RU1787965C - Process for producing porous vitrified block - Google Patents

Process for producing porous vitrified block

Info

Publication number
RU1787965C
RU1787965C SU894728446A SU4728446A RU1787965C RU 1787965 C RU1787965 C RU 1787965C SU 894728446 A SU894728446 A SU 894728446A SU 4728446 A SU4728446 A SU 4728446A RU 1787965 C RU1787965 C RU 1787965C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
charge
temperature
heating
porous vitrified
Prior art date
Application number
SU894728446A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Мананков
Александр Андреевич Локтюшин
Original Assignee
Томский государственный университет им.В.В.Куйбышева
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 Томский государственный университет им.В.В.Куйбышева filed Critical Томский государственный университет им.В.В.Куйбышева
Priority to SU894728446A priority Critical patent/RU1787965C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1787965C publication Critical patent/RU1787965C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : в способе получени  пористого остеклованного блока путем непрерывной загрузки шихты, одновременного вспенивани  ее и формовани  блока в качестве шихты используют кварцсодержащие суглинки, а подачу их осуществл ют в зону с температурой 1060- 1300°С со скоростью обеспечивающей скорость . нагрева 180-400°С/мин. Характеристика блока: плотность 400-900 кг/м3, прочность 8,4-15,3 МПа. 1 табл.SUMMARY OF THE INVENTION: In the method for producing a porous vitrified block by continuously loading a charge, simultaneously foaming it and forming a block, quartz-containing loams are used as a charge, and they are fed into a zone with a temperature of 1060-1300 ° C at a speed that ensures speed. heating 180-400 ° C / min. Block characteristic: density 400-900 kg / m3, strength 8.4-15.3 MPa. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к производству строительных материалов и может быть использовано при получении теплоизолирую- щих, крупноблочных стеновых и отделочных элементов и деталей, наполнителей легких бетонов.The invention relates to the production of building materials and can be used in the production of heat-insulating, large-block wall and decoration elements and parts, fillers of lightweight concrete.

Известны способы получени  пеностекла путем приготовлени  шихты, варки стекла , формовани  и отжига, когда в шихту ввод т восстановители, стекломассу вар т в контролируемой атмосфере при 1350- 1510°С (1-2 ч) и перед отжигом провод т дополнительную термообработку в области температуры разм гчени  700-800°С, либо используетс  еще одна технологическа  стади  - гранулирование готовой стекломассы и последующее ее размалывание совместно с газообразователем перед вторичной термообработкой,Known methods for producing foam glass by preparing the mixture, glass melting, molding and annealing, when reducing agents are introduced into the mixture, the molten glass is boiled in a controlled atmosphere at 1350-1510 ° C (1-2 hours) and additional heat treatment is performed in the temperature range before annealing softening 700-800 ° C, or another technological step is used - granulation of the finished glass melt and its subsequent grinding together with a blowing agent before secondary heat treatment,

Указанные способы требуют значительных энергетических затрат на смешивание исходных компонентов и приготовление шихты, ее термообработку и дополнительные технологические операции, включа  формование блоков, их уплотнение и т.п.These methods require significant energy costs for mixing the starting components and preparing the charge, its heat treatment and additional technological operations, including the formation of blocks, their compaction, etc.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  пеностекла путем вспенивани  шихты, представленной природными видами сырь  (глины, горные породы типа кварцевых песков), а также отходов промышленности (пиритные огарки) и газообра- зовател  - коксовые остатки из зол ТЭС. Суть технического решени  заключаетс  в. том, что шихту высушивают, измельчают, засыпают в огнеупорные формы и вспенивают при 1180-1200°С. Продолжительность подогрева , спекани  и вспенивани  1 ч, а отжига - 9 ч. Недостатком прототипа  вл ютс  больша  сложность и энергоемкость процесса , обусловленна  необходимостью проведени  операций подготовки многокомпонентной шихты, включа  ее высушивание , помол, взвешивание, перемешивание , а также продолжительной термообработкой ранее отформованной шихты.The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing foam glass by foaming a mixture represented by natural types of raw materials (clay, rocks such as quartz sand), as well as industrial waste (pyrite cinder) and gasifier - coke residues from TPP ashes. The essence of the technical solution lies in. the fact that the mixture is dried, crushed, filled up in refractory forms and foamed at 1180-1200 ° C. The duration of heating, sintering and foaming is 1 hour, and annealing is 9 hours. The disadvantage of the prototype is the great complexity and energy consumption of the process, due to the need for the preparation of a multicomponent charge, including drying, grinding, weighing, mixing, as well as prolonged heat treatment of a previously formed charge .

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологии получени  пористого остеклованного материала.The aim of the invention is to simplify the technology for producing porous vitrified material.

fefe

Х| 00X | 00

XIXi

ЧЭ ОCE O

елate

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  пористого остеклован- ного материала из минерального стеклооб- разующего сырь . В качестве последнего используют широко распространенные оса- дочные горные породы типа кварцсодержа- щих суглинков без каких-либо подшихтовок и без предподготовки (механической или термической), .Суглинки обладают газообразными потер  ми при прокаливании от 3 до 9 массовых процентов, которые обусловлены наличием карбШатШ и химически св - занной воды. Процесс вспенивани  материал а и формовани  изделий из него ведут одновременно и непрерывно, добав- л   исходную шихту в зону вспенивани  таким образом;чтобы обеспечить ее прогрев со скоростью 180-400 градусов в минуту до температуры спекани , но не выше температуры огнеупорности шихты.The goal is achieved in that in a method for producing a porous vitrified material from a mineral glass-forming raw material. As the latter, widespread sedimentary rocks such as quartz-containing loams without any undercuts and without pretreatment (mechanical or thermal) are used. Loams have gaseous losses when calcining from 3 to 9 mass percent, which are due to the presence of carbamate and chemically bound water. The process of foaming the material a and forming products from it is carried out simultaneously and continuously, adding the initial charge to the foaming zone in such a way as to ensure its heating at a speed of 180-400 degrees per minute to the sintering temperature, but not higher than the temperature of the charge.

Использование в качестве исходного недефицитного сырь  осадочных пород типа суглинков; у которых при нагреве с указанной скоростью процессы дегазации и образовани  стеклофазы совмещаютс  во времени, а образование более высокотемпературных кристаллических фаз несущественно , позвол ете помощью предлагаемого метода сократить расходы на дефицитные компоненты, используемые в качестве вспе- нивателей, окислителей и плавней; снизить энергоемкость технологии и упростить ее за счет отсутстви  операций подготовки шихты , уплотнени  блоков и т.п. Кроме того, за счет непрерывности процесса достигаютс  эффективные услови  самоотжига материала , что также снижает энергозатраты и упрощает процесс. В результате получаетс  пористый остеклованный материал, который армирован реликтовыми кристаллическими зернами и характеризуетс  малым объемным весом, значительной удельной прочностью и сверхвысокой морозостойкостью.The use of sedimentary rocks such as loams as the initial non-deficient raw material; in which, when heated at the indicated rate, the processes of degassing and the formation of glass phases coincide in time, and the formation of higher-temperature crystalline phases is insignificant, you can use the proposed method to reduce the cost of scarce components used as blowing agents, oxidizing agents and fluids; reduce the energy intensity of the technology and simplify it due to the lack of operations for the preparation of the mixture, compaction of the blocks, etc. In addition, due to the continuity of the process, effective conditions for self-annealing of the material are achieved, which also reduces energy consumption and simplifies the process. The result is a porous vitrified material that is reinforced with relict crystalline grains and is characterized by low bulk density, significant specific strength and ultra-high frost resistance.

При отсутствии в исходной шихте (например , в магматических породах или гра- нулированном стекле) в достаточном количестве компонентов диссоциирующих при нагреве с газо- и парообразованием (в виде С02, Н2, Оа, и т.п.) дл  ее вспенивани , естественно, нужна соответствую- ща  добавка вспенивателей, как это и имеет место в прототипе. Осадочные породы, в этом числе суглинки, как правило, обладают такими компонентами в виде карбонатов щелочноземельных элементов и химически св занной воды, что позволило разработать способ их вспенивани  без предварительной подготовки.In the absence in the initial charge (for example, in igneous rocks or granular glass) in a sufficient amount of components dissociating upon heating with gas and vapor formation (in the form of CO2, H2, Oa, etc.) for foaming, of course, a suitable addition of blowing agents is needed, as is the case in the prototype. Sedimentary rocks, including loam, as a rule, possess such components in the form of carbonates of alkaline-earth elements and chemically bound water, which made it possible to develop a method for foaming them without preliminary preparation.

Выбор скорости нагрева 180-400 °С/мин обусловлен тем, что при этом реализуетс  указанное выше совмещение процессов диссоциации с выделением газообразных и парообразных компонентов и образование стеклофазы. При скорости нагрева меньше 180 °С/мин к началу интенсивного образовани  стеклофазы (температуры огнеупорности) практически заканчиваютс  процессы диссоциации, что ведет к увеличению объемной массы (уменьшению пористости). При этом, также, процесс образовани  стеклофазы сопровождаетс  ее расходом на образование новых кристаллических фаз, имеющих большую температуру плавлени , что приводит к увеличению энергозатрат и принци- пиальной невозможности получени  вспененного материала.The choice of a heating rate of 180-400 ° C / min is due to the fact that the above combination of dissociation processes with the release of gaseous and vaporous components and the formation of a glass phase are realized. When the heating rate is less than 180 ° C / min, dissociation processes practically end by the beginning of the intense formation of the glass phase (refractory temperature), which leads to an increase in bulk mass (decrease in porosity). At the same time, the process of glass phase formation is accompanied by its consumption for the formation of new crystalline phases having a high melting point, which leads to an increase in energy consumption and the fundamental impossibility of producing foamed material.

При скорости нагрева выше 400 °С/мин невозможно добитьс  однородности пористой структуры в реальном объеме материала , поскольку при этом образуетс  обильна  малов зка  стеклофаза, а больша  скорость диссоциации приводит к неограниченному росту пор, прорыву их стенок. То же самое наблюдаетс  при превышении температуры огнеупорности, что имеет результатом снижение прочности и других эксплуатационных свойств.At a heating rate above 400 ° C / min, it is not possible to achieve uniformity of the porous structure in the real volume of the material, since an abundant, low-viscosity glass phase is formed, and a high dissociation rate leads to unlimited growth of pores and breakthrough of their walls. The same is observed when refractory temperatures are exceeded, resulting in a decrease in strength and other performance properties.

При недостаточной температуре зоны нагрева (меньшей температуры спекаемо- сти) образование стеклофазы незначительно и вследствие интенсивного паро- и .газовыделени  образуетс  рыхлый, рассыпающийс  материал.At an insufficient temperature of the heating zone (lower sintering temperature), the formation of the glass phase is insignificant and, due to intense vapor and gas evolution, a loose, scattering material is formed.

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл емый способ отличаетс  от известного экспрессностью, основанной на применении экстремального термоудара при вспе- нивании (180-400 °С/мин) вместо плавного разогревани  и более продолжительной термообработки у прототипа (1 ч). Предлагаетс  однокомпбнентна  шихта (суглинки) взамен многокомпонентной у прототипа,Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed method differs from the known expressness based on the use of extreme thermal shock during foaming (180-400 ° C / min) instead of smooth heating and longer heat treatment of the prototype (1 h) . A one-component charge (loam) is proposed instead of a multi-component charge in the prototype,

Осуществление предлагаемого способа проведено следующим образом.The implementation of the proposed method is as follows.

В нагретом пространстве специальной .силитовой печи помещалась форма из огнеупорного материала. В форму непрерывно подавалось сырье (суглинки) со скоростью, обеспечивающей заданную скорость прогрева их. Размеры комков выбирались на основе предварительных экспериментов по дискретному их вспениванию. Скорость подачи шихты выбиралась таким образом, чтобы изменение заданной температуры не превышало 2 градусов. Получены блоки пористого стеклообразного материала с размерами 80 х 100 х140 мм. Использовались суглинки Марковского, Кедровского и Окт брьского месторождений Томской области . Технологические параметры и свойства полученных материалов приведены в таблице . Ситуации, когда температура термообработки была ниже температуры спекаемости и выше температуры огнеупорности не привели к получению положительных результатов при любых скорост х нагрева и в таблице не отражены. Примеры со скорост ми нагрева 150 и 450 градусов в минуту дл  всех материалов  вл ютс  запредельными в предлагаемом способе. Верхние и нижние пределы объемной плотности и прочности на сжатие соответствуют крайним значени м дл  серии измерений по четырем образцам, выпиленным из каждого полученного блока. Отсутствие некоторых данных в таблице соответствует случа м невозможности их получени  ввиду саморазрушени  образцов.A mold made of refractory material was placed in the heated space of a special. Raw materials (loams) were continuously fed into the mold at a speed that ensured a given rate of their heating. Lump sizes were selected based on preliminary experiments on discrete foaming. The feed rate of the mixture was selected so that the change in the set temperature did not exceed 2 degrees. Blocks of porous glassy material with dimensions of 80 x 100 x 140 mm were obtained. Loams of the Markovsky, Kedrovsky and Oktbrsky deposits of the Tomsk region were used. Technological parameters and properties of the materials obtained are given in the table. Situations when the heat treatment temperature was lower than the sintering temperature and higher than the refractory temperature did not lead to positive results at any heating rates and are not shown in the table. Examples with heating rates of 150 and 450 degrees per minute for all materials are prohibitive in the proposed method. The upper and lower limits of bulk density and compressive strength correspond to the extreme values for a series of measurements on four samples cut from each block obtained. The absence of some data in the table corresponds to cases of impossibility to obtain them due to self-destruction of the samples.

Объемна  плотность определ лась как отношение массы образца к его геометрическому объему. Прочность на сжатие опреде- л лась при раздавливании образцов кубической формы по известной методике. Коррекци  данных с учетом частичного разрушени  образцов при выпиловке не проводилась .Bulk density was defined as the ratio of the mass of the sample to its geometric volume. The compressive strength was determined by crushing samples of a cubic shape by a known method. Correction of the data taking into account partial destruction of the samples during sawing was not carried out.

Предлагаемый экстремальный способ позвол ет использовать любые кварцсодер- жащие суглинки (недефицитное сырье), упростить технологию и соответственно снизить затраты на получение пористого остеклован- ного материала, который может использоватьс  в качестве теплоизол ционных, стеновых и отделочных элементов в строительстве , а также в качестве наполнителей легких бетонов. Способ позвол ет также реализовать , благодар  непрерывности процесса , производство крупногабаритных элементов.The proposed extreme method allows you to use any quartz-containing loam (non-deficient raw materials), simplify the technology and, accordingly, reduce the cost of obtaining porous vitrified material, which can be used as thermal insulation, wall and decoration elements in construction, as well as fillers lightweight concrete. The method also makes it possible, due to the continuity of the process, to realize the production of large-sized elements.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ получени  пористого остекло- ванного блока путем непрерывной загрузки шихты, одновременного вспенивани  ее и формовани  блока, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии, в качестве шихты используют кварцсодержащие суглинки, а подачу их осуществл ют в зоне с температурой 1060-1300°С со скоростью, обеспечивающей скорость нагрева ISO- 4000 / мин.SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing a porous glazed block by continuously loading a charge, simultaneously foaming it and forming a block, characterized in that, in order to simplify the technology, quartz-containing loams are used as a charge, and they are fed in a zone with a temperature of 1060-1300 ° C at a speed that provides a heating rate of ISO-4000 / min. Суглинок Map- 1200 ковского место- Т556 рождени Loam Map- 1200 Kovskoe place- T556 birth 10601060 Суглинок Кед- JJ60 ровского место- TlOO рождени Loam Ked- JJ60 Rovskogo place- TlOO birth 11001100
SU894728446A 1989-08-14 1989-08-14 Process for producing porous vitrified block RU1787965C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894728446A RU1787965C (en) 1989-08-14 1989-08-14 Process for producing porous vitrified block

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894728446A RU1787965C (en) 1989-08-14 1989-08-14 Process for producing porous vitrified block

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1787965C true RU1787965C (en) 1993-01-15

Family

ID=21465510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894728446A RU1787965C (en) 1989-08-14 1989-08-14 Process for producing porous vitrified block

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1787965C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1158511, кл. С 03 С 11/00,1985. Авторское свидетельство СССР № 562522, кл. С 03 С 11 /00, 1975. Авторское свидетельство СССР №908759, кл. С 03 С 11/00, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5015606A (en) Lightweight ceramic material for building purposes
CN104496535B (en) Using silica sand mine tailing and flyash as foamed ceramics of primary raw material and preparation method thereof
CN106396731A (en) Refractory material with heat insulation and heat preservation as well as preparation method thereof
CN105985020A (en) Foam microcrystalline glass and foam glass preparation method
KR100952225B1 (en) Method for manufacturing multi-cellular body by using waste basalt sullage and multi-cellular body made by the method
CN106007364A (en) Method for preparing glass ceramics from ardealite
RU1787965C (en) Process for producing porous vitrified block
RU2405743C1 (en) Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions)
RU2357933C2 (en) Charge for production of glass foam
US3998650A (en) Expanded synthetic calcium silicates
CN113277738A (en) Artificial volcanic rock calcined by using red mud and steel slag as main raw materials and preparation method thereof
RU2443640C1 (en) Method and device for production of porous ceramic block
JP3581008B2 (en) Manufacturing method of vitreous foam
RU2671582C1 (en) Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof
SU1654278A1 (en) Method of producing cellular glass
RU2525076C1 (en) Method and device for manufacture of porous vitrified block
US3928058A (en) Expanded synthetic calcium silicates
JP3634717B2 (en) Manufacturing method of lightweight foam glass tile
RU2542027C1 (en) Charge for obtaining foam glass
JPH0153236B2 (en)
RU2052400C1 (en) Method for production of glass material from ash-slag waste
RU165773U1 (en) FOAM GLASS
Fedosov et al. An integrated model of the raw material mixture high-temperature treatment process to produce foam glass. Problem statement
JPH02313B2 (en)
RU2272006C1 (en) Foamed vitrocrystalline material and method of production of such material