vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2018-20-1-175-186vestniktgasu-392Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ИХ СОСТАВАPHYSICOCHEMICAL AND THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF GLASS-CERAMIC MATERIALS DEPENDING ON THEIR COMPOSITIONМананковА. В.ManankovA. V.

Мананков Анатолий Васильевич - докт. геол.-мин. наук, профессор.

634003, Томск, пл. Соляная, 2

Anatolii V. Manankov - DSc, Professor.

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

mav.39@mail.ruГасановаЭ. Р.GasanovaE. R.

Гасанова Эльгюл Разим кызы – аспирант.

634003, Томск, пл. Соляная, 2

El''gyul R. Gasanova - kyzy, Research Assistant.

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

elgyul91@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20181304201801175186Copyright © Мананков А.В., Гасанова Э.Р., 20182018Мананков А.В., Гасанова Э.Р.Manankov A.V., Gasanova E.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/392

Изучены тепло- и температуропроводность, вязкость, коэффициенты термического расширения, интервалы температур кристаллизации метасиликатных ситаллов класса сикамов в системе CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2. Выявлены необходимые термодинамические и кинетические зависимости, которые являются основными для отработки температурно-временных технологических параметров производства стеклокристаллических материалов ситаллов класса сикамов. На основе промышленных отходов и местного природного сырья разработано 19 составов ситаллов класса сикамов, которые прошли опытно-заводские испытания.

The paper deals with rock glass-ceramic materials in CaO-MgO-FeO-Al2O3-SiO2 system and studies their thermal and thermal diffusivity, viscosity, thermal expansion coefficients, crystallization temperature range. The suggested thermodynamic and kinetic dependences are used in trying out the temperature-time parameters of glass-ceramic material production. Industrial and local natural waste are used to design 19 glass-ceramic compositions which underwent semicommercial testing.

метасиликатыстеклокристаллические материалы класса сикамоввязкостьтепло- и температуропроводностькоэффициенты термического расширениязародышеобразованиекристаллизацияmetasilicatesglass-ceramic materialsviscositythermal and thermal diffusivitythermal expansion coefficientnucleationcrystallizationReferencesПорай-Кошиц, Е.А. Строение стекла и начальные стадии ситаллообразования / Е.А. Порай-Кошиц // Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. – М.; Л. : Наука, 1965. – С. 5–14.Porai-Koshits E.A. Stroenie stekla i nachal'nye stadii sitalloobrazovaniya [Glass composition and initial stages of glass-ceramic formation]. Strukturnye prevrashcheniya v steklakh pri povyshennykh temperaturakh. Moscow, Leningrad: Nauka Publ., 1965. Pp. 5–14. (rus)Мазурин, О.В. Влияние состава и условий тепловой обработки ликвирующих стекол на их структуру и свойства / О.В. Мазурин, Г.П. Роскова // Явления ликвации в стеклах. – Л. : Наука, 1975. – С. 115–191.Mazurin O.V., Roskova G.P. Vliyanie sostava i uslovii teplovoi obrabotki likviruyushchikh stekol na ikh strukturu i svoistva [Structure and properties of liquating glass depending on its composition and thermal conditions]. Yavleniya likvatsii v steklakh. Leningrad: Nauka Publ., 1975. Pp. 115–191. (rus)Хисина, Н.Р. О спинодальном механизме распада изоморфных смесей минералов / Н.Р. Хисина, В.С. Урусов // Геохимия. – 1972. – № 7. – С. 775–789.Khisina N.R., Urusov V.S. O spinodal'nom mekhanizme raspada izomorfnykh smesei mineralov [Spinodal decomposition of isomorphic mineral mixes]. Geokhimiya. 1972. No. 7. Pp. 775–789. (rus)Галахов, Ф.Я. Роль теории фазовых равновесий в изучении ликвационных явлений в стеклах / Ф.Я. Галахов // Проблемы химии силикатов. – Л. : Наука, 1974. – С. 190–196.Galakhov F.Ya. Rol' teorii fazovykh ravnovesii v izuchenii likvatsionnykh yavlenii v steklakh [Theory of phase equilibrium in liquation phenomena in glasses]. Problemy khimii silikatov. Leningrad: Nauka Publ., 1974. Pp. 190–196. (rus)Ohashi, Y. Lunar pigeonite: crystal structura of primitive-cell domains / Y. Ohashi, L.W. Finger // Carnegie Inst. Ann. Rept. Dir Geophys. Lab., 1973–1974. – Washington, D. C., 1974. – P. 525–531.Ohashi Y., Finger L.W. Lunar pigeonite: crystal structure of primitive-cell domains. Carnegie Inst., Ann. Rept. Dir. Geophys. Lab., Washington, D.C., 1974. Pp. 525–531.Champness, P.E. Exsolution in silicates / P.E. Champness, G.W. Lorimer // Electron Microscopy Mineral. Berlin. – 1976. – P. 174–204.Champness P.E., Lorimer G.W. Exsolution in silicates. Electron Microscopy in Mineralogy. Berlin. 1976, Pp. 174–204.Мананков, А.В. Особенности начальной стадии кристаллизации пироксеновых стекол / А.В. Мананков // Катализированная кристаллизация стекол : матер. Всесоюзн. совещ. – М., 1978. – С. 49–50.Manankov A.V. Osobennosti nachal'noi stadii kristallizatsii piroksenovykh stekol [Initial stage of pyroxene glass crystallization]. Proc. All-Union Meet., Moscow, 1978. Pp. 49–50. (rus)Белов, Н.В. Строение стекла в свете кристаллохимии силикатов / Н.В. Белов // Стеклообразное состояние. – М.; Л. : Изд-во АН СССР, 1960. – С. 91–98.Belov N.V. Stroenie stekla v svete kristallokhimii silikatov [Glass structure in terms of crystal chemistry of silicates]. Stekloobraznoe sostoyanie. Moscow, Leningrad: USSR Academy of Sciences Publ., 1960. Pp. 91–98. (rus)Филипович, В.Н. Теоретическая схема процесса ликвации в растворах и стеклах. Флуктуационная стадия фазового распада / В.Н. Филипович // Неорганические материалы. – 1967. – Т. IIIб. – № 6. – С. 993–1001.Filipovich V.N. Teoreticheskaya skhema protsessa likvatsii v rastvorakh i steklakh. Fluktuatsionnaya stadiya fazovogo raspada [Theory of liquation in solutions and grasses. Fluctuation stage of phase decomposition]. Neorganicheskie materialy. 1967. V. III b. No. 6. Pp. 993–1001. (rus)Мананков, А.В. О механизме ликвации в силикатных системах / А.В. Мананков // ДАН СССР. – 1979. – Т. 246. – № 4. – С. 942–946.Manankov A.V. O mekhanizme likvatsii v silikatnykh sistemakh [Liquation mechanism in silicate systems]. Doklady Akademii Nauk. 1979. V. 246. No. 4. Pp. 942–946. (rus)Мананков, А.В. О механизме микроликвации в силикатных расплавах и стеклах / А.В. Мананков // ДАН СССР. – 1979. – Т. 244. – № 6. – С. 1461–1464.Manankov A.V. O mekhanizme mikrolikvatsii v silikatnykh rasplavakh i steklakh [Microliquation in silicate melts and glasses]. Doklady Akademii Nauk. 1979. V. 244. No. 6. Pp. 1461–1464. (rus)Павлушкин, Н.М. Основы технологии ситаллов / Н.М. Павлушкин. – М. : Стройиздат. 1979. – 340 с.Pavlushkin N.M. Osnovy tekhnologii sitallov [Basics of glass-ceramic technology]. Moscow: Stroyizdat Publ., 1979. 340 p. (rus)Шелудяков, Л.Н. Комплексная переработка силикатных отходов / Л.Н. Шелудяков, Э.А. Косьянов, Ю.А. Марконренков. – Алма-Ата : Наука, 1985. – 172 с.Sheludyakov L.N., Kos'yanov E.A., Markonrenkov Yu.A. Kompleksnaya pererabotka silikatnykh otkhodov [Complex recycling of silicate waste]. Alma-Ata: Nauka Publ., 1985. 172 p. (rus)Стрнад, З. Стеклокристаллические материалы / З. Стрнад ; пер. с чеш. И.Н. Князевой ; под ред. Б.Варшала. – М. : Стройиздат, 1988. – 256 с.Strand Z. Steklokristallicheskie materialy [Glass-ceramic materials]. Ed. B.G. Varshal, Moscow: Stroyizdat Publ., 1988. 256 p. (transl. from Czech)Мананков, А.В. Механизм и построение термодинамической модели кристаллизации ситаллов метасиликатного состава / А.В. Мананков, В.М. Владимиров // Стекло и керамика. – 2016. – № 6. – С. 3–8.Manankov A.V., Vladimirov V.M. Mekhanizm i postroenie termodinamicheskoi modeli kristallizatsii sitallov metasilikatnogo sostava [Thermodynamic model of metasilicate glass-ceramic crystallization]. Steklo i keramika. 2016. No. 6. Pp. 3–8. (rus)Мананков, А.В. Петроситаллы для транспортных инфраструктур Крайнего Севера и арктического шельфа / А.В. Мананков, Э.Р. Гасанова // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2017. – № 6. – С. 161–171.Manankov A.V., Gasanova E.R. Petrositally dlya transportnykh infrastruktur Krainego Severa i arkticheskogo shel'fa [Rock glass-ceramics for transport facilities in the arctic and the Arctic shelf]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. No. 6. Pp. 161–171. (rus)Жунина, Л.А. Пироксеновые ситаллы / Л.А. Жунина, М.И. Кузьменков, В.Н. Яглов. – Минск : Изд-во БГУ, 1974. – 224 с.Zhunina L.A., Kuz'menkov M.I., Yaglov V.N. Piroksenovye sitally. Mn. BGU Publ., 1974. 224 p. (rus)Мананков, А.В. Физико-химические основы наноструктурной минералогии в получении современных материалов / А.В. Мананков // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2012. – № 2 (35). – С. 120–136.Manankov A.V. Fiziko-khimicheskie osnovy nanostrukturnoi mineralogii v poluchenii sovremennykh materialov [Physicochemical basics of nanoscale mineralogy in new material production]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 2. Pp. 120–136. (rus)Современное состояние вопроса в области технологии и производства ситаллов на основе алюмосиликатных систем. Стеклообразование, кристаллизация и формообразование при получении стронций-анортитовых и цельзиановых ситаллов / П.Д. Саркисов, Л.А. Орлова, Н.В. Попович [и др.] // Все материалы : энциклопедический справочник. – 2011. – № 8. – С. 1–19.Sarkisov P.D., Orlova L.A., Popovich N.V., et al. Sovremennoe sostoyanie voprosa v oblasti tekhnologii i proizvodstva sitallov na osnove alyumosilikatnykh sistem. Stekloobrazovanie, kristallizatsiya i formoobrazovanie pri poluchenii strontsii-anortitovykh i tsel'zianovykh sitallov [Technology and production of glass-based aluminum silicate systems. Glass formation and crystallization of strontium-anorthite and celsian glass-ceramics]. Vse materialy. 2011. No. 8. Pp. 1–19. (rus)Свидетельство № 92355 на товарный знак на новый 19 класс-камни искусственные, строительные. Заявка № 118592. Приоритет товарного знака 07.02.1990 г.Certificate of Trademark N 92355 for new artificial construction stone. Trademark priority Feb. 1990. (rus)Мананков, А.В. Исследование твердых растворов системы клиноэнстатит – диопсид методами дилатометрии и электропроводности / А.В. Мананков, Б.П. Романов, Н.В. Головко // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. – 1985. – Т. 21. – № 9. – С. 1539–1543.Manankov A.V., Romanov B.P., Golovko N.V. Issledovanie tverdykh rastvorov sistemy klinoenstatit – diopsid metodami dilatometrii i elektroprovodnosti [Dilatometry and conductivity research methods in clinoenstatite-diopside solid solutions]. Doklady Akademii Nauk. Neorgan. materialy. 1985. V. 21. No. 9. Pp. 1539–1543. (rus)Мананков, А.В. Механизм структурной организации и модель неравновесной кристаллизации стекол / А.В. Мананков, В.М. Владимиров, Б.С. Страхов // Стекло и керамика. – 2015. – № 1. – С. 3–10.Manankov A.V., Vladimirov V.M., Strakhov B.S. Mekhanizm strukturnoi organizatsii i model' neravnovesnoi kristallizatsii stekol [Structural organization and model of non-equilibrium glass crystallization]. Steklo i keramika. 2015. No. 1. Pp. 3–10. (rus)Мананков, А.В. Основы технической минералогии и петрографии / А.В. Мананков. – Томск : Изд-во ТГУ, 1979. – 194 с.Manankov A.V. Osnovy tekhnicheskoi mineralogii i petrografii [Basics of technical mineralogy and petrography]. Tomsk: TSU Publ., 1979. 194 p. (rus)Хан, Б.Х. Затвердевание и кристаллизация каменного литья / Б.Х. Хан. – Киев : НД, 1969. – 180 с.Khan B.Kh. Zatverdevanie i kristallizatsiya kamennogo lit'ya [Hardening and crystallization of cast stone material]. Kiev: ND Publ., 1969. 180 p. (rus)Маракушев, А.А. Метод термодинамического расчета показателей основности горных пород и минералов / А.А. Маракушев // Бюл. Моск. общества испытателей природы. Отдел геологии. – 1976. – Т. 1 (1). – С. 5–25.Marakushev A.A. Metod termodinamicheskogo rascheta pokazatelei osnovnosti gornykh porod i mineralov [Thermodynamic analysis of rock and mineral basicity index]. Byul. Mosk. Obshchestva ispytatelei prirody. Otdel geologii. 1976. V. 1. Pp. 5–25. (rus)Мананков, А.В. Кинетика фазовых переходов в базитовых расплавах и магмах / А.В. Мананков, В.Н. Шарапов. – Новосибирск : Наука, Сибирское отделение, 1985. – 175 с.Manankov A.V., Sharapov V.N. Kinetika fazovykh perekhodov v bazitovykh rasplavakh i magmakh [Kinetics of phase transfer in basites and magma]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1985. 175 p. (rus)Тумашов, В.Ф. Измерение температуропроводности силикатов при высоких температурах / В.Ф. Тумашов, И.Я. Чернявский // Заводская лаборатория. – 1970. – № 9. – С. 1093–1095.Tumashov V.F., Chernyavskii I.Ya. Izmerenie temperaturoprovodnosti silikatov pri vysokikh temperaturakh [Thermal conductivity of silicates at high temperatures]. Zavodskaya laboratoriya. 1970. No. 9. Pp. 1093–1095. (rus)Кржижановский, Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов / Р.Е. Кржижановский, З.Ю. Штерн. – Л. : Энергия, 1973. – 333 с.Krzhizhanovskii R.E., Shtern Z.Yu. Teplofizicheskie svoistva nemetallicheskikh materialov [Thermophysical properties of non-metallic materials]. Leningrad: Energiya Publ., 1973. 333 p. (rus)Практикум по технологии стекла и ситаллов / Н.М. Павлушкин [и др.]. – М. : Стройиздат, 1970. – 120 с.Pavlushkin N.M., et al. Praktikum po tekhnologii stekla t sitallov. Moscow: Stroyizdat Publ., 1970. 120 p. (rus)Термодинамические свойства неорганических веществ. – М. : Атомиздат, 1965. – 460 с.Termodinamicheskie svoistva neorganicheskikh veshchestv. Moscow: Atomizdat Publ., 1965. 460 p. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.