DE2534874A1

DE2534874A1 - Expanded glass prodn - by mixing powdered glass, volcanic vitreous material, foaming agent and water

Info

Publication number: DE2534874A1
Application number: DE19752534874
Authority: DE
Inventors: Claus Wuestefeld
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1975-08-05
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2534874B2; DE2534874C3

Abstract

An expanded glass is produced by mixing powders glass, volcanic vitreous material and/or other glass-contg. materials, a foaming agent and water, and, opt. after moulding, drying at 20-600 degrees C followed by heating at 800-1000 degrees C so that it expands. The binders in the mixt. are oxy-acid solns. of metalloids and of P or their anhydrides and/or solns. of salts of these oxy-acids with basic oxides or hydroxides of metalloids or transition metals with a variable degree of oxidation which, during drying form gels the water content of which acts as a foaming agent. Expanded glass which has closed porosity, the pores being small in size, can produced.

Description

Verfahren zum Herstellen von Schaumglas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schaumglas, bei dem ein Chemisch aus pulverförmigem Glas und Treibmitteln bis auf die Schmelztemperatur des Glases erwärmt und anschließend wieder abgekühlt wird. Method of making foam glass The invention relates to a Process for the production of foam glass, in which a chemical from powdery Glass and blowing agents are heated up to the melting temperature of the glass and then is cooled down again.

Ein solches Verfahren ist aus den GB-PSen 623 806 und 623 807 bekannt. Als Treibmittel wird bei dem bekannten Verfahren Lampenruß verwendet. Zur bildung des Schaumglases werden Pulverschichten von 25 um Dicke 41 Stunden lang auf 8000C und dann 35 Minuten lang auf 875°C erwärmt. Eine Erwärmungszeit von nahezu zwei Tagen läßt eine wirtschaftliche Herstellung von Schaumglas nach dem bekannten Verfahren nicht zu.Such a method is known from GB-PS 623 806 and 623 807. Lamp soot is used as the propellant in the known process. For education of the foam glass are powder layers 25 µm thick at 8000 ° C. for 41 hours and then heated to 875 ° C for 35 minutes. A warming time of nearly two An economical production of foam glass according to the known process can be days not to.

Aus der OE-PS 283 179 ist ein Verfahren zur Herstellung von glasartigen porösen Formkörpern bekannt, bei dem eine Lösung von Glasfasern oder Glaspulver in Wasserglas hergestellt, die Lösung eingedampft und der Rückstand zu einem Pulver gemahlen wird, das dann durch Erhitzen zu porösen Fromkörpern verarbeitet werden kann0 Bei diesem Verfahren wird zum Eindampfen der Wasserglaslösung sehr viel Energie benötigt, was auch dieses Verfahren unwirtschaftlich macht, Versuche, Schaumglas nach dem eingangs beschriebenen Verfahren durch Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Treibmitteln herzustellen, ohne die auch den britischen Patentschriften bekannte Wärmesteuerung anzuwenden, führen zu einer unbrauchbaren Schaumstruktur, insbesondere zu offenzelligen Schäumen sowie zu Bläschen stark unterschiedlieher Größe Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglas anzugeben, das zu einen Produkt mit geschlossenen Zellen kleiner Größe führt und wirtschaftlich durchführbar ist. Dazu gehört, daß als Ausgangsstoff Abfallglas verwendet werden kann und der Energiebedarf in annehmbaren Grenzen bleibt.From the OE-PS 283 179 a method for the production of vitreous porous moldings known in which a solution of glass fibers or glass powder made in water glass, the solution evaporated and the residue turned into a powder is ground, which are then processed into porous molded bodies by heating can0 This process uses a lot of energy to evaporate the water glass solution required, which also makes this process uneconomical, attempts at foam glass according to the method described above by burning carbonaceous Preparing propellants without the one known from the British patents Applying heat control results in an unusable foam structure, in particular to open-cell foams and to vesicles of widely differing sizes Accordingly The invention is based on the object of a method for producing foam glass indicate that results in a small-sized closed cell product and is economically feasible. This includes using waste glass as a raw material and the energy requirement remains within acceptable limits.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Treibmittel ein amorphes Mineral der Klasse AB2.nH2O des kristallchemischen Mineralsystems, in dem A und B je ein Atom und n eine ganze Zahl bedeuten, in einer Menge bis zu etwa 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, verwendet wird, Es hat sich überraschend gezeigt, das bei Verwendung dieser Mineralien,die zur ersten Ordnung der Gruppe II des kristallchemischen Mineralsystems gehören, Schaumglaskörper mit einer Porengröße von etwa 1,5 mm erzielt werden, ohne daß der Wärmeführung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden muß. Vielmehr ist es möglich, das das pulverförmige Glas und das Treibmittel enthaltende Gemisch sehr schnell auf die Schmelztemperatur zu bringen, die bei der Verwendung von pulverförmigem Silikatglas zwischen 850 und 950°C liegt. Die Verweilzeit bei dieser Temperatur kann etwa 15 Minuten betragen.This object is achieved according to the invention in that as a propellant an amorphous mineral of class AB2.nH2O of the crystal chemical mineral system, in which A and B each represent an atom and n an integer, in an amount up to about 25% by weight, based on the total weight of the mixture, is used, It has surprisingly shown that when using these minerals, the first order belong to group II of the crystal chemical mineral system, foam glass body with a pore size of about 1.5 mm can be achieved without the heat transfer special Attention needs to be paid. Rather, it is possible that the powdery Glass and the mixture containing the blowing agent very quickly to the melting temperature to bring, when using powdered silicate glass between 850 and 950 ° C. The residence time at this temperature can be about 15 minutes.

Danach kann wieder eine sehr schnelle Abkühlung bis auf etwa 500°C erfolgen, wonach eine bei der Iterstellung von Glas allgemein notwendunge, langsamere Entspannungsabkühlung bis auf etwa 200°C erfolgen muß.This can then be followed by a very rapid cooling down to around 500 ° C take place, according to which a generally necessary in the production of glass, slower Relaxation cooling down to about 200 ° C must take place.

Danach können die Schaumglaskörper dem Wärmeofen entnommen werden und frei abkühlen. Die Möglichkeit, pulverförmiges Silikatglas zu verwenden, und die relativ kurze Dauer der Wärmebehandlung machen das erfindungsgemäße Verfahren sehr wirtschaftlich.The foam glass body can then be removed from the heating furnace and cool freely. The possibility of using powdered silica glass, and the relatively short duration of the heat treatment make the method according to the invention very economical.

Die hervorragende Wirkung der nach der Erfindung angewendeten Treibmittel läßt sich so erklären, daß die amorphen Mineralien der angegebenen Klasse das gebundene Wasser erst abgeben, wenn das Glas geschmolzen ist, so daß der dann entstehende Wasserdampf zur Schaumbildung ausreicht. Da das Wasser vollständig abgegeben wird und sofort in Dampf übergeht, ist der Schäumprozeß in kurzer Zeit abgeschlossen, so daß die Dauer der Erwärmung und ein Wärmegradient im Glaskörper bei der Abkühlung auf den Schäumungsprozeß und die Zellenbildung ohne Einfluß bleibt0 Die feinporige Struktur kann darauf zurückzuführen sein, daß sich amorphes Ilaterial nicht nur besonders fein verteilen läßt, sondern die genannten Mineralien in der Glasschmelze in Lösung gehen, so daß eine nahezu molekulare Verteilung erreicht wird0 Amorphe, wasserhaltige Mineralien der angegebenen Klasse stehen in der Natur vorwiegend in Form von Opal und überwiegend Manganoxid enthaltenden Mineralien zur Verfügung. Ein künstliches Mineral dieser Art ist gefällte, amorphe, wasserreiche Kieselsäure. Sie entspricht damit dem Opal, bei dem es sich um gealterte, kolloidale Kieselsäure handelt Überwiegend Manganoxid enthaltende Mineralien gibt es in verschiedener Form. MWO2.nH2O wird allgemein als Wad bezeichnet. Außer Mangan kann Wad noch Barium, Aluminium, Blei, Nickel, Lithium und Wolfram enthalten, Kupferreiches Wad wird auch Kupfermanganerz, kobaltreiches Wad Asbolan, eisenhaltiges Wad Reis@acherit, bariumreiches Wad Psilomelan genannt. Eine für die Erfindung besonders brauchbare Form ist Manganschwärze, die außer Manganoxid noch Siliziumoxid und Eisenoxid enthalt.The excellent effect of the propellants used according to the invention can be explained in such a way that the amorphous minerals of the specified class are bound Release water only when the glass has melted, so that the resulting Water vapor is sufficient for foam formation. Because the water is completely released and immediately turns into steam, the foaming process is completed in a short time, so that the duration of the heating and a thermal gradient in the vitreous during cooling on the foaming process and the cell formation remains without influence0 The fine-pored Structure can be due to the fact that amorphous Ilmaterial is not only Can be distributed particularly finely, but the mentioned minerals in the glass melt go into solution, so that an almost molecular distribution is achieved0 amorphous, water-containing minerals of the specified class are predominantly found in nature Form of opal and minerals mainly containing manganese oxide are available. An artificial mineral of this type is precipitated, amorphous, water-rich silica. It thus corresponds to the opal, which is aged, colloidal silica acts There are mainly minerals containing manganese oxide in different shape. MWO2.nH2O is commonly referred to as Wad. Besides manganese can Wad still contain barium, aluminum, lead, nickel, lithium and tungsten, rich in copper Wad is also called copper manganese ore, cobalt-rich wad Asbolan, ferrous wad Reis @ acherite, Barium-rich wad called psilomelan. One particularly useful for the invention The form is manganese black, which in addition to manganese oxide also contains silicon oxide and iron oxide.

Die Mengen, die für die Herstellung von Schauglas mit einem Raumgewischt von etwa 150 kg/m3 benötigt werden, sind relativ klein, Bei der Verwendung von Manganschwärze reichen bereits Zusätze von 0,2 bis 2,5 Gew.% aus. Die Mengen der Zusätze können an sich beliebig erhöht werden, solange sie die Schmelztemperatur des ilikatglases nicht zu sehr erhöhen, Bei der Verwendung von Opal können vorteilhaft Mengen von etwa 5 Gew.% verwendet werden. Diese Mengen können jedoch bis auf 25 Gew.% erhoht werden, sofern zur Herstellung des Schaumglases ein Silikatglas mit einer niedrigen Schmelztemperatur gewählt wurde, Dem Silikatglas können zur Einstellung des Schmelzpunktes weitere Zusätze, wie z.B. Basaltpulver, Borsäure usw. hinzugefügt werden. Eine Zugabe von Phosphaten hat einen günstigen Einfluß auf die Erzielung von Zellen kleiner Größe.The quantities required for making sight glass with a space wiped of about 150 kg / m3 are required are relatively small, when using manganese black Additions of 0.2 to 2.5% by weight are sufficient. The amounts of the additives can in itself can be increased as long as it is the melting temperature of the silica glass do not increase too much, when using opal you can use beneficial amounts of about 5% by weight can be used. However, these amounts can be increased up to 25% by weight if the foam glass is made using a silicate glass with a low Melting temperature has been selected, the silicate glass can be used to adjust the melting point other additives such as basalt powder, boric acid, etc. can be added. An encore of phosphates has a beneficial influence on making cells smaller Size.

Das nachstehende Beisljiel veranschaulicht die Erfindung.The following example illustrates the invention.

Es wurde eine Mischung aus 99,5 Gewichtseilen Glasmehl und 0,5 Gewichtsteilen Manganschwärze auf eine Feinheit mit der BET-Oberfläche von 1 m²/g gemahlen und dann in einer Metallform auf 875°C erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde ein Schaumglaskörper mit geschlossenen Zellen erhalten, bei dem der Zellendurchmesser etwa 1,5 mm betrug. Bei einem Raumgewicht von 150 kg/m3 betrug die Druckfestigkeit etwa 15 kg, cm20 nie nach DIN 52 612 ermittelte Wärmeleitzahl betrug bei 250C etwa 0,040 kcal/mh 0GoIt was a mixture of 99.5 parts by weight of glass powder and 0.5 parts by weight Manganese black ground to a fineness with the BET surface area of 1 m² / g and then heated to 875 ° C in a metal mold. After cooling, it became a foam glass body obtained with closed cells in which the cell diameter was about 1.5 mm. With a density of 150 kg / m3, the compressive strength was around 15 kg, cm20 The coefficient of thermal conductivity never determined according to DIN 52 612 was about 0.040 kcal / mh at 250C 0Go

Claims

Claims ¼ method for producing foam glass, in which a mixture of powdered glass and propellants up to the melting temperature of the glass is heated and then cooled again, characterized in that that the propellant is an amorphous mineral of the class AB2.nH2O of the crystal chemical Mineral system in which A and B each represent an atom and n an integer, in one Amount up to about 25% by weight, based on the total weight of the mixture, is used will.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a propellant a mineral mainly containing manganese oxide (MnO2), especially black manganese, is used in an amount of 0.2 to 2.5% by weight.

30 The method according to claim 1, characterized in that as a propellant Opal is used in a length of about 5% by weight according to one of the methods preceding claims, characterized in that the mixture contains phosphates be added in an amount up to about 1% by weight.

50 The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the mixture before heating to a fineness with the BTE surface of 1 m² / g is milled.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that powdered silicate glass used and the mixture to a temperature between 850 and 9500Q is heated0