REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Toplotno izolacijski materiali močno vplivajo na energetsko učinkovitost stavb, ki so en izmed glavnih porabnikov energije v EU. Toplotno izolacijski materiali so zelo razširjeni in izboljšanje njihovih lastnosti oziroma izboljšanje njihove proizvodnje lahko zato hitro vpliva na učinkovitejšo rabo energije v stavbah. Penjeno steklo je zanimiv toplotno izolacijski material, saj ga je mogoče izdelati iz odpadnega drobljenega stekla. Pri tem uporaba ogljikovih penilnih sredstev omogoča sintezo najkakovostnejšega penjenega stekla, hkrati pa onemogoča proizvajanje penjenega stekla v okolju bolj prijazni zračni atmosferi.
V okviru doktorske disertacije sem testiral sposobnost ekspanzije različnih vrst odpadnega stekla, s poudarkom na steklu iz katodnih cevi – bodisi s hidrotermalno obdelavo stekla bodisi dodajanjem vodnega stekla. Kemijske in kristalografske spremembe v mešanicah sem spremljal preko rentgenske difrakcije in infrardeče spektroskopije z analizo vzorcev po obdelavi pri izbranih temperaturah. Izgubo mase in razvoj plinov med segrevanjem sem analiziral s termogravimetrijo, sklopljeno z masno spektrometrijo. Poroznost dobljenih pen sem spremljal z Arhimedovo metodo v vodi ali He piknometrom, strukturne značilnosti pa z vrstičnim elektronskim mikroskopom. Atmosfero znotraj zaprtih por penjenega stekla sem analiziral s plinsko kromatografijo.
V prvem delu raziskave sem se osredotočil na penjenje katodnega stekla na zraku z dodatkom vodnega stekla. Rezultati so pokazali, da po mešanju praškastega stekla in vodnega stekla nastane nova karbonatna faza. Analiza atmosfere iz notranjosti zaprtih por penjenega stekla je pokazala večinsko sestavo iz ogljikovega dioksida. Na podlagi dobljenih rezultatov sem predlagal nov mehanizem penjenja, ki temelji na novonastali karbonatni fazi, kot alternativno razlago penjenju zaradi izparevanja vode.
V drugem delu raziskave sem raziskal sposobnost penjenja hidrotermalno obdelanega stekla. Novo pridobljeni steklasti prahovi se v zračni atmosferi penijo in ta sposobnost se z vsebnostjo vode ne spreminja bistveno.
V zadnjem delu raziskave sem raziskal uporabo obeh vrst hidrosilikatov za penjenje z dodatkom ogljika v zračni atmosferi. Uporaba ogljika v kombinaciji s hidrotermalno obdelanim steklom vodi do nekoliko izboljšane sposobnosti penjenja v zračni atmosferi. Vendar pa uporaba vodnega stekla povzroči znatno izboljšano sposobnost penjenja in vodi do visoko poroznega penjenega stekla. Poleg tega ima tako pridobljeno penjeno steklo homogeno strukturo in nizko toplotno prevodnost. Oba primera uporabe hidrosilikatov tako ščitita ogljik pred prezgodnjim izgorevanjem in omogočata izvedbo procesa v zračni atmosferi.
Doktorska disertacija se direktno navezuje na članka številka 1 in 2 v poglavju Bibliografija in indirektno na članek s številko 3. V tej raziskavi predlagam nov mehanizem penjenja za penjenje z vodnim steklom, ki poudarja pomen reaktivnosti penilne mešanice z ogljikovim dioksidom iz okoliške atmosfere. V nadaljevanju raziskava prikazuje uporabnost hidrosilikatov za penjenje stekla z dodatkom ogljika v zračni atmosferi. Dizertacija je sestavljena iz dveh člankov, objavljenih v znanstvenih revijah.