Пенодиатомитовый кирпич – свойства, технические характеристики и сфера применения
Из чего его делают?
Пенодиатомитовые изделия являются огнеупорными и теплоизоляционными с повышенным содержанием кремнезема. Данный вид материала производится полностью из натуральных компонентов.
В его состав входят:
Интересно знать! Так как разведанные запасы диатомита в России составляют более 350 млн тонн, и используется он преимущественно на изготовление кирпича, то сырьевая база для расширения производства есть вполне основательная.
Технология производства
Во многом технология производства пенодиатомитовых материалов схожа с производством пенобетона. Смесь из всех компонентов вспенивают, формуют изделия и обжигают в специальных печах при температуре от 700 ОС до 900 ОС. Именно в обжиге элементов состоит значительное отличие в технологии изготовления.
Для придания формы изделиям, повышения их теплоизоляционных и прочностных параметров в смесь добавляется глина.
Основные свойства и параметры
В зависимости от плотности изготавливаются следующие марки пенодиатомитовых изделий:
Наибольшее распространение имеет кирпич КПД-400. Производство данного вида изделий регламентируются техническими условиями.
Исходя из основных технических параметров, можно выделить наиболее характерные плюсы и минусы данного материала.
Достоинства и недостатки пенодиатомитового кирпича
Он обладает многими отличными свойствами:
Создание КПД было необходимо в качестве альтернативы шамотному кирпичу. В результате получился материал со схожими характеристиками, но лишенный недостатков шамотных изделий.
Расход сырья на изготовление такого вида кирпича также намного меньше.
Из недостатков можно выделить следующие моменты:
Сравнивая плюсы и минусы данного материала, можно прийти к выводу, что он весьма выгоден во многих областях использования.
Сфера применения
Кирпич пенодиатомитовый относится к группе негорючих материалов. В строительной отрасли диатомит применяется в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала, а также в качестве добавки в некоторые виды цемента. При устройстве теплоизоляции в строительстве зданий и сооружений, он применяется совместно с конструкционным кирпичом в качестве теплоизоляционного слоя.
Также очень широко он используется для теплоизоляции промышленного оборудования с температурой изолируемой поверхности не более + 900 ОС.
Пенодиатомитовый кирпич, как негорючий материал, используется также для противопожарной защиты зданий и сооружений из:
Кроме того, он активно применяется в жилищном, промышленном и гражданском строительстве.
В строительной сфере из этих материалов можно выполнить:
Изделия обладают достаточной прочностью, для того чтобы в некоторых случаях заменить обычный кирпич. Входящие в состав диатомита оксиды кремния, железа, титана и других компонентов, позволяют пенодиатомитовым кирпичам показывать хорошую несущую способность.
Кирпич пенодиатомитовый имеет цену несколько выше, чем обычные материалы. Но многие его достоинства с лихвой окупят эту стоимость. Больше информации по данной теме можно получить, посмотрев видео в этой статье.
ЧТО ДЕЛАЮТ ИЗ ДИАТОМИТА. МАЛОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Месторождения диатомита из стран СНГ наиболее значимость имеют в России и Грузии.
Диатомит еще называют: инфузорная земля, кизельгур, целит, горная мука. Это продукт органического, а не минерального происхождения, результат давнопрошедших природных процессов.
Горная мука образовывалась миллионы лет назад как продукт жизнедеятельности древних диатомовых водорослей – радиолярий и диатомей, покрывавших дно мирового океана. Постепенно отмирая, водная растительность превращалась в кремнистый глубоководный осадок.
Проходя через физико-химические реакции, осадок преображался в современный диатомит. По своей сути, диатомит включает в себя рентгеноморфный опал в виде панцирей архаичных водорослей.
Процесс образования диатомита происходит и в современное время: в некоторых глубоких озерах, а также средних и высоких широтах Мирового океана. По своей структуре диатомит характерен наличием тонких пор и обладает в связи с этим малой плотностью, не превышающую 0,25-1,00 г на 1 см3.
Состав диатомита: на 75-85% состоит из кремнезема, вернее, его различной степени гидратов, химически являющихся опалами вида mSiO2•nH2O. Химически он практически инертен: в отличие от мела, не дает реакции вспенивания при обработке соляной кислотой.
Диатомиты разделяют на два типа:
Количественный показатель целых панцирей, имеющий довольно широкий диапазон, является качественной характеристикой диатомита.
Обладая слабой сцементированностью, легкой кремниевой природой (по ощущениям он гораздо легче обычного мела), и строением, напоминающим рыхлую землю, по цвету целит встречается в природе от белого до светло-серого оттенка.
Физические качества и химические свойства кизельгура открывают возможности для его успешного использования в строительстве: из него изготавливают различные термоизоляционные материалы, и легкий, но прочный кирпич. Такой кирпич очень удобен в кладке, а по теплопроводности сравним с древесиной.
Диатомит нашел применение в легкой и пищевой промышленностях. На его основе готовят фильтровальные составы для очистки:
На этом промышленное применение диатомита, обладающего особым пористым строением и химико-минералогическим составом, не заканчивается. Опока и инфузорная земля ценятся в качестве качественных катализаторов и адсорбентов, они хорошо осушают газовые смеси, и выступают в качестве масс для полирования и как наполнители.
Больше всего диатомита потребляет термоизоляционное производство, в котором эта горная порода применяется в виде засыпной изоляции, из которой готовят разные мастики.
Для изготовления термоизоляционных мастик из доломита готовят порошок, к которому для улучшения термоизолирующих свойств и повышения вязкости примешивают 15-30% размолотого асбеста.
Диатомит отличается надежными термоизоляционными свойствами, без него не обойтись при изолировании горячих, достигающих 900 градусов Цельсия поверхностей. Его измельчают, и применяют в качестве надежного утеплителя стен, поверхностей, изолирования ледников, для засыпки сводов печей и перекрытий.
Непревзойденные характеристики целита позволяют использовать его для повышения урожайности растений, улучшения фотосинтеза, укрепления стеблей, листьев и корневой системы за счет насыщения их тканей кремнием (существуют диетические добавки с переработанными панцирями диатомовых водорослей для людей, которые так же укрепляют волосы и ногти).
За счет своей гигроскопичности диатомит способен поглощать и удерживать в связанном состоянии тяжелые металлы, пестициды, гербициды и другие агрохимикаты.
В составе этого материала содержится биологически активный кремний, играющий важную роль для растений в защите от различных негативных воздействий окружающей среды. Поэтому диатомит нашел использование в качестве удобрений.
Исследования в области растениеводства показали, что кремний отлично помогает в борьбе с заболеваниями грибкового и бактериального типа у разного вида плодовых и зерновых культур. Под влиянием диатомита происходит утолщение эпидермальных тканей.
В Германии, Австралии и США диатомит отлично зарекомендован себя, как средство для защиты зерен от насекомых.
При измельчении диатомита до нужного размера микроскопическая оболочка элементов диоксида кремния становится острой. Такие игольчатые частицы «разрезают» хитиновый слой насекомых, что приводит к уничтожению вредителей. Так как гибель насекомых производится физическим путем, а не химическим, устойчивость к диатомиту у фитопаразитов не вырабатывается. При этом частицы кизельгура не могут повредить верхний упругий слой кожи. Вот почему диатомит является смертельным для насекомых и безобидным для людей и животных.
На Кавказе имеются большие запасы диатомитов. В Грузии известно Кисатибское месторождение недалеко от г. Ахалцихе, расположенное высоко в горах (1400-1700 м над уровнем моря), содержащее бурые, белые, серовато-кремовые диатомиты.
Открыты также Чобаретское, Хонское месторождения диатомитов и др.
Садовый диатомит полностью состоит из природного диатомита, образовавшегося миллионы лет назад из останков кремниевых панцирей диатомовых водорослей. Его свойства – высокая абразивность, уникальная поглотительная способность, устойчивость к кислотам, малый удельный вес, позволяют использовать кизельгур для разных целей, в том числе, в сельском хозяйстве.
У садового диатомита пять функций, которые он с успехом выполняет:
Диатомит – уникальный адсорбент, впитывающий в 100 больше, чем тот же активированный уголь. Он устойчив к действию кислот и содержит аморфный диоксид кремния до 85%.
При внесении в почву диатомовой муки в количестве 100 г на 1 м2, происходит разрыхление грунта и повышение влагоемкости. Вносят кизельгур на глубину 10-20 см и засыпают землей. Мелкопористая структура частиц удерживает влагу и растворенные в ней микро- и макроэлементы. Вследствие этого, корни растений получают возможность пролонгированного питания, одновременно потребляя легкодоступный аморфный кремний из диатомита.
Кремний – элемент, необходимый растениям для укрепления стенок сосудов, построения сосудистой системы и повышения общей урожайности. Это второй элемент после кислорода по распространенности в природе, но существует преимущественно в неусвояемой кристаллической форме. В случае с диатомитом – в нем кремний находится в аморфном состоянии, что позволяет растениям его усваивать. Особенно он важен в стрессовых условиях (заморозки, засуха, переувлажнение).
Структура кизельгура удерживает питательные вещества, не позволяя им вымываться в более глубокие почвенные горизонты. Вследствие этого не происходит обеднения субстрата, идет экономия на дополнительных подкормках и поливах. Без использования диатомита число подкормок и поливов вырастает, как минимум, вдвое.
Современная промышленность использует озерные диатомовые илы. В ближайшем будущем есть планы по началу его добычи на месторождениях с морскими диатомовыми илами. Диатомиты озерного типа залегают в линзовидной форме.
Диатомовый ил – это скопление панцирей диатомовых водорослей, которые содержат примесь органического вещества и небольшую часть других соединений. Например, в Карельских месторождениях в 1 грамме породы содержится от 150 до 600 миллионов створок диатомей.
Около одного миллиарда тонн – это примерный мировой запас диатомита. Двадцать пять процентов всех существующих запасов приходится на территорию США, 11% находятся в Китае. На территории России разведано месторождений с запасами диатомита на 350 миллионов тонн – это 35% от всего диатомита в мире.
Сегодня в России обнаружено и разрабатываются несколько месторождений горной муки – это:
Сегодня промышленность ищет пути эффективного использования кизельгура как катализатора для протекания химических реакций и для осушения газа. При высыхании цемент выделяет известь, которая оказывает негативное влияние на органы дыхания человека. Добавка опок и диатомитов в цемент позволяет нивелировать воздействие извести, поскольку та выделяется в меньших количествах. Такие составы отличает стойкость к растворению водой и прочность.
Центр по сапропелю уделяет диатомитам внимание в отношении его использования в качестве сырья для производства качественных удобрений, почвообразователей и некоторых видов средств для борьбы с заболеваниями растений.
В Ульяновской области постоянно ведется разработка действующих месторождений. Расширяются следующие месторождения: Инзенское; Барышское; Забалуйское; Шарловское.
На территории Карелии найдено большое количество месторождений диатомита. Но практическая его добыча в этом регионе пока не начата.
Карельский диатомит повышает устойчивость риса к разным возбудителям грибковых заболеваний и снижает поражение мучнистой росой: пшеницы; ячменя; огурца.
На сегодняшний день все чаще говорят о применении в сельском хозяйстве новых, нетрадиционных методов повышения урожайности картофеля и овощей. Эти вопросы успешно может решать диатомит.
Если провести сравнение между диатомитом и традиционными удобрениями – азотными, фосфорными, калийными, то последние – могут быть очень дорогими, одна тонна, например, в Ульяновской области, может стоить до 25 тысяч рублей, а в Свердловской области и до 29 тысяч рублей и выше.
Значит, каждый регион должен эффективно использовать местные возможности. В частности, нетрадиционные минерально-сырьевые ресурсы. Это, прежде всего, породы с высоким содержанием кремния: диатомиты, трепелы, опоки, цеолиты. Их привлекательность для сельского хозяйства в том, что они способны удерживать в пахотном слое почвы влагу, элементы питания и медленно расходовать их в течение вегетации, а также улучшать физико-химические свойства почвы. Кроме того, в своем составе они содержат калий, серу, фосфор, марганец. Например, если в регионе случилась засуха, то внесенные диатомитовые удобрения дадут шанс не дать урожаю погибнуть на корню от недостатка влаги.
Важно еще и то, что породы являются источником кремния. Он долгое время не привлекал внимание биологов, почвоведов и агрохимиков. И только в 1922 г. академик Вернадский отнес кремний к элементам, безусловно, необходимым растениям, так как он выполняет важные функции, в том числе повышает устойчивость растений к любым стрессам – болезни, вредители, насекомые, высокая и низкая температуры, тяжелые металлы и т. д. Но большая часть кремния недоступна растениям, так как он в основном находится в составе кристаллических минералов, растворимость которых очень мала.
Подвижный кремний становится дефицитным элементом питания растений, вот потому и появляется необходимость в кремниевых удобрениях. Результаты более чем 10-летних исследований показали высокую эффективность диатомита при возделывании овощных, зерновых и пропашных культур. Прибавка урожайности в среднем за 3-4 года составляла: озимой пшеницы 9–25 %, яровой пшеницы – 9–15 %, ячменя – 30–52 %, картофеля – 39–42 %, огурцов – 20 %, томатов – 13 %, моркови – 14 %, свеклы – 13 %. При этом улучшалось качество продукции: содержание клейковины в зерне пшеницы повышалось на 2,4–3,3 %, витамина С и крахмала в клубнях картофеля на 5,5 и 4,4 % (абсолютные значения).
Внесение в почву диатомита способствовало получению экологически более безопасной продукции: накопление нитратов снижалось до 15–20%, поступление тяжелых металлов до трех раз и более.
Секрет эффективности диатомита в качестве удобрения в комплексном положительном влиянии его на свойства и режимы почв и в целом на систему «почва–растение»:
— диатомит способствует улучшению аэрации почвы и лучшему развитию корневой системы растения;
— благоприятно влияет на активность почвенных организмов, что приводит к повышению содержания в пахотном слое доступных растениям элементов питания (в том числе и кремния);
— способствует, благодаря высокой пористости, повышению водоудерживающей способности почвы и экономному расходованию влаги в течение вегетации сельскохозяйственных культур;
— обладает защитными свойствами: поражаемость грибными заболеваниями томатов снижалась на 80%, повышалась устойчивость стеблей зерновых культур к полеганию;
Приведенные данные подтверждаются исследованиями ученых УрГАУ проводимые в последние годы под руководством М. Ю. Карпухина на картофеле и овощных культурах в условиях Среднего Урала.
Таким образом, диатомит является многофункциональным, высокоэффективным, экологически безопасным удобрением длительного действия. Его можно использовать как в чистом виде, так и совместно с макро- и микроэлементами, птичьим пометом, биопрепаратами, в том числе для производства новых видов удобрений на его основе.
Кремний в диатомитах выполняет биологически активную роль за счет активизации в растениях природной устойчивости к неблагоприятным стрессовым факторам. Он способен повысить естественные защитные реакции культур к биотическим (болезни, вредители) и абиотическим (температура, влажность почвы, реакция почвенной среды, ТМ и т.д.) воздействиям, а также к другим стрессовым ситуациям. Кремнезем устраняет токсическое действие мышьяка, фенолов, алюминия, железа за счет снижения их поглощения. Установлено, что применение диатомита под сельскохозяйственные культуры способствует снижению поступления в растения наиболее опасных тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля) до 3,5 раз.
Диатомит является многофункциональным, высокоэффективным, экологически безопасным удобрением длительного действия. Его можно использовать как в чистом виде, так и совместно с макро- и микроэлементами, птичьим пометом, биопрепаратами, в том числе для производства новых видов удобрений на его основе.
Центром по сапропелю для малого и среднего бизнеса разработана технология, подготовленный базовый технический проект и специфицировано оборудование производства диатомитовых удобрений.
На малых комплексных предприятиях есть возможность производить от 2 до 6 видов продукции как в жидком/пастообразном виде, так и в сыпучем/мукообразном. Производительность оборудования отличается по типоразмерам и определяется от 1 до 15 м3/ч готового продукта.
Расфасовка продукции осуществляется в различного рода тару, основной из которой является мешки, биг бэги, пакеты, герметичные ведерки ПХВ, микроупаковку от 150 мл до 1 л.
Энергопотребление оборудования при максимальных нагрузках – не более 83 кВт. Цеховая оптимальная площадь под оборудование – 72 м2.
Обслуживающий персонал при односменной работе не превышает 7 человек.
Данный вид оборудования адаптируется под производство аналогичной продукции из сапропеля, глауконита, трепела, цеолита, мела, фосфорита, др. агроруд.
Проектирование предприятия занимает от 1,5 до 2 месяцев по времени, изготовление оборудования под заданную производительность, ассортимент продукции и вид ее фасовки/упаковки – 2,5 месяцев.
Стоимость комплекта оборудования с техническим проектом и технологическим регламентом производства продукции – от 5,6 до 11.36 млн. руб.