RU2478587C2 - Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления - Google Patents
Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478587C2 RU2478587C2 RU2011128255/03A RU2011128255A RU2478587C2 RU 2478587 C2 RU2478587 C2 RU 2478587C2 RU 2011128255/03 A RU2011128255/03 A RU 2011128255/03A RU 2011128255 A RU2011128255 A RU 2011128255A RU 2478587 C2 RU2478587 C2 RU 2478587C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- glass
- sodium hydroxide
- temperature
- condensed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в снижении плотности пеностекла до 200-300 кг/м3 и температуры вспенивания до 780°С. Микрокремнезем конденсированный, гидроксид натрия и горячую воду с температурой 80-90°С перемешивают в реакторе в течение 10-15 мин до образования жидкого стекла. Затем жидкое стекло перемешивают со вспученным перлитом в течение 10 минут. Вспенивание шихты проводят в замкнутом объеме металлической формы при температуре до 780°С в течение 0,5-1 ч. Отжиг готовых изделий проводят при температуре от 780°С до 360°С в течение 1 часа с последующим охлаждением на воздухе. Для приготовления шихты для получения пеностекла используют следующие компоненты, мас.%: перлит вспученный плотностью 75-100 кг/м3 - 20; микрокремнезем конденсированный - 28; гидроксид натрия - 12; вода - 40. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области производства теплоизоляционных строительных материалов и, в частности, пеностекла.
Известен состав шихты и способ получения пеностекла, предусматривающие варку стекла и его измельчение в шаровой мельнице, смешение с газообразователем и термообработку в печи вспенивания [а.с. №393227, С03С 11/00, БИ №33, 1973 г.]. Недостатком состава и способа является необходимость варки стекла при температуре 1450°С, тонкого помола шихты и ее вспенивания при температуре выше 800°С.
Известен способ и состав шихты для получения пеностекла, содержащий (мас.%) нефелиновый сиенит 5-15, стеклобой тарного стекла 45-55, гидроксид натрия 7-9, перлит (вулканическое стекло) - остальное [пат. РФ №2164698, С03С 11/00, опубл. 10.02.2001 г.]. Этот состав позволяет исключить из способа энергоемкую стадию стекловарения и получить пеностекло из шихты при ее нагреве до 750-800°С. Основным недостатком этого состава и способа является необходимость проведения дополнительной энергозатратной механохимической активации шихты, что позволяет получать пеностекло с плотностью 240-841 кг/м3. Если не проводится механоактивация шихты, то из нее можно получать пеностекло с плотностью 411-1023 кг/м3.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав и способ получения пеностекла [а.с. №1073199, С03С 11/00, БИ №6, 1984], включающий совместный помол перлита (вулканического стекла), осадочной кремнеземистой породы (диатомит, трепел, опока) и газообразователя до удельной поверхности 300-500 м2/кг при следующем содержании компонентов в шихте, мас.%:
осадочная кремнеземистая порода - 15-70,
гидроксид натрия - 6-15,
газообразователь - 0,02-1,5,
перлит - остальное.
Основным недостатком этого способа является необходимость тонкого помола трудноразмалываемого перлита в среде мягкой кремнеземистой породы, что существенно снижает интенсивность помола перлитовой породы и увеличивает расход энергии при помоле и его длительность. Основными недостатками состава шихты являются достаточно высокая температура ее вспенивания (800-850°С) и высокая плотность получаемого пеностекла (до 400 кг/м3).
Задачей предлагаемого изобретения является получение пеностекла с плотностью 200-300 кг/м3 с заданными геометрическими размерами и формой при температуре вспенивания шихты до 780°С. Поставленная задача достигается тем, что при получении пеностекла используется шихта, содержащая перлит, кремнеземистый компонент и гидроксид натрия, отличающаяся тем, что предлагаемый состав содержит вспученный перлит с плотностью 75-100 кг/м3 по ГОСТ 10832-91, микрокремнезем конденсированный, гидроксид натрия и воду при следующем содержании компонентов, мас.%:
Перлит вспученный | 20 |
Микрокремнезем конденсированный | 28 |
Гидроксид натрия | 12 |
Вода | 40 |
Кроме того, поставленная задача достигается за счет использования принципиально нового способа приготовления пеностекольной шихты из исходных тонкодисперсных микрокремнезема конденсированного и вспученного перлита, не требующих дополнительного измельчения. Реализуется предлагаемый способ получения пеностекла при выполнении операций приготовления шихты в следующей последовательности: отдозированные количества микрокремнезема конденсированного, гидроксида натрия и горячей воды с температурой 80-90°С подают в реактор с мешалкой, в котором при перемешивании в течение 10-15 мин образуются гидросиликаты натрия (жидкое стекло). Далее жидкое стекло поступает в интенсивный смеситель, где тщательно перемешивают с отдозированным количеством вспученного перлита в течение 10 минут. В результате перемешивания жидкого стекла и вспученного перлита получается шихта для получения пеностекла, представляющая собой рыхлую смесь с влажностью 40%. Приготовленную шихту в расчетном количестве загружают в разборную металлическую форму без уплотнения, поверхностный слой шихты выравнивают, форму закрывают крышкой с жесткими фиксаторами и подают в печь вспенивания для термообработки при температуре до 780°С в течение 0,5-1 ч. Время вспенивания зависит от габаритных размеров и объема изделий. Отжиг готовых изделий проводят при температуре от 780°С до 360°С в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе.
Основным преимуществом предлагаемого состава шихты является использование микрокремнезема конденсированного и вспученного перлита, находящихся в исходном тонкодисперсном состоянии, что исключает необходимость помола основных компонентов шихты. По сравнению с прототипом, в котором в качестве кремнеземистого компонента используется диатомит, трепел или опока, использование микрокремнезема конденсированного в предлагаемом составе шихты позволят синтезировать в присутствии горячей воды и гидроксида натрия высокоактивные по отношению к вспученному перлиту гидросиликаты натрия (жидкое стекло) в течение 10-15 мин при температуре до 100°С. Дополнительное диспергирование микрокремнезема конденсированного происходит при его химическом взаимодействии с гидроксидом натрия и последующим смешением продукта взаимодействия со вспученным перлитом. В составе шихты прототипа гидросиликаты натрия не образуются, т.к. шихта готовится при помоле сухих компонентов и взаимодействие между оксидами кремнезема и натрия начинается только при температуре более 700°С. Кроме того, наличие в составе микрокремнезема конденсированного свободного углерода (до 0,9%), свободного кремния (до 0,3%) и карбида кремния (до 0,5%) позволяет отказаться от дополнительного ввода углеродистого газообразователя в состав шихты.
Основным преимуществом предлагаемого способа получения пеностекла является использование шихты с влажностью до 40% и ее вспенивание в замкнутом объеме металлической формы.
При резком помещении формы с влажной шихтой в печь в зону с температурой 650°С образуется большой объем водяных паров, которые создают в объеме шихты гидротермальные условия, способствующие сохранению поризационной способности шихты за счет образования дополнительного количества гидросиликатов и гидроалюминатов натрия, при разложении которых происходит предварительное вспенивание шихты, а окончательное вспенивание происходит при нагреве форм до конечной температуры 780°С в процессе разложения газообразователей, входящих в состав микрокремнезема конденсированного.
Проведение процесса по предлагаемому способу в замкнутом объеме формы позволяет получать изделия с заданными геометрическими размерами и формой, с тонкой (0,1-0,3 мм) плотной остеклованной корочкой на поверхности изделий. Это позволяет исключить из процесса получения пеностекольных изделий операцию их опиловки.
Пример конкретного исполнения.
Для получения 1 м3 пеностекла с плотностью 240 кг/м3 необходимо взять 127,27 кг микрокремнезема конденсированного, 54,55 кг гидроксида натрия и 181,82 кг горячей воды. Указанные компоненты перемешивают в течение 10 мин, в результате чего образуется гидросиликат натрия (жидкое стекло), который затем тщательно перемешивают с 90,91 кг вспученного перлита. Полученную шихту с влажностью 40% загружают в разборную металлическую форму, внутреннюю поверхность которой для исключения прилипания к форме, предварительно смазывают глиноизвестковой или глиногипсовой суспензией. Расчетное количество шихты, загружаемое в форму, определяют по формуле:
m=1,894·p·V, г (кг),
где 1,894 - коэффициент, учитывающий потерю влаги при термообработке шихты;
p - заданная плотность пеностекла, г/см3 (кг/м3);
V - объем формы, см3 (м3).
Загруженную шихту в форме разравнивают в поверхностном слое, форму закрывают крышкой с фиксаторами и помещают в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 650°С. Дальнейший нагрев формы до конечной температуры 780°С проводят в течение 30 мин, после чего печь отключают и охлаждают формы с изделием до температуры 360°С в течение часа. После этого форму извлекают из печи и охлаждают на воздухе в течение 30 мин до температуры 50-60°С, разбирают и из нее извлекают изделие, у которого определяют все необходимые параметры.
Необходимо отметить, что все изделия имели четкую геометрическую форму и размеры, а их поверхность была покрыта сплошной остеклованной корочкой толщиной 0,1-0,3 мм. Размер полученных изделий 10×10×5 см3, объем - 500 см3.
По такому способу были изготовлены изделия с плотностью в пределах 200-300 кг/м3 с шагом в 20 кг/м3. Расчетные количества компонентов шихты для получения изделий с заданной плотностью и их свойства представлены в таблице, из которой следует, что использование предлагаемых состава шихты и способа позволяет получать изделия из пеностекла со свойствами, превосходящими свойства изделий, получаемых из известных составов по известным способам.
Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными способами и составами, используемыми в технологии пеностекла, обладает существенным преимуществом, среди которых необходимо выделить следующие:
- упрощается технология получения пеностекла;
- из технологического процесса исключается энергозатратная стадия высокотемпературной варки стекла;
- исключается операция тонкого помола компонентов шихты;
- активация шихты осуществляется не механическим, а химическим способом;
- утилизируется техногенный отход - микрокремнезем конденсированный;
- более эффективно используется вспученный перлит по сравнению, например, с производством цементно-перлитовых изделий;
- существенно сокращаются температура и время вспенивания шихты и время отжига изделий;
Получаемые по предлагаемому техническому решению изделия из пеностекла можно использовать для теплоизоляции различных строительных объектов, энергетических установок и трубопроводного транспорта.
Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления | ||||||
Компоненты шихты и свойства изделий | Расход компонентов шихты на 1 м3 пеностекла (кг), режим термообработки и показатели свойств изделий | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Вспученный перлит, кг | 75,76 | 83,34 | 90,91 | 98,49 | 106,06 | 113,64 |
Микрокремнезем конденсированный, кг | 106,06 | 116,67 | 127,27 | 137,88 | 148,50 | 159,09 |
Гидроксид натрия, кг | 45,46 | 50,00 | 54,55 | 59,09 | 63,63 | 68,18 |
Вода, кг | 151,52 | 166,67 | 181,82 | 196,98 | 212,13 | 227,28 |
Температура вспенивания, °С | 780 | 780 | 780 | 780 | 780 | 780 |
Время вспенивания, ч | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Плотность изделий, кг/м3 | 200 | 220 | 240 | 260 | 280 | 300 |
Прочность при сжатии, МПа | 1,28 | 1,36 | 1,55 | 1,67 | 1,71 | 1,75 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·град | 0,058 | 0,061 | 0,066 | 0,068 | 0,072 | 0,078 |
Claims (2)
1. Способ получения пеностекла, включающий дозирование компонентов шихты, их диспергирование, вспенивание шихты и отжиг изделий, отличающийся тем, что используют тонкодисперсный микрокремнезем конденсированный и вспученный перлит, предварительно микрокремнезем конденсированный, гидроксид натрия и горячую воду с температурой 80-90°С перемешивают в реакторе в течение 10-15 мин до образования жидкого стекла, затем жидкое стекло перемешивают со вспученным перлитом в течение 10 мин, а вспенивание шихты проводят в замкнутом объеме металлической формы при температуре до 780°С в течение 0,5-1 ч, отжиг готовых изделий проводят при температуре от 780°С до 360°С в течение 1 ч с последующим охлаждением на воздухе.
2. Шихта для изготовления пеностекла, включающая перлит, кремнеземистый компонент и гидроксид натрия, отличающаяся тем, что содержит вспученный перлит с плотностью 75-100 кг/м3, микрокремнезем конденсированный и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перлит вспученный 20
Микрокремнезем конденсированный 28
Гидроксид натрия 12
Вода 40
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128255/03A RU2478587C2 (ru) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128255/03A RU2478587C2 (ru) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011128255A RU2011128255A (ru) | 2013-01-20 |
RU2478587C2 true RU2478587C2 (ru) | 2013-04-10 |
Family
ID=48804997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128255/03A RU2478587C2 (ru) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478587C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606539C1 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Базальтопластик" | Состав шихты и способ получения вспененного теплоизоляционного материала |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4462835A (en) * | 1981-08-08 | 1984-07-31 | Otavi Minen Ag | Lightweight building material and method of producing the same |
SU1645257A1 (ru) * | 1982-09-06 | 1991-04-30 | Комплексный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Материалов "Заводпроект" (Инопредприятие) | Состав дл получени теплоизол ционного материала и способ его получени |
EP1204617A1 (en) * | 1999-07-31 | 2002-05-15 | Microtherm International Limited | Method of manufacturing a thermal insulation body |
RU2333176C1 (ru) * | 2007-03-05 | 2008-09-10 | Александр Болеславович Фащевский | Способ получения строительного материала |
-
2011
- 2011-07-07 RU RU2011128255/03A patent/RU2478587C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4462835A (en) * | 1981-08-08 | 1984-07-31 | Otavi Minen Ag | Lightweight building material and method of producing the same |
SU1645257A1 (ru) * | 1982-09-06 | 1991-04-30 | Комплексный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Материалов "Заводпроект" (Инопредприятие) | Состав дл получени теплоизол ционного материала и способ его получени |
EP1204617A1 (en) * | 1999-07-31 | 2002-05-15 | Microtherm International Limited | Method of manufacturing a thermal insulation body |
RU2333176C1 (ru) * | 2007-03-05 | 2008-09-10 | Александр Болеславович Фащевский | Способ получения строительного материала |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Козловский Е.А. Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, т.4, 1989. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606539C1 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Базальтопластик" | Состав шихты и способ получения вспененного теплоизоляционного материала |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011128255A (ru) | 2013-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2403230C1 (ru) | Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала | |
CN106396731A (zh) | 一种隔热保温耐火材料及其制备方法 | |
He et al. | Celsian formation from barium-exchanged geopolymer precursor: Thermal evolution | |
Pichór et al. | Thermal stability of expanded perlite modified by mullite | |
RU2478586C2 (ru) | Способ получения теплоизоляционного материала и шихта для его изготовления | |
KR101892391B1 (ko) | 바텀애시 발포성형체의 제조방법 | |
RU2453510C1 (ru) | Способ получения пеностеклянных изделий | |
RU2606539C1 (ru) | Состав шихты и способ получения вспененного теплоизоляционного материала | |
RU2655499C1 (ru) | Состав шихты для получения вспененного теплоизоляционного материала | |
RU2470879C1 (ru) | Пеностекло на основе шлака тэс | |
RU2478587C2 (ru) | Способ получения пеностекла и шихта для его изготовления | |
Xu et al. | Preparation of foam glass ceramics from phosphorus slag | |
RU2442762C1 (ru) | Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала | |
CN108178519A (zh) | 一种新型泡沫玻璃及其制备方法 | |
RU2524364C2 (ru) | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала | |
Yatsenko et al. | Study of synthesis processes of heat-insulating silicate materials for external protection of steel oil pipelines | |
RU2128633C1 (ru) | Сырьевая смесь и способ получения теплоизоляционного материала | |
RU2671582C1 (ru) | Способ получения теплоизоляционного материала - пеностекла и шихта для его изготовления | |
RU2657577C1 (ru) | Способ получения вспененного теплоизоляционного материала | |
RU2592002C1 (ru) | Состав пеностекольного композита | |
RU2448065C2 (ru) | Способ получения теплоизоляционного и утеплительного материала для строительных изделий | |
RU2751525C1 (ru) | Композиция для производства пористого теплоизоляционного силикатного материала | |
RU2346906C1 (ru) | Состав и способ получения пеносиликатного материала | |
RU2520280C1 (ru) | Способ получения вспененного материала и шихта для его изготовления | |
RU2268248C1 (ru) | Вспененный материал и способ его изготовления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130708 |