RU2148044C1

RU2148044C1 - Composition for manufacturing cellular material

Info

Publication number: RU2148044C1
Application number: RU98115696A
Authority: RU
Inventors: М.С. Гаркави; Е.А. Оглоблина; В.И. Шишкин; В.И. Якубов
Original assignee: Зорин Владимир Михайлович; Пронин Валерий Николаевич; Морозов Семен Андреевич
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2000-04-27

Abstract

FIELD: building materials industry, more particularly manufacture of porous building products and structures, heat insulation of building structures and production equipment from low to high temperatures. SUBSTANCE: composition comprises, wt.%: liquid glass, 40.0-47.0: silicon, 18.0-28.0; sodium hydroxide, 1.0-3.0; industrial lignosulfonate, 0.2-0.6; liquid glass hardening accelerator, 3.0-7.0; and the filler balance. EFFECT: improved properties of the composition. 2 cl, 1 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления поризованных строительных изделий и конструкций, теплоизоляции строительных конструкций, трубопроводов и технологического оборудования, работающих в широком диапазоне температур: от низких до высоких. The invention relates to building materials and can be used for the manufacture of porous building products and structures, thermal insulation of building structures, pipelines and technological equipment operating in a wide temperature range: from low to high.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного ячеистого материала, включающий следующие компоненты в мас.% (по сухому веществу):
Каолин - 92
Кремний - 4
Кремнефтористый натрий - 4
жидкое стекло - в количестве, обеспечивающем связывание компонентов до пастообразного состояния (см. Григорьев П.Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло. -М.: Стройиздат, 1956, с. 332 - 335).A known composition for the manufacture of insulating cellular material, including the following components in wt.% (Dry matter):
Kaolin - 92
Silicon - 4
Sodium silicofluoride - 4
liquid glass - in an amount that ensures the binding of the components to a pasty state (see Grigoriev PN, Matveev MA Soluble glass. -M.: Stroyizdat, 1956, p. 332 - 335).

Недостатками известного состава являются низкая механическая прочность и высокий коэффициент теплопроводности за счет того, что при затвердевании образуется материал с неоднородной пористой структурой, имеющей "рваные" поры различного размера, которые неравномерно распределены по объему. The disadvantages of the known composition are low mechanical strength and high coefficient of thermal conductivity due to the fact that upon solidification a material with an inhomogeneous porous structure is formed, having "torn" pores of various sizes, which are unevenly distributed over the volume.

Наиболее близким аналогом к заявляемому веществу является состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий следующие компоненты, мас. %:
Жидкое стекло - 48-53
Кремний - 15-23
Гидрат окиси алюминия - 18-10
Гидрат окиси натрия - 3-4
Каолин - Остальное
(см. Патент РФ N 2026844, С 04 В 28/24, С 04 В 38/02).The closest analogue to the claimed substance is a composition for the manufacture of heat-insulating material, including the following components, wt. %:
Liquid glass - 48-53
Silicon - 15-23
Alumina Hydrate - 18-10
Sodium Oxide Hydrate - 3-4
Kaolin - Else
(see RF Patent N 2026844, C 04 V 28/24, C 04 V 38/02).

Недостатком известного состава являются низкая механическая прочность и высокий коэффициент теплопроводности за счет того, что входящий в состав прототипа гидрат окиси алюминия способствует выделению дополнительного количества водяного пара, вследствие чего происходит увеличение размера и количества пор и нарушается их равномерность распределения в объеме материала. A disadvantage of the known composition is the low mechanical strength and high coefficient of thermal conductivity due to the fact that the alumina hydrate included in the prototype contributes to the release of an additional amount of water vapor, as a result of which the size and number of pores increase and their uniform distribution in the material volume is violated.

В основу изобретения поставлена задача разработать такой состав композиции для изготовления ячеистого материала, который при отверждении в естественных условиях обеспечил бы значительное увеличение объема материала с равномерно распределенными мелкими порами, обладающего при этом одновременно высокими прочностными свойствами и низким коэффициентом теплопроводности. The basis of the invention is the task to develop such a composition for the manufacture of cellular material, which, when cured in natural conditions, would provide a significant increase in the volume of the material with uniformly distributed small pores, which at the same time has high strength properties and low coefficient of thermal conductivity.

Поставленная задача решается тем, что известная композиция для изготовления ячеистого материала, включающая жидкое стекло, кремний, гидрат окиси натрия и наполнитель, согласно изобретению дополнительно содержит лигносульфонат технический и ускоритель твердения жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 40,0 - 47,0
Кремний - 18,0 - 28,0
Гидрат окиси натрия - 1,0 - 3,0
Лигносульфонат технический - 0,2 - 0,6
Ускоритель твердения жидкого стекла - 3,0 - 7,0
Наполнитель - Остальное
При этом композиция в качестве ускорителя твердения жидкого стекла содержит кремнефтористый натрий, или портландцемент, или шлакопортландцемент, или молотый сталеплавильный шлак.The problem is solved in that the known composition for the manufacture of cellular material, including water glass, silicon, sodium hydroxide and a filler, according to the invention additionally contains technical lignosulfonate and an accelerator for hardening liquid glass in the following ratio, wt.%:
Liquid glass - 40.0 - 47.0
Silicon - 18.0 - 28.0
Sodium Oxide Hydrate - 1.0 - 3.0
Technical lignosulfonate - 0.2 - 0.6
Liquid glass hardening accelerator - 3.0 - 7.0
Filler - Else
Moreover, the composition as an accelerator of hardening of liquid glass contains sodium silicofluoride, or Portland cement, or slag Portland cement, or ground steel slag.

Лигносульфонат технический (ЛСТ) является побочным продуктом переработки древесины на целлюлозу сульфитным способом и представляет собой темно-коричневую жидкость или твердую массу, хорошо растворимую в воде (см. Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий. К СНиП 3.09.01-85. М.: Стройиздат, 1989, с.28). Technical lignosulfonate (LST) is a by-product of the wood processing into cellulose by the sulfite method and is a dark brown liquid or solid mass that is highly soluble in water (see the Handbook on the Use of Chemical Additives in the Production of Precast Concrete Structures and Products. To SNiP 3.09.01 -85. M.: Stroyizdat, 1989, p.28).

Кремнефтористый натрий (Na₂SiFe₆) является побочным продуктом при производстве суперфосфата и представляет собой кристаллическое вещество, малорастворимое в воде (см. Пащенко А.А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с.396).Silicon fluoride sodium (Na ₂ SiFe ₆ ) is a by-product in the production of superphosphate and is a crystalline substance, sparingly soluble in water (see Pashchenko A.A. et al. Cementing materials. - Kiev: Vishka shkola, 1975, p. 396).

Портландцемент является гидравлическим вяжущим, твердеющим в воде и на воздухе, получаемым путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается в результате обжига до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция (см. Пащенко А. А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с. 156). Portland cement is a hydraulic binder, hardening in water and in air, obtained by co-fine grinding of clinker and the required amount of gypsum. Clinker is obtained by firing before sintering the raw material mixture, which ensures the predominance of calcium silicates in the clinker (see A. Pashchenko et al. Cementing materials. - Kiev: Vishka shkola, 1975, p. 156).

Шлакопортландцемент является гидравлическим вяжущим, получаемым путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера и гранулированного доменного шлака с добавлением небольшого количества гипса (см. Пащенко А.А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с. 323). Slag Portland cement is a hydraulic binder obtained by co-fine grinding Portland cement clinker and granulated blast furnace slag with the addition of a small amount of gypsum (see Pashchenko A.A. et al. Cementing materials. - Kiev: Vishka shkola, 1975, p. 323).

Сталеплавильный шлак является отходом при производстве стали, который образуется за счет окисления примесей шихты специально вводимыми раскислителями и растворения флюса (см. Пащенко А.А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с. 314). Steelmaking slag is a waste in the production of steel, which is formed due to the oxidation of mixture impurities by specially introduced deoxidizers and dissolution of flux (see Pashchenko A.A. et al. Cementing materials. - Kiev: Vishka shkola, 1975, p. 314).

Сталеплавильный шлак имеет следующий химический состав, мас.%:
CaO - 35.3; SiO₂-20.9; А1₂O₃ - 12.2; Fe₂O₃ - 23.3; MgO - 6.93; SO₃ - 1.37.Steelmaking slag has the following chemical composition, wt.%:
CaO - 35.3; SiO ₂ -20.9; A1 ₂ O ₃ - 12.2; Fe ₂ O ₃ - 23.3; MgO - 6.93; SO ₃ - 1.37.

В состав кристаллической фазы сталеплавильного шлака входят двухкальциевый силикат (2CaOSiО₂), мервинит, алюмоферриты кальция.The composition of the crystalline phase of steelmaking slag includes dicalcium silicate (2CaOSiО ₂ ), mervinite, calcium aluminoferrites.

Известно применение лигносульфоната технического (ЛСТ) в качестве пластифицирующей добавки в бетонные и растворные смеси для увеличения их подвижности или уменьшения жесткости, а также для уменьшения расхода цемента (см. Пособие по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий (к СНиП 3.09.01-85). - М.: Стройиздат, 1989, с. 11). It is known to use technical lignosulfonate (LST) as a plasticizing additive in concrete and mortar to increase their mobility or decrease stiffness, as well as to reduce cement consumption (see the Handbook on the use of chemical additives in the manufacture of precast concrete structures and products (SNiP 3.09. 01-85) .- M .: Stroyizdat, 1989, p. 11).

Известно также использование лигносульфоната технического (ЛСТ) в качестве связующих материалов в литейном производстве (см. Борсук П.А. Жидкие самотвердеющие смеси. - М.: Машиностроение, 1979, с.87-94). It is also known the use of technical lignosulfonate (LST) as binders in foundry (see Borsuk P.A. Liquid self-hardening mixtures. - M .: Mashinostroenie, 1979, p. 87-94).

В заявляемой композиции лигносульфонат технический (ЛСТ) проявляет новые технические свойства, заключающиеся в регулировании размера пор и повышении однородности их распределения в объеме ячеистого материала. Это достигается в результате того, что при химическом взаимодействии кремния с гидратом окиси натрия происходит выделение газообразного водорода. Наличие при этом в композиции лигносульфоната технического (ЛСТ) будет способствовать образованию мелких пузырьков водорода и их равномерному распределению по объему за счет снижения величины поверхностного натяжения на границе раздела "газ-жидкость". In the inventive composition, technical lignosulfonate (LST) exhibits new technical properties, which include adjusting the pore size and increasing the uniformity of their distribution in the volume of the cellular material. This is achieved as a result of the fact that during the chemical interaction of silicon with sodium hydroxide, hydrogen gas is released. The presence of technical lignosulfonate (LBF) in the composition will contribute to the formation of small hydrogen bubbles and their uniform distribution throughout the volume by reducing the surface tension at the gas-liquid interface.

Кроме того, лигносульфонат технический (ЛСТ) нейтрализует избыточную щелочность композиции, вследствие чего снижается тепловыделение при реакции взаимодействия кремния с гидратом окиси натрия и уменьшается температура разогрева композиции и выделение в ней водяного пара. В результате этого повышается однородность распределения пор в объеме композиции и уменьшается их средний размер, что ведет к снижению теплопроводности ячеистого материала и увеличению его прочности. In addition, technical lignosulfonate (LST) neutralizes the excessive alkalinity of the composition, as a result of which the heat release during the reaction of interaction of silicon with sodium hydroxide decreases and the temperature of the composition heating up and the release of water vapor in it decreases. As a result of this, the uniformity of the distribution of pores in the volume of the composition increases and their average size decreases, which leads to a decrease in the thermal conductivity of the cellular material and an increase in its strength.

Известно использование кремнефтористого натрия (Na₂SiFe) в качестве ускорителя твердения жидкого стекла в результате протекания химической реакции
2Na₂SiO₃+6H₂O + Na₂SiF₆ = 6NaF+3Si(OH)₄.It is known to use sodium silicofluoride (Na ₂ SiFe) as an accelerator of liquid glass hardening as a result of a chemical reaction
2Na ₂ SiO ₃ + 6H ₂ O + Na ₂ SiF ₆ = 6NaF + 3Si (OH) ₄ .

Образующийся по этой реакции гель кремнекислоты Si(OH)₄ коагулирует и полимеризуется, вследствие чего происходит отвердевание жидкого стекла (см. Тарасова А.П. Жаростойкие вяжущие на жидком стекле и бетоны на их основе. - М.: Стройиздат, 1982, с. 16-17).The Si (OH) ₄ silicic acid gel formed by this reaction coagulates and polymerizes, as a result of which the liquid glass solidifies (see Tarasova A.P. Heat-resistant binders on liquid glass and concrete based on them. - M .: Stroyizdat, 1982, p. 16-17).

В заявляемой композиции кремнефтористый натрий (Na₂SiF₆) также проявляет свойства ускорителя твердения жидкого стекла. Однако, наравне с известным техническим свойством, в заявляемой композиции кремнефтористый натрий (Na₂SiF₆) проявляет новое техническое свойство, заключающееся в регулировании пористости ячеистого материала. Это обеспечивается тем, что, во-первых, кремнефтористый натрий (Na₂SiF₆) связывает часть гидрата окиси натрия по реакции
Na₂SiF₆ + NaOH = 6NaF + Si(OH)₄,
вследствие чего снижается величина pH композиции, а это способствует уменьшению ее разогрева и образованию ячеистой структуры с мелкими равномерно распределенными по объему материала порами.In the claimed composition, sodium silicofluoride (Na ₂ SiF ₆ ) also exhibits the properties of a liquid glass hardening accelerator. However, along with the well-known technical property, in the claimed composition sodium silicofluoride (Na ₂ SiF ₆ ) exhibits a new technical property, which consists in regulating the porosity of the cellular material. This is due to the fact that, firstly, sodium silicofluoride (Na ₂ SiF ₆ ) binds part of the sodium hydroxide by the reaction
Na ₂ SiF ₆ + NaOH = 6NaF + Si (OH) ₄ ,
as a result, the pH of the composition decreases, and this helps to reduce its heating and the formation of a cellular structure with small pores evenly distributed over the volume of the material.

Во-вторых, кремнефтористый натрий (Na₂SiF₆) взаимодействует с водой, входящей в состав жидкого стекла по реакции
Na₂SiF₆+ 4H₂O = 2NaF + 4HF + Si(OH)₄,
в результате чего уменьшается количество воды в композиции, способной превратиться в водяной пар при ее разогреве, что уменьшает количество крупных пор в объеме ячеистого материала и способствует увеличению его прочности и снижению теплопроводности. Все это приводит к снижению теплопроводности и увеличению прочности ячеистого материала.Secondly, sodium silicofluoride (Na ₂ SiF ₆ ) interacts with water, which is part of liquid glass by the reaction
Na ₂ SiF ₆ + 4H ₂ O = 2NaF + 4HF + Si (OH) ₄ ,
as a result, the amount of water in the composition that can turn into water vapor when it is heated decreases, which reduces the number of large pores in the volume of the cellular material and contributes to an increase in its strength and lower thermal conductivity. All this leads to a decrease in thermal conductivity and an increase in the strength of the cellular material.

Кроме того, образующееся по указанным реакциям дополнительное количество кремнекислоты Si(OH)₄ вследствие ее коагуляции и полимеризации также ведет к увеличению прочности ячеистого материала.In addition, the additional amount of silicic acid Si (OH) ₄ formed by these reactions due to its coagulation and polymerization also leads to an increase in the strength of the cellular material.

Известно использование портландцемента и шлакопортландцемента в строительстве в качестве вяжущих материалов для производства бетона, железобетона и строительных растворов (см. Пащенко А.А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с. 156, 329). It is known to use Portland cement and slag Portland cement in construction as binders for the production of concrete, reinforced concrete and mortars (see Pashchenko A.A. et al. Cementing materials. - Kiev: Vishka shkola, 1975, p. 156, 329).

Известно также использование портландцемента и шлакопортландцемента в качестве ускорителей твердения жидкого стекла (см. Шульце В. и др. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих. - М.: Стройиздат, 1990, с.229). It is also known to use Portland cement and slag Portland cement as accelerators for hardening water glass (see Schulze V. et al. Mortars and Concrete on Cementless Binders. - M .: Stroyizdat, 1990, p. 229).

В заявляемой композиции портландцемент и шлакопортландцемент, наравне с вышеуказанным известным техническим свойством, проявляют новое техническое свойство, заключающееся в регулировании порообразования за счет взаимодействия входящих в их состав силикатов кальция (3CaOSО₂, 2CaOSiO₂) с жидким стеклом, вследствие чего снижается температура разогрева композиции и уменьшается количество образующегося водяного пара. Это способствует образованию ячеистой структуры с мелкими равномерно распределенными в объеме порами, обладающей низкой теплопроводностью и высокой механической прочностью.In the claimed composition, Portland cement and slag Portland cement, along with the above-mentioned known technical property, exhibit a new technical property consisting in the regulation of pore formation due to the interaction of calcium silicates (3CaOSО ₂ , 2CaOSiO ₂ ) with liquid glass, as a result of which the heating temperature of the composition and the amount of water vapor generated is reduced. This contributes to the formation of a cellular structure with small evenly distributed pores in the volume, which has low thermal conductivity and high mechanical strength.

Кроме того, портландцемент и шлакопортландцемент химически связывают часть воды, входящей в состав жидкого стекла, что приводит к уменьшению количества образующегося при саморазогреве композиции водяного пара, вследствие чего в ячеистом материале формируются мелкие равномерно распределенные поры, также способствующие увеличению его прочности и снижению теплопроводности. In addition, Portland cement and slag Portland cement chemically bind a part of the water that is part of the liquid glass, which leads to a decrease in the amount of water vapor formed during self-heating of the composition, as a result of which uniform evenly distributed pores are formed in the cellular material, which also increase its strength and reduce thermal conductivity.

Известно использование сталеплавильного шлака в качестве компонента вяжущих веществ совместно с известью, гипсом или портландцементным клинкером, твердеющих при автоклавной обработке (см. Пащенко А.А. и др. Вяжущие материалы. - Киев: Вища школа, 1975, с.315-321). It is known to use steelmaking slag as a component of binders together with lime, gypsum or Portland cement clinker, hardening during autoclaving (see Pashchenko A.A. et al. Cementing materials. - Kiev: Vishcha school, 1975, p. 315-321) .

В заявляемой композиции сталеплавильный шлак проявляет новое техническое свойство, заключающееся в ускорении твердения жидкого стекла за счет того, что входящий в его состав силикат кальция (2CaOSiO₂) вступает во взаимодействие с жидким стеклом, вследствие чего уменьшается температура разогрева композиции и снижается количество образующегося водяного пара, что приводит к формированию ячеистого материала с равномерной мелкопористой структурой, обладающей низкой теплопроводностью и высокой механической прочностью.In the inventive composition, steelmaking slag exhibits a new technical property, which consists in accelerating the hardening of liquid glass due to the fact that its calcium silicate (2CaOSiO ₂ ) interacts with liquid glass, as a result of which the heating temperature of the composition decreases and the amount of water vapor formed decreases , which leads to the formation of a cellular material with a uniform finely porous structure with low thermal conductivity and high mechanical strength.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемая композиция для изготовления ячеистого материала не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности - "изобретательский уровень". Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that for a specialist the claimed composition for the manufacture of cellular material does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the condition of patentability - "inventive step".

Пример конкретного выполнения
Для приготовления заявляемой композиции для изготовления ячеистого материала в лабораторных условиях были использованы следующие исходные сырьевые компоненты: - жидкое стекло по ГОСТ 13079-67 плотностью 1,41 г/см²; гидрат окиси натрия по ГОСТ 2263-71; кремний, представляющий собой пылевидный отход производства ферросплавов; - лигносульфонат технический по ОСТ 13-188-83.Concrete example
To prepare the claimed composition for the manufacture of cellular material in laboratory conditions, the following initial raw materials were used: - liquid glass according to GOST 13079-67 with a density of 1.41 g / cm ² ; sodium hydroxide according to GOST 2263-71; silicon, which is a pulverized waste from the production of ferroalloys; - technical lignosulfonate according to OST 13-188-83.

В качестве ускорителя твердения жидкого стекла был использован - кремнефтористый натрий; портландцемент (шлакопортландцемент) по ГОСТ 10178-85; молотый сталеплавильный шлак, имеющий следующий химический состав, маc.%: СаО - 35.3; SiO₂ - 20.9; Al₂O₃ - 12.2; Fе₂O₃ - 23.3; MgO - 6.93; SO₃ - 1.37.As an accelerator for hardening liquid glass, sodium silicofluoride was used; Portland cement (slag Portland cement) according to GOST 10178-85; ground steelmaking slag having the following chemical composition, wt.%: CaO - 35.3; SiO ₂ - 20.9; Al ₂ O ₃ - 12.2; Fe ₂ O ₃ - 23.3; MgO - 6.93; SO ₃ - 1.37.

В качестве наполнителя была использована пыль электрофильтров вращающихся печей обжига шамота. As a filler, the dust of electrostatic precipitators of rotating fireclay kilns was used.

В заявляемой композиции в качестве наполнителя может быть использован любой тонкодисперсный минеральный материал. In the claimed composition, as a filler, any finely divided mineral material can be used.

Готовят композицию следующим образом. Prepare the composition as follows.

Вначале в жидком стекле растворяют гидрат окиси натрия и лигносульфонат технический (ЛСТ), а затем вводят 80% наполнителя от общей его массы. Полученную смесь перемешивают в течение 5 минут, затем в нее вводят ускоритель твердения жидкого стекла, кремний и остальной наполнитель. Смесь вновь перемешивают до получения однородной текучей массы в течение 3 минут, после чего она готова к употреблению и ее могут заливать в формы для изготовления строительных изделий, например теплоизоляционных плит, скорлуп и т.п., или непосредственно в опалубку при изготовлении монолитных сооружений. First, sodium hydroxide and technical lignosulfonate (LST) are dissolved in liquid glass, and then 80% of the total filler is introduced. The resulting mixture was stirred for 5 minutes, then a liquid glass hardening accelerator, silicon and the rest of the filler were introduced into it. The mixture is again mixed until a homogeneous flowing mass is obtained for 3 minutes, after which it is ready for use and can be poured into molds for the manufacture of building products, such as heat-insulating boards, shells, etc., or directly into the formwork in the manufacture of monolithic structures.

Для обоснования преимуществ заявляемой композиции для изготовления ячеистого материала по сравнению с прототипом, а также для обоснования количественного содержания компонентов в заявляемой композиции в лабораторных условиях было проведено три серии опытов: в 1 серии (опыты N 1-5) в качестве ускорителя твердения жидкого стекла был использован кремнефтористый натрий, во II серии (опыты N 6-10) в качестве ускорителя твердения жидкого стекла был использован портландцемент (шлакопортландцемент), в III серии (опыты N 11-15) в качестве ускорителя твердения жидкого стекла был использован молотый сталеплавильный шлак. To justify the advantages of the claimed composition for the manufacture of cellular material compared with the prototype, as well as to justify the quantitative content of the components in the claimed composition in laboratory conditions, three series of experiments were carried out: in 1 series (experiments N 1-5) as an accelerator of liquid glass hardening, sodium silicofluoride was used, in Series II (experiments N 6-10) Portland cement (slag Portland cement) was used as an accelerator for hardening liquid glass, and in Series III (experiments N 11-15) as an accelerator Nia waterglass powder was used steelmaking slag.

В каждой серии опытов было приготовлено и испытано по пять составов композиции:
составы N 1-3, N 6-8 и N 11-13 - с заявляемым содержанием компонентов:
составы N 4, N 9 и N 14 - с содержанием компонентов, выходящим за минимальные заявляемые значения:
составы N 5, N 10 и N15 - с содержанием компонентов, выходящим за максимальные заявляемые значения.In each series of experiments, five compositions were prepared and tested:
compositions N 1-3, N 6-8 and N 11-13 - with the claimed content of the components:
compositions N 4, N 9 and N 14 - with a content of components that go beyond the minimum declared values:
compositions N 5, N 10 and N15 - with a content of components that go beyond the maximum declared values.

Состав N 16 был приготовлен по прототипу. Composition No. 16 was prepared according to the prototype.

Составы композиции приведены в таблице 1, а результаты их испытания в таблице 2. The compositions are shown in table 1, and the results of their testing in table 2.

Анализ результатов исследования показывает, что приготовление композиции по заявляемому составу (опыты N 1-3, N 6-8 и N 11-13) позволяют по сравнению с прототипом снизить теплопроводность от 6,6 до 19,8% и повысить прочность от 17 до 67% при сохранении практически одинаковой средней плотности ячеистого материала. Снижение коэффициента теплопроводности ячеистого материала и повышение его прочности достигается вследствие того, что входящий в состав заявляемой композиции лигносульфонат технический (ЛСТ) снижает величину поверхностного натяжения на границе раздела "газ-жидкость", что приводит к образованию мелких пузырьков водорода и их равномерному распределению в объеме заявляемой композиции, а входящий в состав композиции ускоритель твердения жидкого стекла химически связывает часть воды, имеющейся в составе жидкого стекла, что способствует уменьшению количества образующегося при твердении композиции водяного пара, вследствие чего устраняется образование в ее объеме "рваных пор". Analysis of the results of the study shows that the preparation of the composition according to the claimed composition (experiments N 1-3, N 6-8 and N 11-13) allows to reduce thermal conductivity from 6.6 to 19.8% and increase strength from 17 to 67% while maintaining almost the same average density of the cellular material. A decrease in the thermal conductivity of the cellular material and an increase in its strength is achieved due to the fact that the technical lignosulfonate (LST) included in the composition of the claimed composition reduces the surface tension at the gas-liquid interface, which leads to the formation of small hydrogen bubbles and their uniform distribution in volume of the claimed composition, and the accelerator of liquid glass hardening included in the composition chemically binds part of the water present in the liquid glass composition, which contributes to reducing the amount of water vapor formed during hardening of the composition, thereby eliminating the formation of "torn pores" in its volume.

При этом одновременное использование лигносульфоната технического (ЛСТ) и ускорителя твердения жидкого стекла в составе заявляемой композиции также способствует снижению ее pH, что приводит к уменьшению температуры разогрева композиции и, следовательно, количества образующегося в ней водяного пара. В результате этого уменьшается размер образующихся пор и повышается равномерность их распределения в объеме ячеистого материала, что способствует снижению его теплопроводности. Снижение pH композиции за счет одновременного использования лигносульфоната технического (ЛСТ) и укорителя твердения жидкого стекла также способствует образованию в объеме композиции дополнительного количества кремнекислоты Si(OH)₄, коагуляция и полимеризация которой приводят к увеличению прочности межпоровых перегородок и, следовательно, к повышению механической прочности ячеистого материала.At the same time, the simultaneous use of technical lignosulfonate (LST) and an accelerator of hardening of liquid glass in the composition of the claimed composition also contributes to a decrease in its pH, which leads to a decrease in the heating temperature of the composition and, therefore, the amount of water vapor formed in it. As a result of this, the size of the resulting pores decreases and the uniformity of their distribution in the volume of the cellular material increases, which helps to reduce its thermal conductivity. A decrease in the pH of the composition due to the simultaneous use of technical lignosulfonate (LBF) and a liquid glass hardening accelerator also contributes to the formation of an additional amount of Si (OH) ₄ silicic acid in the composition volume, coagulation and polymerization of which leads to an increase in the strength of interstitial septa and, therefore, to an increase in mechanical strength cellular material.

Использование композиций составов N 4, 9 и 14 нецелесообразно ввиду того, что получаемый ячеистый материал обладает высокой теплопроводностью. Для композиций составов N 5, 10 и 15 наблюдается снижение прочности ячеистого материала, поэтому, несмотря на низкий коэффициент теплопроводности, их использование нецелесообразно. The use of compositions of compositions N 4, 9 and 14 is impractical due to the fact that the resulting cellular material has high thermal conductivity. For compositions of compositions N 5, 10 and 15, a decrease in the strength of the cellular material is observed, therefore, despite the low coefficient of thermal conductivity, their use is impractical.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемая композиция для изготовления ячеистого материала работоспособна и устраняет недостатки, имеющие место в решении - прототипе, что подтверждается примерами конкретного выполнения. Соответственно, заявляемое решение может быть применено как в заводских условиях при изготовлении конструкционных, конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных изделий, так и на строительных площадках при возведении монолитных зданий и сооружений, устройстве теплоизоляции технологического оборудования и трубопроводов. Следовательно, заявляемая композиция соответствует условию "промышленной применимости". Based on the foregoing, we can conclude that the claimed composition for the manufacture of cellular material is workable and eliminates the disadvantages that occur in the solution - the prototype, which is confirmed by examples of specific performance. Accordingly, the claimed solution can be applied both in the factory in the manufacture of structural, structural, heat-insulating and heat-insulating products, and on construction sites for the construction of monolithic buildings and structures, thermal insulation of technological equipment and pipelines. Therefore, the claimed composition meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. Composition for the manufacture of cellular material, including water glass, silicon, sodium hydroxide and filler, characterized in that it additionally contains technical lignosulfonate and an accelerator for hardening liquid glass in the following ratio, wt.%:
Liquid glass - 40.0 - 47.0
Silicon - 18.0 - 28.0
Sodium Oxide Hydrate - 1.0 - 3.0
Technical lignosulfonate - 0.2 - 0.6
Liquid glass hardening accelerator - 3.0 - 7.0
Filler - Else
2. The composition according to claim 1, characterized in that it contains sodium silicofluoride, or Portland cement, or slag Portland cement, or ground steelmaking slag as an accelerator for hardening liquid glass.