CZ309482B6 - Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam - Google Patents

Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam Download PDF

Info

Publication number
CZ309482B6
CZ309482B6 CZ2021-589A CZ2021589A CZ309482B6 CZ 309482 B6 CZ309482 B6 CZ 309482B6 CZ 2021589 A CZ2021589 A CZ 2021589A CZ 309482 B6 CZ309482 B6 CZ 309482B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
glass
ceramic foam
temperature
silica sand
mixture
Prior art date
Application number
CZ2021-589A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2021589A3 (en
Inventor
Vlastimil Hotař
Hotař Vlastimil doc. Ing., Ph.D
Marie Stará
Stará Marie Ing., Ph.D
Veronika Máková
Máková Veronika Mgr., Ph.D
Barbora Nikendey Holubová
Nikendey Holubová Barbora Ing. Mgr., Ph.D.
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2021-589A priority Critical patent/CZ2021589A3/en
Priority to PCT/CZ2022/050125 priority patent/WO2023116954A1/en
Priority to EP22846888.0A priority patent/EP4337618A1/en
Publication of CZ309482B6 publication Critical patent/CZ309482B6/en
Publication of CZ2021589A3 publication Critical patent/CZ2021589A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/28Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/32Polyethers, e.g. alkylphenol polyglycolether
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals

Abstract

The solution relates to a plastic mass making open-cell glass-ceramic foam, which the mass consists of a homogeneous mixture of high-silica sand with an average grain size of 200 to 300 µm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and a low molecular weight organic plasticizer in mass ratio 100 : (3 to 10) : (1 to 5). It also refers to the glass-ceramic foam with open pores created by sintering this plastic material, which is formed by a porous structure of sintered silica sand grains, has a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m3, a pore size (diameter) of 5 to 650 µm and also methods of preparing this glass-ceramic foam with open pores.

Description

Plastická hmota pro přípravu sklokeramické pěny, sklokeramická pěna připravená z této hmoty a způsob přípravy této sklokeramické pěnyPlastic material for the preparation of glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and method of preparation of this glass-ceramic foam

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká plastické hmoty pro přípravu sklokeramické pěny s otevřenými póry.The invention relates to plastic material for the preparation of glass-ceramic foam with open pores.

Vynález se dále týká také sklokeramické pěny s otevřenými póry připravené řízeným slinováním této plastické hmoty.The invention also relates to glass-ceramic foam with open pores prepared by controlled sintering of this plastic material.

Vynález se dále týká také způsobu přípravy této sklokeramické pěny.The invention also relates to the method of preparing this glass-ceramic foam.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

V současné době jsou známé různé skleněné pěny s uzavřenými póry ve formě granulí nebo desek, které se připravují především z odpadního skla a používají se zejména jako materiál pro tepelnou izolaci. Pro jejich přípravu je známo hned několik postupů využívajících různých materiálů.Currently, various glass foams with closed pores are known in the form of granules or plates, which are prepared mainly from waste glass and are used mainly as a material for thermal insulation. Several procedures using different materials are known for their preparation.

Např. publikace Durgaprasad d. Tamteke a kol.: „Up-cycling of ‘unrecyclable’ glasses in glassbased foams by weak alkali-activation, gel casting and low-temperature sintering“, Journal of Cleaner Production, Volume 278, 1 January 2021, 123985 popisuje způsob výroby skleněné pěny z odpadního skla - skleněných vláken (55,2 SiO2, 4,3 AbO3, 22,8 CaO, 0,6 MgO, 4,4 B2O3, 0,4 Na2O, 0,7 K2O v % hmotn.) a opálového skla (72 SiO2, 8 A2O3, 2 CaO, 2 BaO, 12 Na2O, 1,5 K2O, 5 F2 v % hmotn.). Odpadní sklo se nejprve pomele a vytvořený jemný skleněný prach se poté rozdisperguje ve slabě zásaditém roztoku s přídavkem povrchově aktivní látky. Poté se tento roztok napění intenzivním mícháním a vytvořená pěna se stabilizuje gelací, následným vyschnutím a slinováním v kapalné fázi při teplotě 700 až 800 °C, které probíhá po dobu 10 až 60 minut. Takto vytvořená skleněná pěna má díky uzavřeným dutinkám ve své struktuře a částečné krystalizaci výborný poměr pevnost/hustota. Při použití opálového skla pak dochází k tvorbě struktury s otevřenými póry. Díky rychlému slinování při nízkých teplotách se navíc ze skla nevyloučí těkavý a toxický fluor. Tvarovatelnost a finální soudržnost hmoty, tj. změna její viskozity, je řešena přídavkem NaOH a jako plastifikátor se použije Triton X (polyoxyetylenoktylfenylether). Různé koncentrace NaOH (1 M, 2 M a 3 M) vedou k různé velikosti vznikajících pórů.E.g. the publication by Durgaprasad d. Tamteke et al.: "Up-cycling of 'unrecyclable' glasses in glassbased foams by weak alkali-activation, gel casting and low-temperature sintering", Journal of Cleaner Production, Volume 278, 1 January 2021, 123985 describes method of production of glass foam from waste glass - glass fibers (55.2 SiO2, 4.3 AbO3, 22.8 CaO, 0.6 MgO, 4.4 B2O3, 0.4 Na2O, 0.7 K2O in wt.%) and opal glass (72 SiO2, 8 A2O3, 2 CaO, 2 BaO, 12 Na2O, 1.5 K2O, 5 F2 in % wt). The waste glass is first ground and the resulting fine glass dust is then dispersed in a weakly alkaline solution with the addition of a surfactant. Then this solution is foamed by intensive stirring and the foam formed is stabilized by gelation, subsequent drying and sintering in the liquid phase at a temperature of 700 to 800 °C, which takes place for 10 to 60 minutes. Thanks to the closed voids in its structure and partial crystallization, the glass foam created in this way has an excellent strength/density ratio. When using opal glass, a structure with open pores is formed. Thanks to rapid sintering at low temperatures, volatile and toxic fluorine is not excluded from the glass. The formability and final cohesion of the mass, i.e. the change in its viscosity, is solved by the addition of NaOH, and Triton X (polyoxyethylene octylphenyl ether) is used as a plasticizer. Different concentrations of NaOH (1 M, 2 M and 3 M) lead to different sizes of the resulting pores.

Tento postup má pro reálné použití řadu nevýhod. Jeho největší nevýhodou je, že je primárně navržen pro sklo s nízkým podílem SiO2. To sice umožňuje provádět slinování při relativně nízké teplotě, ale výsledný produkt má oproti křemičitému sklu nižší chemickou odolnost vůči vodě a vodným roztokům (zejména kyselým), nižší elektrické a tepelné izolační vlastnosti, vysoký ztrátový součinitel a také méně žádoucí optické vlastnosti (možné zabarvení aj.). Dalším problémem je také práce s NaOH jakožto silně žíravou látkou. Použití Tritonu X napomáhá odplynění (tedy „napěnění“ produktu), ale tato látka současně není účinným plastifikátorem, aby bylo možné připravenou suspenzi před slinováním plasticky tvarovat/modelovat podle potřeby.This procedure has a number of disadvantages for real use. Its biggest disadvantage is that it is primarily designed for low SiO2 glass. Although this allows sintering to be carried out at a relatively low temperature, the resulting product has, compared to silica glass, a lower chemical resistance to water and aqueous solutions (especially acidic), lower electrical and thermal insulation properties, a high loss coefficient and also less desirable optical properties (possible coloring and .). Another problem is working with NaOH as a strongly corrosive substance. The use of Triton X helps degassing (thus "foaming" the product), but at the same time, this substance is not an effective plasticizer to allow the prepared suspension to be plastically shaped/modeled as needed before sintering.

Publikace Daniela Hesky a kol.: „Water and waterglass mixtures for foam glass production“, Ceramics International, Volume 41, Issue 10, Part A, December 2015, Pages 12604-12613 pak popisuje způsob, kdy se pro výrobu jemného pěnového skla s uzavřenými póry o velikosti 4 nm až 800 μm použije prášek z floatového skla (1 až 106 μm, sodno-vápenaté sklo: 72,1 SiO2, 1,0 AbO3, 0,3 K2O, 0,1 Fe2O3, 3,8 MgO, 8,8 CaO a 13,9 Na2O), voda a jako napěňovací činidlo sodné vodní sklo. Popisované experimenty byly založeny na různých hmotnostních poměrech vodního skla. Tavení probíhalo při různých teplotách, přičemž jako optimální byla stanovena teplota 800 °C. Vyšší obsah vodního skla vede k vyšší pórovitosti vzorku, která je spjata s vyšší pevností a tepelně izolačními vlastnostmi.The publication by Daniel Heska et al.: "Water and waterglass mixtures for foam glass production", Ceramics International, Volume 41, Issue 10, Part A, December 2015, Pages 12604-12613 then describes the way in which for the production of fine foam glass with closed 4 nm to 800 μm pores use float glass powder (1 to 106 μm, soda-lime glass: 72.1 SiO2, 1.0 AbO3, 0.3 K2O, 0.1 Fe2O3, 3.8 MgO, 8 .8 CaO and 13.9 Na2O), water and sodium water glass as a foaming agent. The described experiments were based on different weight ratios of water glass. Melting took place at different temperatures, with a temperature of 800 °C determined to be optimal. A higher water glass content leads to a higher porosity of the sample, which is associated with higher strength and thermal insulation properties.

- 1 CZ 309482 B6- 1 CZ 309482 B6

Nevýhodou tohoto postupu je, že opět užívá sodno-vápenatého systému skla s vyšším zastoupením alkalických oxidů. Ty mají za vinu nižší chemickou odolnost vytvářené pěny vůči vodě a vodným roztokům (zejména kyselým), nižší elektrické a tepelné izolační vlastnosti, vysoký ztrátový součinitel a také méně žádoucí optické vlastnosti (možné zabarvení aj.). Daný postup využívá k napěnění suspenze přídavek vodního skla (oproti běžně komerčně využívaným a problematickým látkám jako např. CaCO3, MnO2, SiC apod.). Výsledný produkt ovšem není vůbec tvarovatelný, plastický, a je určen pouze k odlévání do forem nebo volné produkci pěnového skla.The disadvantage of this procedure is that it again uses a sodium-calcium glass system with a higher proportion of alkaline oxides. These are to blame for the lower chemical resistance of the created foam to water and aqueous solutions (especially acidic), lower electrical and thermal insulation properties, a high loss coefficient and also less desirable optical properties (possible discoloration, etc.). The given procedure uses the addition of water glass to foam the suspension (as opposed to commonly used and problematic substances such as CaCO3, MnO2, SiC, etc.). However, the resulting product is not moldable at all, plastic, and is intended only for casting into molds or free production of foam glass.

Publikace Yigit Attila a kol.: Foam glass processing using a polishing glass powder residue“, Ceramics International, Volume 39, Issue 5, July 2013, Pages 5869-5877 pak popisuje přípravu skleněné pěny z odpadního skla. Pěnivé chování zbytků prášku/odpadu ze sodnovápenatého zařízení na leštění okenních skel bylo zkoumáno při teplotách mezi 700 a 950 °C. Výsledky ukázaly, že pěnění skleněného prášku začalo při teplotě mezi 670 a 680 °C. Maximální objemová expanze skleněného prášku a hustota pěny se pohybovaly mezi 600 % a 750 % a 0,206 a 0,378 g cm-3. Expanze skleněného prášku byla důsledkem rozkladu organických sloučenin na povrchu částic skleněného prášku pocházejících z chladicí kapaliny na bázi oleje používaného při leštění. Napětí při zborcení pěn se pohybovalo mezi cca 1 a 4 MPa a tepelná vodivost mezi 0,048 a 0,079 W K-1 m-1. Jak napětí při zhroucení, tak tepelná vodivost se zvyšovaly se zvyšující se hustotou pěny.The publication by Yigit Attila et al.: Foam glass processing using a polishing glass powder residue", Ceramics International, Volume 39, Issue 5, July 2013, Pages 5869-5877 then describes the preparation of glass foam from waste glass. The foaming behavior of powder residue/waste from a soda-lime window polishing plant was investigated at temperatures between 700 and 950 °C. The results showed that the foaming of the glass powder started at a temperature between 670 and 680 °C. The maximum volume expansion of glass powder and foam density were between 600% and 750% and 0.206 and 0.378 g cm -3 , respectively. The expansion of the glass powder resulted from the decomposition of organic compounds on the surface of the glass powder particles originating from the oil-based coolant used in polishing. The stress at the collapse of the foams was between approx. 1 and 4 MPa and the thermal conductivity between 0.048 and 0.079 WK -1 m -1 . Both failure stress and thermal conductivity increased with increasing foam density.

Nevýhodou tohoto postupu je opět to, že užívá sodno-vápenatého systému skla s vyšším zastoupením alkalických oxidů. Ty mají za vinu nižší chemickou odolnost vůči vodě a vodným roztokům (zejména kyselým), nižší elektrické a tepelné izolační vlastnosti, vysoký ztrátový součinitel a také méně žádoucí optické vlastnosti (možné zabarvení aj.). Výsledný produkt opět není kvůli svému složení vůbec tvarovatelný, plastický, a je určen pouze k odlévání do forem nebo volné produkci pěnového skla.The disadvantage of this procedure is again that it uses a sodium-calcium glass system with a higher proportion of alkaline oxides. These are to blame for lower chemical resistance to water and aqueous solutions (especially acidic), lower electrical and thermal insulation properties, a high loss coefficient and also less desirable optical properties (possible discoloration, etc.). Due to its composition, the resulting product is not malleable or plastic at all, and is intended only for casting into molds or free production of foam glass.

Cílem vynálezu je navrhnout složení plastické hmoty pro přípravu sklokeramické pěny, která by netrpěla výše uvedenými nevýhodami a byla především dobře tvarovatelná.The aim of the invention is to propose a composition of plastic material for the preparation of glass-ceramic foam, which would not suffer from the above-mentioned disadvantages and would, above all, be easily moldable.

Kromě toho je cílem vynálezu také sklokeramická pěna připravená z této plastické hmoty, a také způsob přípravy této sklokeramické pěny z této plastické hmoty.In addition, the object of the invention is also a glass-ceramic foam prepared from this plastic material, as well as a method of preparing this glass-ceramic foam from this plastic material.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cíle vynálezu se dosáhne plastickou hmotou pro přípravu sklokeramické pěny s otevřenými póry, která je tvořená homogenní směsí vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 μm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostním poměru 100 : (3 až 10) : (1 až 5). Tato hmota je díky svému složení snadno tvarovatelná, soudržná, a přitom nelepivá.The objective of the invention is achieved with a plastic material for the preparation of glass-ceramic foam with open pores, which is formed by a homogeneous mixture of high silica sand with an average grain size of 200 to 300 μm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and a low-molecular organic plasticizer in mass of the ratio 100 : (3 to 10) : (1 to 5). Thanks to its composition, this material is easy to shape, cohesive, and at the same time non-sticky.

Vhodným nízkomolekulárním organickým plastifikátorem je polyethylenglykol 400 (PEG 400), avšak kromě něj lze použít některé z klasických činidel běžně přidávaných do keramických či betonových směsí.A suitable low-molecular organic plasticizer is polyethylene glycol 400 (PEG 400), but in addition to it, some of the classic agents commonly added to ceramic or concrete mixtures can be used.

Nejvhodnější hmotností poměr křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 3,2 a polyethylen glykolu 400 v dané směsi je 100 : 6 : 2,5.The most suitable weight ratio of silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 3.2 and polyethylene glycol 400 in the given mixture is 100 : 6 : 2.5.

Slinováním této plastické hmoty se připraví sklokeramická pěna s otevřenými póry tvořená porézní strukturou spečených zrn křemičitého písku a pórovitostí 20 až 80 %, objemovou hmotností 150 až 400 kg/m3, velikostí (průměrem) pórů 5 až 650 μm.By sintering this plastic, a glass-ceramic foam with open pores is prepared, consisting of a porous structure of sintered silica sand grains and a porosity of 20 to 80%, a bulk weight of 150 to 400 kg/m 3 , and a pore size (diameter) of 5 to 650 μm.

Při způsobu přípravy sklokeramické pěny s otevřenými póry podle vynálezu se vytvoří homogenní směs vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 μm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostnímIn the method of preparing glass-ceramic foam with open pores according to the invention, a homogeneous mixture of high-silica sand with an average grain size of 200 to 300 μm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and a low molecular weight organic plasticizer is created

- 2 CZ 309482 B6 poměru 100 : (3 až 10) : (1 až 5), s výhodou 100 : 6 : 2,5. V této směsi dochází samovolně působením vodního skla k naleptávání povrchu zrn křemičitého písku. Poté se tato směs rychlostí 2 až 15 °C/min, s výhodou 6 až 9 °C/min, ohřeje na teplotu 120 až 180 °C, s výhodou 150 °C, a setrvá na ní 60 až 180 minut, s výhodou 90 až 180 minut, přičemž se z ní odpaří volná i vázaná voda. Poté se toto směs rychlostí 2 až 15 °C/min, s výhodou 6 až 9 °C/min, ohřeje na teplotu 270 až 330 °C, s výhodou 300 °C a setrvá na ní dalších 60 až 180 minut, s výhodou 90 až 180 minut, přičemž se z ní vypálí nízkomolekulární organický plastifikátor. Poté se tato směs rychlostí 2 až 10 °C/min, s výhodou 3 až 5 °C ohřeje na teplotu 1100 až 1500 °C, s výhodou 1150 až 1400 °C, přičemž se dále natavují a spojují zrna křemičitého písku, v důsledku čehož se fixuje jejich prostorové uspořádání, čímž se vytváří sklokeramická pěna tvořená porézní strukturou spojených natavených zrn křemičitého písku, s pórovitostí 20 až 80 %, objemovou hmotností 150 až 400 kg/m3, velikostí (průměrem) pórů 5 až 650 μm.- 2 CZ 309482 B6 in the ratio 100 : (3 to 10) : (1 to 5), preferably 100 : 6 : 2.5. In this mixture, the surface of silica sand grains is etched spontaneously by the action of water glass. Then this mixture is heated at a rate of 2 to 15 °C/min, preferably 6 to 9 °C/min, to a temperature of 120 to 180 °C, preferably 150 °C, and remains there for 60 to 180 minutes, preferably 90 up to 180 minutes, during which free and bound water evaporates from it. Then this mixture is heated at a rate of 2 to 15 °C/min, preferably 6 to 9 °C/min, to a temperature of 270 to 330 °C, preferably 300 °C and remains there for another 60 to 180 minutes, preferably 90 up to 180 minutes, during which the low-molecular organic plasticizer is burned off. Then this mixture is heated at a rate of 2 to 10°C/min, preferably 3 to 5°C, to a temperature of 1100 to 1500°C, preferably 1150 to 1400°C, while the silica sand grains are further melted and joined, as a result of which their spatial arrangement is fixed, thereby creating a glass-ceramic foam formed by a porous structure of connected fused silica sand grains, with a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m 3 , a pore size (diameter) of 5 to 650 μm.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Na přiložených výkresech je na obr. 1 fotografie vzorků vytvořených z plastické hmoty pro přípravu sklokeramické pěny podle vynálezu, na obr. 2 fotografie těchto vzorků po jejich slinování, kdy se plastická hmota přetvořila na sklokeramickou pěnu podle vynálezu. Na obr. 3 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků z obr. 2 při zvětšení 19krát, na obr. 4 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 50krát, na obr. 5 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 6 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 50krát, na obr. 7 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 8 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 9 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 10 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 11 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 121krát, a na obr. 12 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 13 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 14 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 15 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 16 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 17 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 18 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 19 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 20 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 21 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 22 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 23 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 24 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 25 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 26 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 119krát, na obr. 27 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 28 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 29 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 30 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 31 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 32 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 33 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 34 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 35 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 36 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 37 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 38 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 39 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 121krát, a na obr. 40 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 41 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 42 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 43 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 44 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 45 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 46 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 47 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 48 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 49 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 50 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 51 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 52 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 53 je SEM snímekIn the attached drawings, Fig. 1 shows a photograph of samples made of plastic for the preparation of the glass-ceramic foam according to the invention, Fig. 2 shows a photograph of these samples after their sintering, when the plastic material was transformed into a glass-ceramic foam according to the invention. In Fig. 3 is an SEM image of the cut of one of the samples from Fig. 2 at a magnification of 19 times, in Fig. 4 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 50 times, in Fig. 5 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, in Fig. 6 SEM a picture of the edge of this cut at a magnification of 50 times, in Fig. 7 a SEM picture of the edge of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 8 the EDS spectrum of this cut with the results of elemental analysis. In Fig. 9 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 10 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 11 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 121 times, and in Fig. 12 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. Fig. 13 shows an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 14 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 15 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 16 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 17 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 18 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 19 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 20 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 21 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 22 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 23 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 24 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 25 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 26 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 119 times, in Fig. 27 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 28 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 29 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 30 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 31 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 32 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 33 is an SEM image of the cut of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 34 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, in Fig. 35 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 36 the EDS spectrum of this cut with results of elemental analysis. In Fig. 37 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 38 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 39 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 121 times, and in Fig. 40 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 41 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 42 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 43 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 44 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 45 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 46 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 47 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 48 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 49 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 50 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 51 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 52 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. Fig. 53 is a SEM image

- 3 CZ 309482 B6 výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 54 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 55 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 56 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 57 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 21krát, na obr. 55 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 59 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, a na obr. 60 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy. Na obr. 61 je SEM snímek výbrusu dalšího vzorku při zvětšení 19krát, na obr. 62 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 80krát, na obr. 63 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 123krát, a na obr. 64 EDS spektrum tohoto výbrusu s výsledky prvkové analýzy.- 3 CZ 309482 B6 of the grinding of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 54 a SEM image of the center of this grinding at a magnification of 120 times, in Fig. 55 an SEM image of the edge of this grinding at a magnification of 120 times, and in Fig. 56 the EDS spectrum of this grinding with elemental results analysis. In Fig. 57 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 21 times, in Fig. 55 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 120 times, in Fig. 59 an SEM image of the edge of this cutting edge at a magnification of 120 times, and in Fig. 60 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis. In Fig. 61 is an SEM image of the cutting edge of another sample at a magnification of 19 times, in Fig. 62 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 80 times, in Fig. 63 an SEM image of the center of this cutting edge at a magnification of 123 times, and in Fig. 64 the EDS spectrum of this cutting edge with results of elemental analysis.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention

Plastická hmota pro přípravu sklokeramické pěny s otevřenými póry podle vynálezu je tvořená směsí vysoce křemičitého sklářského písku (s obsahem SiO2 nad 99 % hmotn. a obsahem Fe2O3 do 0,008 % hmotn.) se střední velikostí (průměrem) zrna v rozmezí 200 až 300 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru, jako např. některého z klasických činidel do keramických či betonových směsí, např. látky na bázi polykarboxylátů (typicky polyakryláty), melaminu (typicky sulfonované melaminformaldehydové pryskyřice), naftalenu (typicky sulfonáty polynaftalenů) nebo ligninu (lignosulfonany), nízkomolekulární neionogenní tenzid, jako např. polyetylenglykoly (typicky PEG 400), polyglukosidy (alkylglukosidy, dextriny, aj.) nebo různé ethoxylované mastné aminy, amidy nebo alkoholethoxyláty aj. Hmotnostní poměr těchto složek je přitom 100 (křemičitý písek) : 3 až 10 (vodní sklo) : 1 až 5 (plastifikátor). Smícháním těchto složek a homogenizací směsi vzniká snadno tvarovatelná, soudržná, a přitom nelepivá plastická hmota. Vodní sklo spojuje zrna křemičitého písku a současně je naleptává, a nízkomolekulární organický plastifikátor zvyšuje plastickou povahu vytvářené hmoty, tj. zlepšuje její tvarovatelnost. Tuto hmotu zle vytvarovat do v podstatě libovolného tvaru/struktury, a to např. i ručně.The plastic material for the preparation of glass-ceramic foam with open pores according to the invention is made up of a mixture of high-silica glass sand (with a SiO2 content of over 99% by weight and a Fe2O3 content of up to 0.008% by weight) with an average grain size (diameter) in the range of 200 to 300 pm, sodium water glass with a silicon modulus of 1.9 to 3.2 and a low-molecular organic plasticizer, such as one of the classic agents for ceramic or concrete mixtures, e.g. substances based on polycarboxylates (typically polyacrylates), melamine (typically sulfonated melamine formaldehyde resins), naphthalene (typically polynaphthalene sulfonates) or lignin (lignosulfonates), low-molecular nonionic surfactant, such as polyethylene glycols (typically PEG 400), polyglucosides (alkylglucosides, dextrins, etc.) or various ethoxylated fatty amines, amides or alcohol ethoxylates, etc. Mass ratio of these components is 100 (silica sand) : 3 to 10 (water glass) : 1 to 5 (plasticizer). By mixing these components and homogenizing the mixture, an easily shaped, cohesive, yet non-sticky plastic mass is created. Water glass binds the grains of silica sand and at the same time etches them, and the low-molecular organic plasticizer increases the plastic nature of the created mass, i.e. improves its formability. It is difficult to shape this mass into basically any shape/structure, e.g. even by hand.

Sklokeramická pěna s otevřenými póry se z této plastické hmoty připraví jejím slinováním, při kterém dochází k odstranění volné i vázané vody odparem a nízkomolekulárního organického plastifikátoru jeho vypálením a ke vzájemnému stavení a propojení zrn křemičitého písku do pevné porézní struktury.Glass-ceramic foam with open pores is prepared from this plastic material by sintering it, during which the free and bound water is removed by evaporation and the low-molecular organic plasticizer is fired, and the silica sand grains are interconnected and connected into a solid porous structure.

Při vhodném postupu slinování se útvar z výše popsané plastické hmoty nejprve rychlostí 2 až 15 °C/min, s výhodou 6 až 9 °C/min, ohřeje na teplotu 120 až 180 °C, s výhodou 150 °C, a setrvá na ní 60 až 180 minut, s výhodou 90 až 180 minut, a poté se rychlostí 2 až 15 °C/min, s výhodou 6 až 9 °C/min, ohřeje na teplotu 270 až 330 °C, s výhodou 300 °C, a setrvá na ní dalších 60 až 180 minut, s výhodou 90 až 180 minut. V první fázi dochází především k pozvolnému odstranění volné a vázané vody z vnitřní struktury plastické hmoty, což brání pozdějšímu neřízenému nárůstu objemu této hmoty a tvorbě dutin v její struktuře v důsledku intenzivního odparu vody. V druhé fázi pak dochází především k odstranění - vypálení organického plastifikátoru. Voda i plastifikátor přitom odchází ze struktury hmoty postupně v podobě malých plynných bublinek a vytváří tak porézní strukturu s typickými otevřenými póry. Zvýšení objemu hmoty je maximálně 150 %.In a suitable sintering procedure, the body of the plastic material described above is first heated at a rate of 2 to 15 °C/min, preferably 6 to 9 °C/min, to a temperature of 120 to 180 °C, preferably 150 °C, and remains there 60 to 180 minutes, preferably 90 to 180 minutes, and then heated at a rate of 2 to 15°C/min, preferably 6 to 9°C/min to a temperature of 270 to 330°C, preferably 300°C, and it remains on it for another 60 to 180 minutes, preferably 90 to 180 minutes. In the first phase, the free and bound water is mainly gradually removed from the internal structure of the plastic material, which prevents the subsequent uncontrolled increase in the volume of this material and the formation of cavities in its structure due to intensive water evaporation. In the second phase, the organic plasticizer is mainly removed - burnt. At the same time, water and plasticizer leave the structure of the material gradually in the form of small gas bubbles, thus creating a porous structure with typical open pores. The increase in mass volume is a maximum of 150%.

Pro další fázi se takto upravená hmota rychlostí 2 až 10 °C/min, s výhodou 3 až 5 °C/min, ohřeje na teplotu 1100 až 1500 °C, s výhodou 1150 až 1400 °C. Při tomto ohřevu dochází ke slinování natavení a vzájemnému propojení a slinutí zrn písku (vznik propojovacích krčků mezi zrny) a zhutnění a zafixování hmoty za žádoucího působení dalších vstupních surovin. Zásadité vodní sklo (tj. koloidní roztok alkalických křemičitanů) ještě před ohřevem naleptává povrch zrn křemičitého písku, a tím ho činí aktivním k chemické interakci (jedná se o rozpouštění skla jako celku za vzniku reaktivních silanolových skupin Si-OH/hydrogel, které vysycháním polykondenzují v pevnou siloxanovou vazbu Si-O-Si spojující povrchy zrn již za laboratorní teploty). Zrna se tedy spojují chemickou vazbou již za nízkých teplot před samotným slinutím vodní sklo tedy plní funkci taviva. Díky tomu není nutné částice křemičitého písku později zahřívatFor the next phase, the mass treated in this way is heated at a rate of 2 to 10 °C/min, preferably 3 to 5 °C/min, to a temperature of 1100 to 1500 °C, preferably 1150 to 1400 °C. During this heating, the sintering of the melt and the interconnection and sintering of the sand grains (the formation of connecting necks between the grains) and the compaction and fixation of the mass occur under the desired action of other input raw materials. Alkaline water glass (i.e. colloidal solution of alkaline silicates) etches the surface of silica sand grains even before heating, thereby making it active for chemical interaction (this is the dissolution of the glass as a whole to form reactive silanol groups Si-OH/hydrogel, which polycondensate upon drying into a solid Si-O-Si siloxane bond connecting grain surfaces already at laboratory temperature). The grains are thus joined by a chemical bond already at low temperatures before sintering itself, so the water glass fulfills the function of a flux. Thanks to this, it is not necessary to heat the silica sand particles later

- 4 CZ 309482 B6 na vysoké teploty, aby došlo k jejich deformaci a utvoření spojovacích krčků (křemičité písky standardně slinují při teplotách nad 1700 °C). Kromě toho plní vodní sklo v kombinaci s organickým plastifikátorem také funkci pěnidla, kdy jeho plynné složky (voda, CO2) odchází při řízeném ohřevu („dvou-plateau“ způsobem, tj. s dvojím zdržením na dílčí teplotě) z hmoty a způsobují její napěnění a tvorbu pórů; přitom ale nedeformují tvar struktury vytvořené z této hmoty. Při následném výpalu při teplotě 1100 až 1500 °C pak dochází k protavení zrn a zafixování napěněného tvaru s dobrou mechanickou stabilitou. Daný proces zpevnění lze popsat klasickými chemickými reakcemi v pevné fázi, které jsou analogické sklářským výrobkům. Jedná se o modifikační přeměny SiO2. Lze také mluvit o příznivém efektu malého množství Na2O z přídavku vodního skla. Na dané teplotě setrvává hmota 0 až 180 minut (setrvání na této teplotě není nutné, neboť již během ohřevu na ni proběhnou všechny reakce a dojde ke slinutí zrn křemičitého písku).- 4 CZ 309482 B6 to high temperatures to cause their deformation and the formation of connecting necks (silica sands normally sinter at temperatures above 1700 °C). In addition, water glass in combination with an organic plasticizer also fulfills the function of a foaming agent, when its gaseous components (water, CO2) leave the mass during controlled heating ("two-plateau" method, i.e. with a double delay at a partial temperature) and cause it to foam and pore formation; however, they do not deform the shape of the structure created from this material. During the subsequent firing at a temperature of 1100 to 1500 °C, the grains are melted and the foamed shape is fixed with good mechanical stability. The given hardening process can be described by classic chemical reactions in the solid phase, which are analogous to glass products. These are modification transformations of SiO2. We can also talk about the beneficial effect of a small amount of Na2O from the addition of water glass. The mass remains at the given temperature for 0 to 180 minutes (remaining at this temperature is not necessary, as all reactions will already take place during heating and the grains of silica sand will coalesce).

Poté následuje samovolné nebo řízené chladnutí v peci, při kterém dochází k relaxaci vnitřních pnutí. V závislosti na velikosti a objemu struktury z plastické hmoty podle vynálezu není nutné řízené chlazení, ale je možné daný produkt nechat chladit samovolně, především pokud není nutné dosáhnout co nejvyšší pevnosti výsledného výrobku. Pro potřeby řízeného chlazení je pak doporučována relaxace skleněné pěny po dobu několika minut až 1 hodiny v závislosti na velikosti výrobku na horní chladicí teplotě kolem 580 °C.This is followed by spontaneous or controlled cooling in the furnace, during which the internal stresses are relaxed. Depending on the size and volume of the plastic structure according to the invention, controlled cooling is not necessary, but it is possible to let the given product cool on its own, especially if it is not necessary to achieve the highest possible strength of the resulting product. For the needs of controlled cooling, it is recommended to relax the glass foam for a period of several minutes to 1 hour, depending on the size of the product, at an upper cooling temperature of around 580 °C.

Před zahájením procesu slinování se plastická hmota podle vynálezu s výhodou odstaví v prostředí s běžnou atmosférou a laboratorní teplotou, kdy se z ní samovolně odtokem a odparem odstraní volná voda. Tato odstávka trvá s výhodou 1 až 72 hodin.Before the start of the sintering process, the plastic mass according to the invention is preferably left in an environment with a normal atmosphere and laboratory temperature, when free water is removed from it spontaneously by drainage and evaporation. This shutdown preferably lasts from 1 to 72 hours.

Vytvořená sklokeramická pěna je pevná, tvarově i chemicky stálá, lehká, nasákavá, netransparentní, typicky bílá porézní struktura s otevřenými póry - viz např. obr. 2 až 63. Její pórovitost je 20 až 80 %, objemová hmotnost 150 až 400 kg/m3, velikost (průměr) pórů od 5 do 650 μm. Tato pěna má řadu aplikací - může sloužit např. jako hrubší filtr plynných i kapalných médií (je schopná zachytávat ve své struktuře nečistoty s velikostí částic v řádu mikrometrů), jako podkladový materiál pro další funkcionalizaci (např. hydrofobizaci, proces sol-gel, apod.), jako zvukový i tepelný izolant, případně jako materiál pro výrobu interiérových dekoračních předmětů - v kombinaci s dalšími prvky vytváří neotřelé dekory a originální světelné efekty. Díky vynikající nasákavosti dané vysokým podílem otevřených pórů může současně sloužit, např. jako hydroponický substrát, případně substrát pro tvorbu živých stěn pro zeleň (tzv. green wall), apod.The created glass-ceramic foam is solid, shape- and chemically stable, light, absorbent, non-transparent, typically white porous structure with open pores - see e.g. Fig. 2 to 63. Its porosity is 20 to 80%, bulk density 150 to 400 kg/m 3 , pore size (diameter) from 5 to 650 μm. This foam has a number of applications - it can serve, for example, as a coarser filter for gaseous and liquid media (it is able to trap in its structure impurities with a particle size in the range of micrometers), as a base material for further functionalization (e.g. hydrophobization, sol-gel process, etc. .), as a sound and heat insulator, or as a material for the production of interior decorative objects - in combination with other elements, it creates novel decors and original lighting effects. Thanks to the excellent absorbency given by the high proportion of open pores, it can simultaneously serve, for example, as a hydroponic substrate, or a substrate for the creation of living walls for greenery (the so-called green wall), etc.

Níže je pro názornost uvedeno několik konkrétních příkladů přípravy plastické hmoty a sklokeramické pěny podle vynálezu.Below, several concrete examples of the preparation of plastic material and glass-ceramic foam according to the invention are given for illustration.

Příklad 1Example 1

Smícháním a homogenizací směsí vysoce křemičitého písku se střední velikostí (průměrem) zrna 210 μm (zrna písku měla velikost v rozsahu od 63 do 315 μm), sodného vodního skla s křemičitým modulem 3,2 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 se připravila plastická hmota pro přípravu sklokeramické pěny.By mixing and homogenizing a mixture of high-silica sand with an average grain size (diameter) of 210 μm (sand grains ranged in size from 63 to 315 μm), sodium water glass with a silica modulus of 3.2, and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100 : 6 : 2.5, a plastic mass was prepared for the preparation of glass-ceramic foam.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily vzorky ve tvaru válce o průměru 30 mm a výšce 4 mm, a o průměru 20 mm a výšce 4 mm - viz obr. 1. Tyto válce se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 4 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.Samples in the shape of a cylinder with a diameter of 30 mm and a height of 4 mm, and with a diameter of 20 mm and a height of 4 mm were subsequently formed from this material by hand molding - see Fig. 1. These cylinders were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere . At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 4 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

- 5 CZ 309482 B6- 5 CZ 309482 B6

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 34 %, objemovou hmotností 350,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 24 do 181 μm - viz obr. 2. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 5 až 37,5 %.In the process, the plastic mass transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 34%, a bulk density of 350.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 24 to 181 μm - see Fig. 2. The dimensions of the individual samples changed (increased) by 5 to 37.5%.

Na obr. 3 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků z obr. 2 při zvětšení 19krát, na obr. 4 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 50krát, na obr. 5 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát, na obr. 6 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 50krát, a na obr. 7 SEM snímek kraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 3 is an SEM image of the cut of one of the samples from Fig. 2 at a magnification of 19 times, in Fig. 4 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 50 times, in Fig. 5 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, in Fig. 6 SEM a picture of the edge of this cut at a magnification of 50 times, and in Fig. 7 a SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Kromě měření na elektronovém mikroskopu se u takto vytvořené sklokeramické pěny provedl také rozbor prvkové analýzy pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 8, na kterém je spektrum EDS s výsledky prvkové analýzy. Výsledky této analýzy poukazují na úplné vypálení polymerního plastifikátoru PEG 400, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tak konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.In addition to measurements on an electron microscope, the glass-ceramic foam created in this way was also analyzed for elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 8, which shows the EDS spectrum with the results of the elemental analysis. The results of this analysis point to a complete burn-out of the PEG 400 polymer plasticizer, with the molten grain and the formed neck containing a majority of silicon, while there is a small, almost zero, sodium presence in the neck area. It can thus be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower Na2O content originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 2Example 2

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě (a atmosféře). Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 4 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature (and atmosphere). At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 4 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 56,1 %, objemovou hmotností 219,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 37 do 642 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 7 až 75 %.In the process, the plastic mass was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 56.1%, a bulk density of 219.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 37 to 642 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 7 to 75%.

Na obr. 9 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 10 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 11 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 121krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 9 is a SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 10 a SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times and in Fig. 11 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 121 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 12, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 12, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

- 6 CZ 309482 B6- 6 CZ 309482 B6

Příklad 3Example 3

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a mass ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 6 °C/min na teplotu 120 °C, na které setrvaly 120 minut, poté se rychlostí 10 °C/min ohřály na teplotu 330 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 6 °C/min to a temperature of 120 °C for 120 minutes, then heated at a rate of 10 °C/min to a temperature of 330 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 7 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 64,1 %, objemovou hmotností 158 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 25 do 385 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 100 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 64.1%, a bulk density of 158 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 25 to 385 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 100%.

Na obr. 13 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 14 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 15 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 13 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 14 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 15 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 16, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 16, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain the majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 4Example 4

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku se střední velikostí (průměrem) zrna 270 μm (zrna písku měla velikost v rozsahu od 250 do 310 μm), sodného vodního skla s křemičitým modulem 3,2 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same manner as in Example 1, silica sand with a mean grain size (diameter) of 270 μm (the sand grains ranged in size from 250 to 310 μm), sodium water glass with a silica modulus of 3.2, and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a mass ratio of 100 : 6 : 2.5 formed a plastic mass.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 2 °C/min na teplotu 120 °C, na které setrvaly 180 minut, poté se rychlostí 2 °C/min ohřály na teplotu 270 °C, na které setrvaly dalších 180 minut a poté se rychlostí 10 °C/min ohřály na teplotu 1400 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 2 °C/min to a temperature of 120 °C for 180 minutes, then heated at a rate of 2 °C/min to a temperature of 270 °C for another 180 minutes and then were heated to a temperature of 1400 °C at a rate of 10 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 34 %, objemovou hmotností 306,2 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 30 do 165 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 5 až 37,5 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 34%, a bulk density of 306.2 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 30 to 165 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 5 to 37.5%.

Na obr. 17 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 18 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 19 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnémuIn Fig. 17 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 18 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times and in Fig. 19 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. From these images, it is evident that during sintering there was melting and mutual

- 7 CZ 309482 B6 slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.- 7 CZ 309482 B6 sintering of silica sand grains - connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 20, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis by means of energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 20, in which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 5Example 5

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 12 °C/min na teplotu 180 °C, na které setrvaly 60 minut, poté se rychlostí 15 °C/min ohřály na teplotu 330 °C, na které setrvaly dalších 60 minut a poté se rychlostí 9 °C/min ohřály na teplotu 1400 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 12 °C/min to a temperature of 180 °C for 60 minutes, then heated at a rate of 15 °C/min to a temperature of 330 °C for another 60 minutes and then were heated to a temperature of 1400 °C at a rate of 9 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 51,3 %, objemovou hmotností 210,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 23 do 184 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 75 %.In the process, the plastic mass was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 51.3%, a bulk density of 210.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 23 to 184 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 75%.

Na obr. 21 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 22 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 23 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 21 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 22 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 23 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 24, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 24, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain the majority of silicon, while in the neck area there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 6Example 6

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a mass ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 15 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 15 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalšíchThe same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in the glass furnace at a rate of 15 °C/min to a temperature of 150 °C, where they remained for 100 minutes, then they were heated at a rate of 15 °C/min to a temperature of 300 °C, where they remained for another

- 8 CZ 309482 B6- 8 CZ 309482 B6

100 minut a poté se rychlostí 10 °C/min ohřály na teplotu 1400 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.100 minutes and then heated to 1400°C at a rate of 10°C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 58,6 %, objemovou hmotností 192,7 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 25 do 352 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 7 až 100 %.In the process, the plastic mass was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 58.6%, a bulk density of 192.7 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 25 to 352 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 7 to 100%.

Na obr. 25 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 26 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 119krát a na obr. 27 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 25 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 26 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 119 times, and in Fig. 27 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 28, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 28, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the neck area there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 7Example 7

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku se střední velikostí (průměrem) zrna 270 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 3,2 a polyethylen glykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same manner as in Example 1, a plastic mass was formed from silica sand with an average grain size (diameter) of 270 pm, sodium water glass with a silica modulus of 3.2, and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:6:2.5 .

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 120 minut, poté se rychlostí 8 °C/min ohřály na teplotu 310 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 5 °C/min ohřály na teplotu 1100 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in the glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 120 minutes, then heated at a rate of 8 °C/min to a temperature of 310 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1100 °C at a rate of 5 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 23,5 %, objemovou hmotností 388 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 6 do 192 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 3 až 22,5 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 23.5%, a bulk density of 388 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 6 to 192 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 3 to 22.5%.

Na obr. 29 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 30 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 31 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 29 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 30 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 31 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 32, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 32, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain the majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

- 9 CZ 309482 B6- 9 CZ 309482 B6

Příklad 8Example 8

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 1100 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1100 °C at a rate of 7 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 46,5 %, objemovou hmotností 276,8 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 26 do 254 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 3 až 75 %.In the process, the plastic mass was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 46.5%, a bulk density of 276.8 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 26 to 254 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 3 to 75%.

Na obr. 33 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 34 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 35 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 33 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 34 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 35 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 36, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 36, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain the majority of silicon, while in the neck area there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 9Example 9

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a mass ratio of 100:6:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 9 °C/min na teplotu 120 °C, na které setrvaly 150 minut, poté se rychlostí 9 °C/min ohřály na teplotu 315 °C, na které setrvaly dalších 90 minut a poté se rychlostí 2 °C/min ohřály na teplotu 1100 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in the glass furnace at a rate of 9 °C/min to a temperature of 120 °C for 150 minutes, then heated at a rate of 9 °C/min to a temperature of 315 °C for another 90 minutes and then were heated to a temperature of 1100 °C at a rate of 2 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 51,6 %, objemovou hmotností 218,6 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 35 do 488 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 5 až 87,5 %.In the process, the plastic mass was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 51.6%, a bulk density of 218.6 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 35 to 488 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 5 to 87.5%.

Na obr. 37 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 38 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 39 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 121krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnémuIn Fig. 37 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 38 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 39 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 121 times. From these images, it is evident that during sintering there was melting and mutual

- 10 CZ 309482 B6 slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.- 10 CZ 309482 B6 sintering of silica sand grains - connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 40, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 40, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the neck area there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 10Example 10

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a alkylpolyglukosidu (APG; D-glukopyranosa/decyloktylglykosid, oligomerní) v hmotnostním poměru 100 : 3 : 2,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and alkyl polyglucoside (APG; D-glucopyranose/decyloctylglycoside, oligomeric) in a weight ratio of 100:3:2.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 72 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 6 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 6 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 5 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 72 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 6 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 6 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 5 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 65,2 %, objemovou hmotností 229,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 24 do 508 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 10 až 112,5 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 65.2%, a bulk density of 229.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 24 to 508 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 10 to 112.5%.

Na obr. 41 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 42 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 43 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 41 is an SEM image of a cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 42 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 43 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 44, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 44, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 11Example 11

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a APG v hmotnostním poměru 100 : 3 : 1,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and APG in a weight ratio of 100:3:1.5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 8 °C/min na teplotu 160 °C, na které setrvaly 90 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 3 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 8 °C/min to a temperature of 160 °C for 90 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 3 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

- 11 CZ 309482 B6- 11 CZ 309482 B6

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 64,1 %, objemovou hmotností 259,2 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 26 do 262 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 112,5 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 64.1%, a bulk density of 259.2 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 26 to 262 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 112.5%.

Na obr. 45 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 46 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 47 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 45 is an SEM image of a cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 46 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 47 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 48, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis by means of energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 48, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, points to the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 12Example 12

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 2,3 a APG v hmotnostním poměru 100 : 3 : 1 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 2.3 and APG in a mass ratio of 100:3:1.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 5 °C/min na teplotu 120 °C, na které setrvaly 180 minut, poté se rychlostí 9 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 8 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 5 °C/min to a temperature of 120 °C for 180 minutes, then heated at a rate of 9 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 8 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 57,4 %, objemovou hmotností 282,1 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 25 do 225 pm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 100 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 57.4%, a bulk density of 282.1 kg/m 3 and a pore size (diameter) of 25 to 225 pm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 100%.

Na obr. 49 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 50 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 51 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 49 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 50 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 51 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 52, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis by means of energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 52, in which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, points to the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 13Example 13

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 3 : 1,5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:3:1.5.

- 12 CZ 309482 B6- 12 CZ 309482 B6

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 140 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 280 °C, na které setrvaly dalších 120 minut a poté se rychlostí 5 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 140 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 280 °C for another 120 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 5 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 62,1 %, objemovou hmotností 252,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 26 do 193 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 125 %.In the process, the plastic material was transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 62.1%, a bulk density of 252.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 26 to 193 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 125%.

Na obr. 53 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 54 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 55 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 53 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 54 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times and in Fig. 55 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 56, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 56, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam is shown, indicates the complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain the majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 14Example 14

Stejným způsobem jako v příkladu 1 z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 3 : 1 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was created from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:3:1.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 7 °C/min ohřály na teplotu 300 °C, na které setrvaly dalších 100 minut a poté se rychlostí 5 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 7 °C/min to a temperature of 300 °C for another 100 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 5 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 57,4 %, objemovou hmotností 303,6 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 27 do 170 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 8 až 100 %.In the process, the plastic mass transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 57.4%, a bulk density of 303.6 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 27 to 170 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 8 to 100%.

Na obr. 57 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 21krát, na obr. 58 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 120krát a na obr. 59 SEM snímek okraje tohoto výbrusu při zvětšení 120krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 57 is an SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 21 times, in Fig. 58 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 120 times, and in Fig. 59 an SEM image of the edge of this cut at a magnification of 120 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 60, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, žeElemental analysis by means of energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 60, on which the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam indicates complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the region of the neck there is a slight, almost zero, sodium representation. So it can be concluded that

- 13 CZ 309482 B6 výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SÍO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.- 13 CZ 309482 B6 the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Příklad 15Example 15

Stejným způsobem jako v příkladu 1 se z křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 a polyethylenglykolu 400 (PEG 400) v hmotnostním poměru 100 : 10 : 5 vytvořila plastická hmota.In the same way as in example 1, a plastic mass was formed from silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 and polyethylene glycol 400 (PEG 400) in a weight ratio of 100:10:5.

Z této hmoty se následně ručním formováním vytvořily stejné vzorky ve tvaru válce jako v příkladu 1. Tyto vzorky se ponechaly odstát 48 hodin na šamotové podložce při laboratorní teplotě a atmosféře. Přitom se z nich samovolným odtokem a odparem odstranila část volné vody. Po odstávce se tyto vzorky ve sklářské peci ohřály rychlostí 7 °C/min na teplotu 150 °C, na které setrvaly 100 minut, poté se rychlostí 6 °C/min ohřály na teplotu 290 °C, na které setrvaly dalších 120 minut a poté se rychlostí 4 °C/min ohřály na teplotu 1300 °C. Po dosažení této teploty se vypnul ohřev pece a ta samovolně během 48 hodin vychladla na laboratorní teplotu.The same cylinder-shaped samples as in Example 1 were subsequently formed from this mass by hand molding. These samples were left to stand for 48 hours on a fireclay mat at laboratory temperature and atmosphere. At the same time, part of the free water was removed from them by spontaneous drainage and evaporation. After the shutdown, these samples were heated in a glass furnace at a rate of 7 °C/min to a temperature of 150 °C for 100 minutes, then heated at a rate of 6 °C/min to a temperature of 290 °C for another 120 minutes and then were heated to a temperature of 1300 °C at a rate of 4 °C/min. After reaching this temperature, the heating of the furnace was turned off and it cooled down to room temperature on its own within 48 hours.

Plastická hmota se během toho přetvořila na porézní sklokeramickou pěnu s pórovitostí 71,3 %, objemovou hmotností 151,5 kg/m3 a velikostí (průměrem) pórů od 70 do 300 μm. Rozměry jednotlivých vzorků se změnily (zvětšily) o 10 až 100 %.In the process, the plastic mass transformed into a porous glass-ceramic foam with a porosity of 71.3%, a bulk density of 151.5 kg/m 3 and a pore size (diameter) from 70 to 300 μm. The dimensions of individual samples changed (increased) by 10 to 100%.

Na obr. 61 je SEM snímek výbrusu jednoho ze vzorků při zvětšení 19krát, na obr. 62 SEM snímek středu tohoto výbrusu při zvětšení 80krát a na obr. 63 při zvětšení 123krát. Z těchto snímků je patrné, že během slinování došlo k natavení a vzájemnému slinutí zrn křemičitého písku - jsou na nich viditelné spojovací krčky, vnitřní struktura sklokeramické pěny a její vysoká porozita.In Fig. 61 is a SEM image of the cut of one of the samples at a magnification of 19 times, in Fig. 62 an SEM image of the center of this cut at a magnification of 80 times and in Fig. 63 at a magnification of 123 times. It is evident from these images that during sintering, the silica sand grains melted and coalesced with each other - the connecting necks, the internal structure of the glass-ceramic foam and its high porosity are visible on them.

Prvková analýza pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS) - viz obr. 64, na kterém je spektrum EDS připravené sklokeramické pěny, poukazuje na úplné vypálení polymerního plastifikátoru, přičemž roztavené zrno i vytvořený krček obsahují většinové zastoupení křemíku, přičemž v oblasti krčku je nepatrné, téměř nulové, zastoupení sodíku. Lze tedy konstatovat, že výsledkem je sklokeramická pěna s majoritním zastoupením SiO2 a nižším obsahem Na2O pocházejícím z vodního skla. Současně lze předpokládat, že tyto dvě složky jsou ve struktuře této pěny rovnoměrně zastoupeny podobně jako ve struktuře sodnokřemičitého skla.Elemental analysis using energy dispersive spectroscopy (EDS) - see Fig. 64, which shows the EDS spectrum of the prepared glass-ceramic foam, indicates complete firing of the polymer plasticizer, while the molten grain and the formed neck contain a majority of silicon, while in the neck area there is a slight, almost zero, sodium representation. It can therefore be stated that the result is a glass-ceramic foam with a majority of SiO2 and a lower content of Na2O originating from water glass. At the same time, it can be assumed that these two components are equally represented in the structure of this foam, similar to the structure of sodium silicate glass.

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Plastická hmota pro přípravu sklokeramické pěny s otevřenými póry, vyznačující se tím, že je tvořená homogenní směsí vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostním poměru 100 : (3 až 10) : (1 až 5).1. Plastic material for the preparation of open-pored glass-ceramic foam, characterized by the fact that it is formed by a homogeneous mixture of high-silica sand with an average grain size of 200 to 300 pm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and a low-molecular organic plasticizer in a mass ratio of 100 : (3 to 10) : (1 to 5). 2. Plastická hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že nízkomolekulárním organickým plastifikátorem je polyethylenglykol 400.2. Plastic mass according to claim 1, characterized in that the low molecular weight organic plasticizer is polyethylene glycol 400. 3. Plastická hmota podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je tvořená homogenní směsí vysoce křemičitého písku, sodného vodního skla s křemičitým modulem 3,2 a polyethylenglykolu 400 v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5.3. Plastic material according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed by a homogeneous mixture of high silica sand, sodium water glass with a silica modulus of 3.2 and polyethylene glycol 400 in a weight ratio of 100:6:2.5. 4. Sklokeramická pěna s otevřenými póry vytvořená slinování plastické hmoty podle libovolného z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je tvořená porézní strukturou spečených zrn křemičitého písku, má pórovitost 20 až 80 %, objemovou hmotnost 150 až 400 kg/m3, velikost (průměr) pórů 5 až 650 pm.4. Glass-ceramic foam with open pores created by sintering plastic material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed by a porous structure of sintered silica sand grains, has a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m 3 , pore size (diameter) 5 to 650 pm. 5. Způsob přípravy sklokeramické pěny s otevřenými póry podle nároku 4, vyznačující se tím, že se vytvoří homogenní směs vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostním poměru 100 : (3 až 10) : (1 až 5), přičemž v této směsi dochází samovolně působením vodního skla k naleptávání povrch zrn křemičitého písku, poté se tato směs rychlostí 2 až 15 °C/min ohřeje na teplotu 120 až 180 °C a setrvá na ní 60 až 180 minut, přičemž se z ní odpaří volná i vázaná voda, a poté se tato směs rychlostí 2 až 15 °C/min ohřeje na teplotu 270 až 330 °C a setrvá na ní dalších 60 až 180 minut, přičemž se z ní vypálí nízkomolekulární organický plastifikátor, a poté se tato směs rychlostí 2 až 10 °C/min ohřeje na teplotu 1100 až 1500 °C, přičemž se dále natavují a spojují zrna křemičitého písku, v důsledku čehož se fixuje jejich prostorové uspořádání, čímž se vytváří sklokeramická pěna tvořená porézní strukturou spojených natavených zrn křemičitého písku, s pórovitostí 20 až 80 %, objemovou hmotností 150 až 400 kg/m3, velikostí (průměrem) pórů 5 až 650 pm.5. The method of preparing glass-ceramic foam with open pores according to claim 4, characterized in that a homogeneous mixture of high silica sand with an average grain size of 200 to 300 pm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and low molecular organic plasticizer in a mass ratio of 100 : (3 to 10) : (1 to 5), while in this mixture the surface of silica sand grains is etched spontaneously by the action of water glass, then this mixture is heated at a rate of 2 to 15 °C/min to a temperature of 120 to 180 °C and remains there for 60 to 180 minutes, while free and bound water evaporates from it, and then this mixture is heated at a rate of 2 to 15 °C/min to a temperature of 270 to 330 °C and remains there for another 60 up to 180 minutes, burning out the low molecular weight organic plasticizer, and then this mixture is heated at a rate of 2 to 10 °C/min to a temperature of 1100 to 1500 °C, further fusing and bonding the grains of silica sand, as a result of which it is fixed their spatial arrangement, which creates glass ceramics á foam formed by a porous structure of connected fused silica sand grains, with a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m 3 , a pore size (diameter) of 5 to 650 pm. 6. Způsob přípravy sklokeramické pěny s otevřenými póry podle nároku 4, vyznačující se tím, že se vytvoří homogenní směs vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostním poměru 100 : (3 až 10) : (1 až 5), přičemž v této směsi dochází samovolně působením vodního skla k naleptávání povrch zrn křemičitého písku, poté se tato směs rychlostí 6 až 9 °C/min ohřeje na teplotu 120 až 180 °C a setrvá na ní 90 až 180 minut, přičemž se z ní odpaří volná i vázaná voda, a poté se tato směs rychlostí 6 až 9 °C/min ohřeje na teplotu 270 až 330 °C a setrvá na ní dalších 90 až 180 minut, přičemž se z ní vypálí nízkomolekulární organický plastifikátor, a poté se tato směs rychlostí 3 až 5 °C/min ohřeje na teplotu 1150 až 1400 °C, přičemž se dále natavují a spojují zrna křemičitého písku, v důsledku čehož se fixuje jejich prostorové uspořádání, čímž se vytváří sklokeramická pěna tvořená porézní strukturou spojených natavených zrn křemičitého písku, s pórovitostí 20 až 80 %, objemovou hmotností 150 až 400 kg/m3, velikostí (průměrem) pórů 5 až 650 pm.6. The method of preparing glass-ceramic foam with open pores according to claim 4, characterized in that a homogeneous mixture of high silica sand with an average grain size of 200 to 300 pm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and low molecular organic plasticizer in a mass ratio of 100 : (3 to 10) : (1 to 5), while in this mixture the surface of silica sand grains is etched spontaneously by the action of water glass, then this mixture is heated at a rate of 6 to 9 °C/min to a temperature of 120 up to 180 °C and held there for 90 to 180 minutes, while free and bound water evaporates from it, and then this mixture is heated at a rate of 6 to 9 °C/min to a temperature of 270 to 330 °C and held there for another 90 up to 180 minutes, burning out the low molecular weight organic plasticizer, and then this mixture is heated at a rate of 3 to 5 °C/min to a temperature of 1150 to 1400 °C, further fusing and bonding the grains of silica sand, as a result of which it is fixed their spatial arrangement, which creates a glass-ceramic p made up of a porous structure of connected fused silica sand grains, with a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m 3 , a pore size (diameter) of 5 to 650 pm. 7. Způsob přípravy sklokeramické pěny s otevřenými póry podle nároku 4, vyznačující se tím, že se vytvoří homogenní směs vysoce křemičitého písku se střední velikostí zrna 200 až 300 pm, sodného vodního skla s křemičitým modulem 1,9 až 3,2 a nízkomolekulárního organického plastifikátoru v hmotnostním poměru 100 : 6 : 2,5, přičemž v této směsi dochází samovolně působením vodního skla k naleptávání povrch zrn křemičitého písku, poté se tato směs rychlostí 7 °C/min ohřeje na teplotu 150 °C a setrvá na ní 100 minut, přičemž se z ní odpaří volná i vázaná voda, a poté se tato směs rychlostí 7 °C/min ohřeje na teplotu 300 °C a setrvá na ní dalších 100 minut, přičemž se z ní vypálí nízkomolekulární organický plastifikátor, a poté se tato směs rychlostí 7 °C/min ohřeje na teplotu 1200 až 1400 °C, přičemž se dále natavují a spojují zrna křemičitého 7. The method of preparing glass-ceramic foam with open pores according to claim 4, characterized in that a homogeneous mixture of high silica sand with an average grain size of 200 to 300 pm, sodium water glass with a silica modulus of 1.9 to 3.2 and low molecular organic plasticizer in a mass ratio of 100 : 6 : 2.5, while in this mixture the surface of silica sand grains is etched spontaneously by the action of water glass, after which this mixture is heated to a temperature of 150 °C at a rate of 7 °C/min and remains there for 100 minutes , while free and bound water is evaporated from it, and then this mixture is heated at a rate of 7 °C/min to 300 °C and remains there for another 100 minutes, burning out the low molecular weight organic plasticizer, and then this mixture at a rate of 7 °C/min, it heats to a temperature of 1200 to 1400 °C, while the silica grains are further melted and joined - 15 CZ 309482 B6 písku, v důsledku čehož se fixuje jejich prostorové uspořádání, čímž se vytváří sklokeramická pěna tvořená porézní strukturou spojených natavených zrn křemičitého písku, s pórovitostí 20 až 80 %, objemovou hmotností 150 až 400 kg/m3, velikostí (průměrem) pórů 5 až 650 pm.- 15 CZ 309482 B6 sand, as a result of which their spatial arrangement is fixed, thereby creating a glass-ceramic foam formed by a porous structure of connected fused silica sand grains, with a porosity of 20 to 80%, a bulk density of 150 to 400 kg/m 3 , size (average ) of pores 5 to 650 pm.
CZ2021-589A 2021-12-22 2021-12-22 Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam is glass-ceramic foam CZ2021589A3 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-589A CZ2021589A3 (en) 2021-12-22 2021-12-22 Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam is glass-ceramic foam
PCT/CZ2022/050125 WO2023116954A1 (en) 2021-12-22 2022-12-01 Plastic material for the preparation of glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and a method of preparation of this glass-ceramic foam
EP22846888.0A EP4337618A1 (en) 2021-12-22 2022-12-01 Plastic material for the preparation of glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and a method of preparation of this glass-ceramic foam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2021-589A CZ2021589A3 (en) 2021-12-22 2021-12-22 Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam is glass-ceramic foam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ309482B6 true CZ309482B6 (en) 2023-02-15
CZ2021589A3 CZ2021589A3 (en) 2023-02-15

Family

ID=85198520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2021-589A CZ2021589A3 (en) 2021-12-22 2021-12-22 Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam is glass-ceramic foam

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2021589A3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817428C1 (en) * 2023-07-07 2024-04-16 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство") Charge composition for producing heat-insulating blocks from natural quartz sand

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060444A (en) * 2010-11-10 2011-05-18 内蒙古科技大学 Foam glass ceramic and preparation method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102060444A (en) * 2010-11-10 2011-05-18 内蒙古科技大学 Foam glass ceramic and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hesky Daniela a kol. Water and waterglass mixture for foam glass production. Ceramics International. Elsevier Science, 2015, Vol. 41, p. 12604- 12613, ISSN 0272-8842 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817428C1 (en) * 2023-07-07 2024-04-16 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство") Charge composition for producing heat-insulating blocks from natural quartz sand

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2021589A3 (en) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5250096A (en) Sol-gel method of making multicomponent glass
JPS5826048A (en) Manufacture of high purity silica glass
da Costa et al. Microstructure and physico-mechanical properties of Al2O3-doped sustainable glass-ceramic foams
JPH0451496B2 (en)
US20100139320A1 (en) Hollow porous-wall glass microspheres and composition and process for controlling pore size and pore volume
US6127295A (en) Silica glass composition and method for manufacturing silica glass using the same
JPH01119539A (en) Production of molten silica glass
JPH0733258B2 (en) Method for producing article containing high silica glass body
Bernardo Micro-and macro-cellular sintered glass-ceramics from wastes
US20030121283A1 (en) Optical glass silica soot particles and method of making same
KR20050061377A (en) Creep resistant zircon refractory material used in a glass manufacturing system
JP2008208021A (en) METHOD FOR SINTERING FUSED SILICA TO PRODUCE SHAPED BODY COMPRISING CRYSTALLINE SiO2
Elsayed et al. Glass powders and reactive silicone binder: Interactions and application to additive manufacturing of bioactive glass-ceramic scaffolds
JP2008100905A (en) New process for making bio-material
NO157496B (en) PROCEDURE FOR FORMING A PRODUCT OF GLASS OR CERAMIC MATERIAL.
US5938805A (en) Silica glass monolith fabricating method using sol-gel process
KR20070096131A (en) Method for manucturing of sintering zirconium-silicate bead and sintering zirconium-silicate bead
CZ309482B6 (en) Plastic material for making glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and preparing this glass-ceramic foam
EP4337618A1 (en) Plastic material for the preparation of glass-ceramic foam, glass-ceramic foam prepared from this material and a method of preparation of this glass-ceramic foam
CZ2022488A3 (en) A plastic material for the preparation of porous glass-ceramic foam, porous glass-ceramic foam prepared from this material and the method of preparation of this porous glass-ceramic foam
KR960001689B1 (en) Extruded whisker-reinforced ceramic matrix composites and the
KR100580230B1 (en) Lightweight aggregate having a dual foam cell, and process for preparing thereof
Stochero et al. Cellular ceramics produced from ceramic shell: processing and characterization
WO2012056822A1 (en) Sintered porous ceramic
CN106946454B (en) Method for producing a composite of materials having a high silicic acid content