RU2570175C1 - Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing - Google Patents
Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570175C1 RU2570175C1 RU2014152652/03A RU2014152652A RU2570175C1 RU 2570175 C1 RU2570175 C1 RU 2570175C1 RU 2014152652/03 A RU2014152652/03 A RU 2014152652/03A RU 2014152652 A RU2014152652 A RU 2014152652A RU 2570175 C1 RU2570175 C1 RU 2570175C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- foam glass
- manufacturing
- temperature
- medical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла и может быть использовано в атомной технике, промышленности строительных материалов и как теплоизоляционный материал в теплотехнических агрегатах, печах и других установках.The invention relates to the field of producing heat-resistant block glass foam and can be used in nuclear engineering, building materials industry and as a heat-insulating material in heat engineering units, furnaces and other installations.
Известны составы пеностекла, включающие использование боя стеклоблоков, боя тарного и листового стекла (Пеностекло. Научные основы. 2008, с. 66, таблица 3.5). Недостатком данного пеностекла является его низкая термостойкость. Пеностекло, полученное из боя стеклоблоков, тарного и листового стекла, не является термостойким при его относительно высокой прочности на сжатие, огнестойкости, химической стойкости и низкой теплопроводности.Foam glass compositions are known, including the use of glass block combat, container and sheet glass combat (Foam glass. Scientific fundamentals. 2008, p. 66, table 3.5). The disadvantage of this foam glass is its low heat resistance. Foam glass obtained from the battle of glass blocks, container and sheet glass is not heat resistant with its relatively high compressive strength, fire resistance, chemical resistance and low thermal conductivity.
Наиболее близким к предлагаемому составу блочного термостойкого пеностекла является состав сырьевой смеси, содержащий молотые стеклобой, газообразователь и кварцевый песок [RU 2411200 С1]. Пеностекло, полученное из смеси предложенного состава, обладает термостойкостью до 350°C. Недостатком данной сырьевой смеси является использование молотого кварцевого песка, что усложняет технологический процесс за счет дополнительных операций по его подготовке.Closest to the proposed composition of block heat-resistant foam glass is the composition of the raw material mixture containing ground cullet, blowing agent and quartz sand [RU 2411200 C1]. Foam glass obtained from a mixture of the proposed composition has a heat resistance of up to 350 ° C. The disadvantage of this raw material mixture is the use of ground quartz sand, which complicates the process due to additional operations for its preparation.
В настоящее время существует ряд способов получения блочного пеностекла. Так, по патенту RU 2187473 С2 (Суворов С.А., Шевчик А.П., Можегонов А.С., Ли Чы-Тай; от 12.07.2000) блочное пеностекло получают предварительным диспергированием и гидрооксилированием стеклоотходов, усреднением их с вспенивающей смесью (натриевого жидкого стекла, активной сажи, сульфата натрия, активного кремнезема, оксида бора), гранулированием, засыпкой шихты в формы и ее уплотнением, спеканием, вспениванием и закалкой.Currently, there are a number of methods for producing block foam glass. So, according to the patent RU 2187473 C2 (Suvorov S.A., Shevchik A.P., Mozhegonov A.S., Li Chi-Tai; from 07/12/2000) block foam glass is obtained by preliminary dispersion and hydroxylation of waste glass, averaging them with a foaming mixture (sodium liquid glass, active carbon black, sodium sulfate, active silica, boron oxide), granulation, filling the mixture into molds and compacting, sintering, foaming and quenching.
Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и длительность технологического процесса, что приводит к нестабильности свойств блочного пеностекла, низкой термостойкости.The disadvantage of this method is the high energy intensity and duration of the process, which leads to instability of the properties of block foam glass, low heat resistance.
Известен способ получения блочного пеностекла, включающий нагрев предварительно подготовленной и уплотненной в металлических формах пенообразующей смеси с выдержкой при максимальной температуре 850°C в течение 1 часа, «резкое» охлаждение со скоростью 1, 65°C/мин. - в течение 2 часов, и отжиг в течение 4 часов 44 минут со скоростью в интервале температур 600°-400°C (замедленное охлаждение) и 400°-50°C (быстрое охлаждение), равной 0,11°C/мин и 0,7°C/мин. соответственно (Пеностекло. Научные основы и технология [Текст]: монография / Н.И. Минько, О.В. Пучка, B.C. Бессмертный и др. - Воронеж: Научная книга, 2008. - С. 83, раздел 4.3.1, второй абзац; с. 84, рис. 4.2).A known method for producing block foam glass, comprising heating a pre-prepared and compacted in metal forms foaming mixture with exposure at a maximum temperature of 850 ° C for 1 hour, "sharp" cooling at a speed of 1, 65 ° C / min. - for 2 hours, and annealing for 4 hours 44 minutes with a speed in the temperature range of 600 ° -400 ° C (delayed cooling) and 400 ° -50 ° C (rapid cooling) equal to 0.11 ° C / min and 0.7 ° C / min. respectively (Foam glass. Scientific foundations and technology [Text]: monograph / NI Minko, OV Puchka, BC Immortal and others. - Voronezh: Scientific book, 2008. - P. 83, section 4.3.1, second paragraph; p. 84, fig. 4.2).
Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и длительность технологического процесса, а также низкая термостойкость конечного продукта, ввиду того, что присутствует стадия «резкого» охлаждения, характеризующаяся высокой скоростью.The disadvantage of this method is the high energy intensity and duration of the process, as well as low heat resistance of the final product, due to the fact that there is a stage of "sharp" cooling, characterized by high speed.
Задачей предлагаемого способа является повышение качества блочного термостойкого пеностекла.The objective of the proposed method is to improve the quality of block heat-resistant foam glass.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества блочного пеностекла за счет увеличения его термостойкости.The technical result of the invention is to improve the quality of block foam glass by increasing its heat resistance.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь, содержащая молотое стекло и газообразователь, при следующем содержании компонентов, мас. %:The technical result is achieved in that the raw material mixture containing ground glass and a blowing agent, with the following content of components, wt. %:
нагревается до температуры в диапазоне 825°C с выдержкой 30-40 минут. Затем следует стадия медленного охлаждения со снижением температуры с 600° до 400°C со скоростью 0,6°C/мин и стадия быстрого охлаждения со снижением температуры с 400° до 50°C со скоростью 1,0°C/мин.Heats up to a temperature in the range of 825 ° C with an endurance of 30-40 minutes. This is followed by the stage of slow cooling with decreasing temperature from 600 ° to 400 ° C at a speed of 0.6 ° C / min and the stage of rapid cooling with decreasing temperature from 400 ° to 50 ° C with a speed of 1.0 ° C / min.
Предлагаемый состав сырьевой смеси для блочного термостойкого пеностекла позволяет получить пеностекло с повышенными значениями термостойкости за счет содержания в нем боя медицинского стекла. Медицинское стекло содержит в своем составе такие компоненты, как ангидрид борной кислоты (В2О3) и оксид алюминия (Al2O3) в повышенных концентрациях, благодаря которым обладает более высокой термостойкостью, относительно составов листовых и тарных стекол. Использование боя медицинского стекла для приготовления сырьевой смеси позволяет вводить в состав пеностекла компоненты, способствующие увеличению его термостойкости (В2О3, Al2O3). При этом компоненты находятся в необходимых концентрациях и состояниях, что позволяет отказаться от дополнительных операций по их подготовке и введению в сырьевую смесь, значительно упрощая процесс производства готового продукта.The proposed composition of the raw mix for block heat-resistant foam glass allows you to get foam glass with high values of heat resistance due to the content of the battle of medical glass. Medical glass contains components such as boric acid anhydride (B 2 O 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in elevated concentrations, due to which it has a higher heat resistance, relative to the composition of sheet and tare glasses. The use of medical glass battle for the preparation of a raw material mixture allows components to be added to the composition of the foam glass to increase its heat resistance (B 2 O 3 , Al 2 O 3 ). Moreover, the components are in the necessary concentrations and conditions, which allows you to refuse additional operations for their preparation and introduction into the raw mix, greatly simplifying the production process of the finished product.
Предлагаемый способ получения блочного термостойкого пеностекла отличается сокращением времени вспенивания смеси при повышенных скоростях на медленной и быстрой стадиях охлаждения, что способствует микрозакаливанию конечного продукта, при котором достигаются высокие значения прочности пеностекла, тем самым обеспечивая повышение его термостойкости.The proposed method for producing block heat-resistant foam glass is characterized by a reduction in the foaming time of the mixture at increased speeds in the slow and fast cooling stages, which contributes to microhardening of the final product, in which high values of foam glass strength are achieved, thereby increasing its heat resistance.
Характеристики компонентов. Для получения пеностекла используют стекло (бой стекла) следующих видов:Characteristics of the components. To obtain foam glass use glass (glass break) of the following types:
- стекло тарное, характеризующееся следующим химическим составом, мас. %: SiO2 - 71,0…72,5; Al2O3 - 2,5…4,0; CaO+MgO - 11,0…13,0; Na2O - 12,0…14,0; SO3 - 0,3…0,5;- container glass, characterized by the following chemical composition, wt. %: SiO 2 - 71.0 ... 72.5; Al 2 O 3 - 2.5 ... 4.0; CaO + MgO - 11.0 ... 13.0; Na 2 O - 12.0 ... 14.0; SO 3 - 0.3 ... 0.5;
- стекло медицинское, характеризующееся следующим химическим составом, мас. %: SiO2 - 74,0…76,0; Al2O3 - 5,0…6,5; CaO+MgO - 1,0…1,4; Na2O - 4,5…6,0; K2O - 1,5…3,0; В2О3 - 6,4…8,4; ВаО - 4,0…4,5.- medical glass, characterized by the following chemical composition, wt. %: SiO 2 - 74.0 ... 76.0; Al 2 O 3 - 5.0 ... 6.5; CaO + MgO - 1.0 ... 1.4; Na 2 O - 4.5 ... 6.0; K 2 O - 1.5 ... 3.0; In 2 About 3 - 6.4 ... 8.4; BaO - 4.0 ... 4.5.
В составе сырьевой смеси для изготовления пеностекла использован в качестве газообразвателя уголь, характеризующийся следующим химическим составов, %: зола - 4,3…4,7; сера - 0,5…0,8; летучие вещества - 0,5…1,5; углерод - 91,0…93,0.In the composition of the raw material mixture for the manufacture of foam glass, coal was used as a gas blower, characterized by the following chemical compositions,%: ash - 4.3 ... 4.7; sulfur - 0.5 ... 0.8; volatile substances - 0.5 ... 1.5; carbon - 91.0 ... 93.0.
На первом этапе оптимальное процентное соотношение боя тарного и медицинского стекол в сырьевой смеси определяли экспериментально исходя из значений термостойкости полученных образцов пеностекла (таблица 1).At the first stage, the optimal percentage of the battle of medical and medical glasses in the raw material mixture was determined experimentally based on the values of heat resistance of the obtained foam glass samples (table 1).
На втором этапе определяли оптимальные технологические параметры вспенивания для оптимального состава сырьевой смеси (состав №4): температура и время (таблица 2), исходя из значений прочности полученного пеностекла.At the second stage, the optimal technological parameters of foaming were determined for the optimal composition of the raw material mixture (composition No. 4): temperature and time (table 2), based on the strength values of the obtained foam glass.
На третьем этапе определяли значения скоростей при медленном и быстром охлаждении (таблица 3).At the third stage, the values of the speeds were determined during slow and fast cooling (table 3).
ПримерExample
В качестве исходных компонентов использовали бой медицинского стекла марки XT и бой тарного стекла марки ЗТ-1 в соотношении 1:1 следующих химических составов:The initial components used were the battle of medical glass of the XT brand and the battle of container glass of the ZT-1 brand in a 1: 1 ratio of the following chemical compositions:
бой медицинского стекла (марка ХТ-1), мас. %: SiO2 - 74,0; Al2O3 - 5,0; CaO+MgO - 1,2; Na2O - 5,0; K2O - 2,8; B2O3 - 8,0; BaO - 4,0;medical glass fight (HT-1 brand), wt. %: SiO 2 - 74.0; Al 2 O 3 - 5.0; CaO + MgO - 1.2; Na 2 O - 5.0; K 2 O - 2.8; B 2 O 3 - 8.0; BaO - 4.0;
бой тарного стекла (марка ЗТ-1), мас. %: SiO2 - 71,0; Al2O3 - 3,5; CaO+MgO - 11,0; Na2O - 14,0; SO3 - 0,5.container glass battle (brand ZT-1), wt. %: SiO 2 - 71.0; Al 2 O 3 - 3.5; CaO + MgO - 11.0; Na 2 O - 14.0; SO 3 - 0.5.
Пенообразующую смесь готовили путем помола в шаровой мельнице объемом 100 л в течение 4 часов. В шаровую мельницу одновременно с боем стекол марки ЗТ-1 и XT загружали газообразователь (уголь) следующего химического состава, %: зола - 4,7; сера - 0,8; летучие вещества - 1,5; углерод - 92,0.A foaming mixture was prepared by grinding in a ball mill with a volume of 100 l for 4 hours. At the same time, a gas generator (coal) of the following chemical composition was loaded into a ball mill at the same time as glass breaks of the ZT-1 and XT grades,%: ash - 4.7; sulfur - 0.8; volatile substances - 1.5; carbon is 92.0.
Готовая шихта имеет следующий состав мас. %:The finished mixture has the following composition wt. %:
После помола металлические формы размером 300×300×300 мм, выполненные из нержавеющей стали толщиной 1 мм, на одну треть заполняли смесью и уплотняли. Вспенивание образцов производили в электрической муфельной печи с силитовыми нагревателями.After grinding, metal molds of 300 × 300 × 300 mm in size made of stainless steel 1 mm thick were filled by one third with a mixture and compacted. Foaming of the samples was carried out in an electric muffle furnace with silicone heaters.
Температурный режим печи с ранее определенными оптимальными технологическими параметрами следующий:The temperature regime of the furnace with the previously determined optimal technological parameters is as follows:
скорость подъема температуры - 3,3°C/минtemperature rise rate - 3.3 ° C / min
выдержка при 825°C в течение 35 минholding at 825 ° C for 35 min
резкое охлаждение до 600°Csudden cooling to 600 ° C
отжиг и микрозакалка:annealing and microtreatment:
1) в интервале температур 600-400°C - 0,6°C/мин1) in the temperature range 600-400 ° C - 0.6 ° C / min
2) в интервале температур 400-50°C - 1,0°C/мин2) in the temperature range 400-50 ° C - 1.0 ° C / min
После остывания муфельной печи из нее извлекали металлические формы с блочным термостойким пеностеклом. Далее пеностекло извлекали из форм и подвергали механической обработке. Согласно стандартным методикам проводили испытания образцов пеностекла на прочность и термостойкость, результаты приведены в таблицах 1, 2, 3.After cooling the muffle furnace, metal molds with block heat-resistant foam glass were removed from it. Then the foam glass was removed from the molds and subjected to mechanical processing. According to standard methods, foam glass samples were tested for strength and heat resistance, the results are shown in tables 1, 2, 3.
Из таблиц видно, что при заявляемом соотношении компонентов показатели прочности и термостойкости находятся на необходимом уровне. Уменьшение количества боя медицинского стекла приводит к снижению термической стойкости за счет недостаточного содержания в сырьевой смеси компонентов, повышающих термостойкость, а именно B2O3 и Al2O3. Увеличение содержания боя медицинского стекла также приводит к снижению термостойкости пеностекла за счет увеличения количества оксида бария (BaO), который при высоких содержаниях снижает термостойкость стекла и ухудшает механические свойства пеностекла.The tables show that with the claimed ratio of the components, the strength and heat resistance are at the required level. Reducing the amount of battle of medical glass leads to a decrease in thermal stability due to the insufficient content in the raw material mixture of components that increase heat resistance, namely B 2 O 3 and Al 2 O 3 . An increase in the content of battle of medical glass also leads to a decrease in the heat resistance of foam glass due to an increase in the amount of barium oxide (BaO), which at high contents reduces the heat resistance of glass and impairs the mechanical properties of foam glass.
Возможно использование пеностекла, полученного из смеси предложенного состава, при температурах до 400°C, что на 50°C выше, чем у прототипа.It is possible to use foam glass obtained from a mixture of the proposed composition at temperatures up to 400 ° C, which is 50 ° C higher than that of the prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152652/03A RU2570175C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152652/03A RU2570175C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570175C1 true RU2570175C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014152652/03A RU2570175C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570175C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1291564A2 (en) * | 1985-08-13 | 1987-02-23 | Минский научно-исследовательский институт строительных материалов | Method of producing foam materials |
RU2187473C2 (en) * | 2000-07-12 | 2002-08-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Method of manufacturing block expanded glass |
CN101274819A (en) * | 2008-02-22 | 2008-10-01 | 中国科学院生态环境研究中心 | Packaged technology for synthesizing foamed glass by using medical refuse incineration residue |
CN102838280A (en) * | 2012-09-28 | 2012-12-26 | 山东建筑大学 | Method for preparing foam glass ceramics by utilizing red mud and waste glass |
-
2014
- 2014-12-24 RU RU2014152652/03A patent/RU2570175C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1291564A2 (en) * | 1985-08-13 | 1987-02-23 | Минский научно-исследовательский институт строительных материалов | Method of producing foam materials |
RU2187473C2 (en) * | 2000-07-12 | 2002-08-20 | Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) | Method of manufacturing block expanded glass |
CN101274819A (en) * | 2008-02-22 | 2008-10-01 | 中国科学院生态环境研究中心 | Packaged technology for synthesizing foamed glass by using medical refuse incineration residue |
CN102838280A (en) * | 2012-09-28 | 2012-12-26 | 山东建筑大学 | Method for preparing foam glass ceramics by utilizing red mud and waste glass |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МИНЬКО Н.И. и др. Пеностекло. Научные основы и технологии. Воронеж, Научная книга, 2008, с.83. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
König et al. | Influence of the glass–calcium carbonate mixture's characteristics on the foaming process and the properties of the foam glass | |
Vancea et al. | Glass foam from window panes and bottle glass wastes | |
Karandashova et al. | Analysis of influence of foaming mixture components on structure and properties of foam glass | |
Lin et al. | Effects of sintering temperature on the characteristics of solar panel waste glass in the production of ceramic tiles | |
CN104496152B (en) | It is a kind of to control the method that boron volatilizees in neutral boron silica glass melting process | |
da Silva et al. | Glass foams produced by glass waste, sodium hydroxide, and borax with several pore structures using factorial designs | |
US20140021419A1 (en) | Method for Producing Foam Glass by Recycling a Waste Glass Mixture | |
Zhou et al. | Preparation and characterization of foamed glass-ceramics based on waste glass and slow-cooled high-titanium blast furnace slag using borax as a flux agent | |
CN107117823A (en) | A kind of foam glass and preparation method thereof | |
KR100357895B1 (en) | Method for manufacturing lightweight heat insulating forming glass by direct forming | |
Matamoros-Veloza et al. | Preparation of foamed glasses from CRT TV glass by means of hydrothermal hot-pressing technique | |
JP5862952B2 (en) | Method for producing borosilicate glass | |
RU2570175C1 (en) | Raw mix for manufacturing of block foam glass and method of its manufacturing | |
Santos et al. | Sustainable glass foams produced from glass bottles and tobacco residue | |
JP2016210643A (en) | Refractory composition and refractory concrete block using the same | |
CN104310788A (en) | Glass fiber taking blast furnace slag as raw material and preparation method of glass fiber | |
CN108610029A (en) | A kind of production method of glass horizontal annealing furnace Quartz Ceramic Roller | |
CN114835380B (en) | Melting production process for inhibiting volatilization of borosilicate glass components | |
Matamoros-Veloza et al. | Low temperature preparation of porous materials from TV panel glass compacted via hydrothermal hot pressing | |
US2596669A (en) | Process for making fortified cellular glass | |
RU2627516C1 (en) | Burden for synthesis of heat-insulating cellular glass | |
RU2536543C1 (en) | Method of obtaining block temperature-resistant foam glass | |
RU2556584C1 (en) | Method of producing block heat-resistant foamed glass | |
RU2351554C1 (en) | Method for production of foam glass | |
KR102042930B1 (en) | Ceramic long fiber using fly ash and rock, and method of fabricating of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181225 |