоляционных материалов с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными характеристиками.

Қазақстан аумағындағы минералдық шикізат – әктас-ракушечник және оны өндіру қалдықтары. Бұл материалдар ұнтақ тәрізді дисперстік толтырғыш ретінде қолданылады және олардың негізінде жылу оқшаулағыш қасиеттері жақсартылған құрылыс материалдарының құрамдарын әзірлеу қарастырылады.

Целью научного проекта является разработка научно-обоснованной технологий получения составов теплоизоляционных материалов на основе тонкодисперсных наполнителей, обладающих улучшенными теплоизоляционными и эксплуатационными характеристиками.

Ұсақ дисперсиялы толтырғыштар негізінде, пайдалану сипаттамалары жоғары жылу оқшаулағыш материалдардың құрамын алу үшін ғылыми негізделген технологияларды әзірлеу.

Внешний вид теплоизоляционных композиций и покрытий определяют визуально по п. 9.3 ГОСТ 52020-2003 при рассеянном дневном свете на расстоянии 0,3 м от образца. Плотность покрытия в жидком состоянии измеряют по ГОСТ 31992.1-2012 методом взвешивания образца в пикнометре при заданной температуре. Состав перед испытанием тщательно размешивают, чтобы исключить пузырьки воздуха. Взвешивание проводят в течение 5 минут, чтобы избежать потерь массы из-за испарения растворителей. Плотность сухих покрытий определяют по ГОСТ 15139-69, измеряя массу с точностью до 0,0001 г и объём по линейным размерам. Теплопроводность наполненных связующих и покрытий измеряют по ГОСТ 7076-99 с помощью прибора ИТС-1. Адгезию к стали оценивают по ГОСТ 15140-78 методом решетчатых надрезов, к бетону — по ГОСТ 28574-2014 методами испытаний защитных покрытий. Для изучения фазового состава, структуры и процессов структурообразования используют рентгенофазовый (РФА), дифференциально-термический (ДТА) и петрографический анализы. РФА проводят на дифрактометре ДРОН-3М с Си-Кα-излучением, чувствительность метода 1–2 %. Образцы — порошок через сито 100 отв/мм. ДТА проводят на приборе «Deridalograf» Q-1500 D (Паулик и Эрден, Венгрия) при скорости изменения температуры 7,5–10 °С/мин.

Жылу оқшаулағыш композициялар мен олардың негізіндегі жабындардың сыртқы көрінісі ГОСТ 52020-2003 п. 9.3 сәйкес, күн сәулесінің шашыраған жарығында, үлгіден шамамен 0,3 м қашықтықта визуалды бағаланады. Сұйық күйдегі жабынның тығыздығы ГОСТ 31992.1-2012 бойынша пикнометрде үлгінің массасын өлшеу арқылы анықталады. Сынақ алдында композициялар мұқият араластырылады, салмақты өлшеу 5 минут ішінде жүргізіледі. Құрғақ жабындардың тығыздығы ГОСТ 15139-69 бойынша массасы мен көлемі арқылы анықталады. Қоспаланған байланыстырғыштардың және олардың негізіндегі жабындардың жылуөткізгіштігі ГОСТ 7076-99 стандарттарына сәйкес, ИТС-1 аспабымен өлшенеді. Болатқа адгезия ГОСТ 15140-78 бойынша торлы қырқу әдісі арқылы, бетон бетіне адгезия ГОСТ 28574-2014 бойынша сынау әдістерімен бағаланады. Құрылым мен фазалық өзгерістерді зерттеу үшін рентгенофазалық, дифференциалды-термиялық және петрографиялық анализ әдістері қолданылады. РФА ДРОН-3М дифрактометрінде Си-Кα сәулеленуімен, 100 тор/мм ұнтақ үлгілерінде жүргізіледі (сезімталдық 1–2 %). Дифференциалды-термиялық анализ (ДТА) «Deridalograf» Q-1500 D аспабында, температураның өзгеру жылдамдығы 7,5–10 град/мин режимінде жүргізіледі.

Применение тонкодисперсных минеральных наполнителей, в частности известняка-ракушечника и отходов его добычи из Мангистауской области, позволит создавать эффективные теплоизоляционные смеси для стеновых панелей, монолитных стен и несущих конструкций. Существующие материалы, такие как минеральная вата и пенополистирол, имеют ряд ограничений: низкая эффективность при утеплении сложных поверхностей, образование мостиков холода, необходимость антикоррозионной защиты и высокая чувствительность к влаге. Научная новизна проекта заключается в разработке технологии получения теплоизоляционных покрытий (сухих и жидких) на основе малоизученного известняка-ракушечника с добавлением микросфер и полимерного связующего. Предлагаемые составы будут обладать высокими эксплуатационными характеристиками и не уступать покрытиям на основе перлита и вермикулита. Проект актуален для Казахстана и международной практики: использование отходов добычи снижает себестоимость материалов, уменьшает экологическую нагрузку, а внедрение разработок обеспечит экономию энергоресурсов и снижение теплопотерь в зданиях. Ожидаемый экономический эффект при производстве 100 тыс. м³ смеси в год составляет порядка 8–12 млрд тенге. Результаты проекта позволят создать конкурентоспособные теплоизоляционные материалы с уникальными физико-механическими свойствами, недоступными в существующих аналогах, и обеспечат новые рабочие места и развитие строительной отрасли.

Ұсақдисперсті минералдық толтырғыштарды, атап айтқанда Маңғыстау облысының маржан тастары мен оның қалдықтарын пайдалану қабырға панельдері, монолиттік қабырғалар және жүк көтергіш конструкциялар үшін тиімді жылу оқшаулағыш қоспаларды жасауға мүмкіндік береді. Қазіргі қолданылып жүрген материалдар, мысалы, минералды ұнтақ және полистирол көбік, кейбір шектеулерге ие: күрделі беттерді оқшаулауда тиімділігі төмен, суық көпірлердің пайда болуы, антикоррозиялық қорғаныс қажеттілігі және ылғалға сезімталдық жоғары. Жобаның ғылыми жаңалығы – маржан тастары мен қалдықтарын, микросфералар мен полимерлік байланыстырушыны қолдана отырып, құрғақ және сұйық жылу оқшаулағыш қоспаларды өндіру технологиясын жасау. Ұсынылатын құрамдар жоғары эксплуатациялық қасиеттерге ие болады және перлит пен вермикулит негізіндегі жабындардан кем болмайды. Жоба Қазақстан үшін де, халықаралық тәжірибе үшін де өзекті: өндіру қалдықтарын пайдалану өнімнің өзіндік құнын төмендетеді, экологиялық жүктемені азайтады, энергия шығынын қысқартады және ғимараттардағы жылу жоғалтуды азайтады. Жылына 100 мың м³ қоспа өндірісі жағдайында экономикалық тиімділік шамамен 8–12 млрд теңге болады. Жобаның нәтижелері жаңа физика-техникалық қасиеттері бар, бәсекеге қабілетті жылу оқшаулағыш материалдарды жасауға, жаңа жұмыс орындарын құруға және құрылыс саласын дамытуға мүмкіндік береді.

При реализации проекта решаются следующие задачи: создание нового предприятия по производству различных видов теплоизоляционных покрытий, увеличение валового регионального продукта, замещение импорта и рост бюджетных поступлений; удовлетворение спроса населения и строительного рынка на качественную продукцию, развитие промышленности Казахстана и создание новых рабочих мест; при производстве покрытий на основе полимерного связующего обеспечивается соблюдение химических нормативов, а производство имеет сертификаты безопасности для окружающей среды и здоровья человека; использование кораллового камня и его отходов снижает себестоимость материалов, уменьшает расход сырья и позволяет экономить энергию. Себестоимость 1 м³ покрытия на основе полимерной дисперсии составляет примерно 137 332 тенге, сухой смеси — 110 400 тенге, при годовой производительности завода 100 тыс. м³ ожидаемый экономический эффект составит 11,97 млрд тенге для полимерного покрытия и 8,76 млрд тенге для сухой смеси. В проекте впервые разрабатываются составы теплоизоляционных покрытий на основе мелкодисперсных минеральных наполнителей, определяются их технологические режимы, а на основе изучения влияния наполнителей на структуру и фазовое формирование создаются оптимальные составы и технологические параметры.

Жобаны іске асыру кезінде келесі міндеттер шешіледі: әртүрлі жылу оқшаулағыш жабындарды өндіретін жаңа кәсіпорынды құру, өңірлік жалпы өнімді арттыру, импорт алмастыру және бюджеттік түсімдерді көбейту; тұрғындар мен құрылыс нарығының сапалы өнімге сұранысын қанағаттандыру, Қазақстан өнеркәсібін дамыту және жаңа жұмыс орындарын ашу; полимерлі байланыстырғышқа негізделген жабындарды өндіруде химиялық нормативтердің сақталуын қамтамасыз ету, ал өндіріс қоршаған орта мен адам денсаулығына қауіпсіз сертификаттарға ие болады; маржан тасы мен қалдықтарын пайдалану материалдың өзіндік құнын төмендетіп, шикізат шығынын азайтып, энергияны үнемдеуге мүмкіндік береді. 1 м³ полимерлі дисперсия негізіндегі жабынның өзіндік құны шамамен 137 332 теңге, құрғақ қоспасы – 110 400 теңге, ал зауыт өнімділігі жылына 100 мың м³ болғанда экономикалық әсер полимерлі жабын үшін 11,97 млрд, құрғақ қоспа үшін 8,76 млрд теңге болады. Жобада алғаш рет ұсақдисперсті минералды толтырғыштар негізінде жылу оқшаулағыш жабындардың құрамдары әзірленіп, олардың технологиялық режимдері анықталады, сондай-ақ толтырғыштардың құрылым мен фазалық қалыптасуға әсерін зерттеу арқылы оңтайлы құрамдар мен параметрлер анықталады.

Не предусмотрено

Қарастырылмаған

Социально-экономический эффект проекта значителен: улучшается экологическая обстановка в районе добычи минерального сырья (Мангистауская область), снижаются теплопотери строительных объектов и сокращается потребление энергоресурсов. Реализация проекта способствует созданию новых предприятий, дополнительных рабочих мест и обеспечению относительно дешёвыми строительными материалами. Экономическая эффективность также высока: себестоимость 1 м³ теплоизоляционного покрытия на основе полимерной дисперсии составляет примерно 137 332 тг, а сухой смеси – 110 400 тг. По сравнению с покрытиями на основе перлита и диатомита при производственной мощности завода 100 тыс. м³ в год, ожидаемый экономический эффект составит 11,97 млрд тг для полимерной смеси и 8,76 млрд тг для сухой смеси. Инновационная значимость проекта: - используются химический и минералогический состав известняка-ракушечника и его отходов; - формирование структуры теплоизоляционного покрытия зависит от типа микросферы, полимерного связующего, уcакдисперсного минерального компонента и пигмента; - применяются уcакдисперсные минеральные наполнители, которые ранее не использовались в аналогичных материалах за рубежом. Эти факторы делают проект высокоэффективным с экономической и технологической точек зрения.

Жобаның әлеуметтік-экономикалық әсері жоғары: Маңғыстау облысындағы минералдық шикізатты өндіру аймағының экологиялық жағдайы жақсарады, құрылыс объектілерінің жылу шығыны азаяды және энергия ресурстарын тұтыну төмендейді. Жобаның іске асырылуы жаңа кәсіпорындардың құрылуына, қосымша жұмыс орындарының ашылуына және салыстырмалы түрде арзан құрылыс материалдарының қолжетімді болуына ықпал етеді. Экономикалық тиімділігі де айтарлықтай: 1 м³ полимерлі дисперсия негізіндегі жылу оқшаулағыш қоспаның өзіндік құны шамамен 137 332 тг, ал құрғақ қоспаның – 110 400 тг. Перлит пен диатомит негізіндегі қоспаларға қарағанда, жылдық өндірістік қуаты 100 мың м³ болған жағдайда, экономикалық тиімділік полимерлі қоспада – 11,97 млрд тг, құрғақ қоспада – 8,76 млрд тг құрайды. Жобаның инновациялық ерекшелігі: - маржантас пен оның қалдықтарының химиялық және минералогиялық құрамы пайдаланылады; - жылу оқшаулағыш қоспаның құрылымы микросфера түріне, полимерлі байламға, ұсақдисперсті минералдық компонентке және пигментке байланысты қалыптасады; - бұрын халықаралық тәжірибеде қолданылмаған ұсақдисперсті минералдық толтырғыштар қолданылады. Бұл факторлар жобаны жоғары экономикалық тиімді және технологиялық тұрғыдан бәсекеге қабілетті етеді.

Основными потребителями полученных результатов исследований являются предприятия по выпуску теплоизоляционных покрытий (сухих и жидких), строительная индустрия, ЖКХ и частный строительный сектор РК и СНГ.

Зерттеу нәтижелерінің негізгі тұтынушылары жылу оқшаулағыш жабындарды (құрғақ және сұйық) шығаратын кәсіпорындар, құрылыс индустриясы, ТКШ және ҚР мен ТМД-ның жеке құрылыс секторы болып табылады.

UDC indices
691.1
International classifier codes
67.09.55;
Key words in Russian
теплоизоляционная смесь; теплопроводность; известняк-ракушечник; теплофизические характеристики; модифицирующие добавки; теплоизоляционное покрытие; адгезионная прочность; микросферы;
Key words in Kazakh
жылу оқшаулағыш қоспасы; жылу өткізгіштік; қабықша әктас; жылу-физикалық сипаттамалары; өзгертетін қоспалар; жылу оқшаулағыш жабын; жабысқақ беріктік; микросфералар;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Орынбеков Елжан Серикович Кандидат технических наук / нет