RU2606539C1 - Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material - Google Patents

Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material Download PDF

Info

Publication number
RU2606539C1
RU2606539C1 RU2015144889A RU2015144889A RU2606539C1 RU 2606539 C1 RU2606539 C1 RU 2606539C1 RU 2015144889 A RU2015144889 A RU 2015144889A RU 2015144889 A RU2015144889 A RU 2015144889A RU 2606539 C1 RU2606539 C1 RU 2606539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
sodium hydroxide
rock
charge
granules
Prior art date
Application number
RU2015144889A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Агафонович Лотов
Виктор Александрович Кутугин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Базальтопластик"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Базальтопластик" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Базальтопластик"
Priority to RU2015144889A priority Critical patent/RU2606539C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2606539C1 publication Critical patent/RU2606539C1/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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/08Other methods of shaping glass by foaming
    • 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
    • C03C2201/00Glass compositions
    • C03C2201/80Glass compositions containing bubbles or microbubbles, e.g. opaque quartz glass

Abstract

FIELD: heat insulation.
SUBSTANCE: invention relates to heat insulating materials. Charge components are mixed in following ratio, wt%: amorphous silicic rock 48–55; dry sodium hydroxide 15–18; aluminosilicate component 3–5, water 24–35. Preparation of charge comprises first synthesizing primary sodium hydrosilicate with silica modulus of 2.1–2.2 when mixing dry sodium hydroxide with 54.5 % of total amount of amorphous silicic rock and hot water in specified quantity. Obtained sodium hydrosilicate is mixed with remaining amorphous silicic rock, followed by granulation of mixture and powdering granules of aluminosilicate component. Granules are loaded into a mould with a closed volume and foamed at a temperature of 760–780 °C for 20–40 minutes.
EFFECT: technical result of invention is reduction of moisture content and simple composition of charge.
2 cl

Description

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов с жесткой структурой, обладающих низкими значениями плотности и теплопроводности.The invention relates to the production of heat-insulating materials with a rigid structure, having low values of density and thermal conductivity.

Из известных в настоящее время теплоизоляционных материалов, обладающих жесткой структурой и высокими строительно-техническими свойствами, является пеностекло.Of the currently known heat-insulating materials with a rigid structure and high construction and technical properties, foam glass is.

Известен состав шихты и способ получения пеностекла, включающие варку стекла и его измельчение в шаровой мельнице, смешение с газообразователем и термообработку в печи вспенивания (АС №393227, С03С, 11/00, БИ №33, 1973 г.).The known composition of the charge and the method of producing foam glass, including the melting of glass and its grinding in a ball mill, mixing with a blowing agent and heat treatment in a foaming furnace (AS No. 393227, C03C, 11/00, BI No. 33, 1973).

Недостатком этого состава и способа является необходимость варки стекла при температуре 1450°С, тонкого помола шихты и ее вспенивания при температуре выше 800°С. В ряде известных составов шихт предлагается исключить варку стекла, как весьма энергоемкую технологическую стадию, и использовать в составе шихт стеклобой.The disadvantage of this composition and method is the need for glass melting at a temperature of 1450 ° C, fine grinding of the mixture and its foaming at a temperature above 800 ° C. In a number of known compositions of the blends it is proposed to exclude glass melting, as a very energy-intensive technological stage, and to use cullet as part of the blends.

Известен способ и состав шихты для получения пеностекла, содержащий (мас. %) нефелиновый сиенит 5-15, стеклобой тарного стекла 45-55, гидроксид натрия 7-9, перлит - 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.A known method and composition of the mixture for producing foam glass containing (wt.%) Nepheline syenite 5-15, cullet glass container 45-55, sodium hydroxide 7-9, perlite - the rest (Pat. RF No. 2164698, C03C 11/00, publ. February 10, 2001). This composition allows you to exclude from the method the energy-intensive stage of glass melting and get foam glass from the mixture when it is heated to 750-800 ° C.

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 активация шихты, то из нее можно получать пеностекло с плотностью 411-1023 кг/м3, которое будет относиться к группе конструкционно-теплоизоляционных материалов.The main disadvantage of this composition and method is the need for additional energy-consuming mechanochemical activation of the charge, which allows to obtain foam glass with a density of 240-841 kg / m 3 . If the charge is not activated, then foam glass with a density of 411-1023 kg / m 3 can be obtained from it, which will belong to the group of structural heat-insulating materials.

Известен состав и способ получения пеностекла (АС №1073199, С03С, БИ №6, 1984 г.), в котором шихта не содержит ни специально сваренного стекла, ни стеклобоя, а поставленная задача изобретения решается за счет использования шихты, содержащей (мас. %) осадочной кремнеземистой породы 15-70, гидроксида натрия 6-15, газообразователя 0,02-1,5, перлитовой породы - остальное.A known composition and method of producing foam glass (AS No. 1073199, C03C, BI No. 6, 1984), in which the mixture does not contain any specially welded glass or cullet, and the task of the invention is solved by using a mixture containing (wt.% ) sedimentary siliceous rock 15-70, sodium hydroxide 6-15, blowing agent 0.02-1.5, perlite rock - the rest.

Основным недостатком этого способа является необходимость тонкого помола трудноразмалываемой перлитовой породы (вулканического стекла) в среде мягкой кремнеземистой породы (диатомит, трепел, опока), что снижает эффективность помола перлитовой породы, увеличивает его длительность и расход энергии на измельчение шихты. Недостатком состава шихты является также высокая температура ее вспенивания (800-850°С) и высокая плотность получаемого пеностекла (до 400 кг/м3).The main disadvantage of this method is the need for fine grinding of hard-to-grind pearlite rock (volcanic glass) in a medium of soft siliceous rock (diatomite, tripoli, flask), which reduces the grinding efficiency of pearlite rock, increases its duration and energy consumption for grinding the mixture. The disadvantage of the composition of the charge is also the high temperature of its foaming (800-850 ° C) and the high density of the resulting foam glass (up to 400 kg / m 3 ).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав шихты и способ получения теплоизоляционного материала (аналога пеностекла) (RU №2478586, С03C 11/00, С03В 19/08, опубл. 20.04.2013 г., Бюл. №10), в котором используется шихта при следующем содержании компонентов (мас. %): перлит вспученный - 20, аморфная кремнеземистая порода - 28, гидроксид натрия - 12, вода - 40.The closest in technical essence and the achieved result is the composition of the charge and the method of producing a heat-insulating material (analog foam glass) (RU No. 2478586, С03C 11/00, С03В 19/08, published on 04/20/2013, Bull. No. 10), in which charge is used in the following components (wt.%): expanded perlite - 20, amorphous siliceous rock - 28, sodium hydroxide - 12, water - 40.

Основным недостатком состава этой шихты является низкое содержание аморфной кремнеземистой породы, а также значительного количества воды, на удаление которой необходимо затрачивать большое количество тепла.The main disadvantage of the composition of this mixture is the low content of amorphous siliceous rock, as well as a significant amount of water, the removal of which requires a large amount of heat.

Основным недостатком указанного способа является использование водного раствора гидроксида натрия с низкой (23,5% мас.) концентрацией, который образуется при соединении аморфной кремнеземистой породы, воды и гидроксида натрия. В растворе с такой концентрацией гидроксида натрия не происходит полное растворение кремнеземистой породы в щелочи и часть кремнезема не входит в состав образующегося при этом взаимодействии гидросиликата натрия. Нами установлено (RU №2132817, С01В 33/32, опубл. 10.07.1999 г.), что наиболее полное растворение кремнезема происходит в водном растворе гидроксида натрия с концентрацией от 34-36% (мас).The main disadvantage of this method is the use of an aqueous solution of sodium hydroxide with a low (23.5% wt.) Concentration, which is formed by combining amorphous siliceous rock, water and sodium hydroxide. In a solution with such a concentration of sodium hydroxide, complete dissolution of the siliceous rock in alkali does not occur and part of the silica is not part of the sodium hydrosilicate formed during this interaction. We found (RU No. 2132817, СВВ 33/32, published July 10, 1999) that the most complete dissolution of silica occurs in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 34-36% (wt).

Задачей предлагаемого изобретения является исключение указанных недостатков. Техническим результатом патентуемого решения является упрощение процесса производства теплоизоляционного материла, сокращение времени получения теплоизоляционного материала, улучшение теплофизических и поризационных свойств, а также возможность получения изделий различной требуемой формы (в виде блоков, плит, сегментов, колец и пр.), что достигается использованием шихты в виде гранул, обладающих высокой поризационной способностью, в то время как использование традиционной порошковой шихты позволяет реализовать процесс вспенивания только в виде блоков с нечеткой формой и размерами.The task of the invention is the elimination of these disadvantages. The technical result of the patented solution is to simplify the production process of heat-insulating material, reduce the time to obtain heat-insulating material, improve thermophysical and porous properties, as well as the ability to obtain products of various desired shapes (in the form of blocks, plates, segments, rings, etc.), which is achieved by using a charge in the form of granules with high porosity, while the use of traditional powder mixture allows the foaming process only in the form of blocks with a fuzzy shape and size.

Поставленная задача достигается тем, что при получении теплоизоляционного материала используется гранулированная шихта, содержащая аморфную кремнеземистую породу, сухой гидроксид натрия, алюмосиликатный компонент и воду при следующем содержании компонентов (мас. %):This object is achieved by the fact that upon receipt of the heat-insulating material, a granular charge containing amorphous siliceous rock, dry sodium hydroxide, aluminosilicate component and water is used in the following components (wt.%):

Аморфная кремнеземистая породаAmorphous Siliceous Rock 48-5548-55 Сухой гидроксид натрияDry sodium hydroxide 15-1815-18 Алюмосиликатный компонентAluminosilicate component 3-53-5 ВодаWater 24-3524-35

В частности, шихта может быть выбрана следующего состава, мас. %:In particular, the mixture can be selected in the following composition, wt. %:

Аморфная кремнеземистая породAmorphous siliceous rocks 5555 Сухой гидроксид натрияDry sodium hydroxide 15fifteen Алюмосиликатный компонентAluminosilicate component 55 ВодаWater 2525

В качестве аморфной кремнеземистой породы используются диатомит, опока и трепел в тонкодисперсном состоянии. Повышенное, по сравнению с аналогом, содержание аморфной кремнеземистой породы позволяет синтезировать, в результате протекания гидротермальных реакций, большее количество гидросиликатов натрия. Повышенное содержание гидросиликатов натрия в свою очередь ведет к увеличению поризационной способности композиции и снижению объемной плотности изделий. Внесение дополнительных количеств оксидов алюминия и железа, содержащихся в аморфных кремнеземистых породах, приводит к увеличению водостойкости получаемых пеностекол.As amorphous siliceous rock, diatomite, flask and tripoli in a finely dispersed state are used. The increased, compared with the analogue, the content of amorphous siliceous rock allows us to synthesize, as a result of hydrothermal reactions, a greater amount of sodium hydrosilicates. The increased content of sodium hydrosilicates, in turn, leads to an increase in the porosity of the composition and a decrease in bulk density of the products. The introduction of additional amounts of aluminum and iron oxides contained in amorphous siliceous rocks leads to an increase in the water resistance of the resulting foam glass.

В качестве алюмосиликатного компонента используются каолинитовые и монтмориллонитовые глины, отходы переработки гранита или гранитоидные породы, перлитовая порода, нефелиновые сиениты, золы и шлаки ТЭС в тонкодисперсном (0-100 мкм) состоянии.As an aluminosilicate component, kaolinite and montmorillonite clays, granite processing waste or granitoid rocks, perlite rock, nepheline syenites, ashes and slags of TPPs in a finely dispersed (0-100 μm) state are used.

Гидроксид натрия может быть использован в виде гранул и чешуек с размером 0,5-5 мм.Sodium hydroxide can be used in the form of granules and flakes with a size of 0.5-5 mm.

Кроме того, технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения теплоизоляционного материала используется шихта в гранулированном виде, получаемая при осуществлении технологических операций ее приготовления в следующей последовательности: синтез первичного гидросиликата натрия при смешении 54,5 (мас. %) аморфной кремнеземистой породы, сухого гидроксида натрия и горячей воды в течение 5-10 мин, перемешивание полученного гидросиликата натрия с остальной частью (45,5%) аморфной кремнеземистой породы, гранулирование полученной пластичной массы в шнековом грануляторе, опудривание сформованных гранул алюмосиликатным компонентом в тарельчатом грануляторе и, при необходимости, подсушка гранул. Гранулированная шихта загружается в расчетном количестве в металлические формы с замкнутым объемом, в которых происходит вспенивание шихты при нагреве до температуры 750-780°С. Время вспенивания зависит от габаритных размеров получаемых изделий и составляет 20-40 мин.In addition, the technical result is achieved by the fact that in the proposed method for the production of heat-insulating material, the mixture is used in granular form, obtained by performing technological operations of its preparation in the following sequence: synthesis of primary sodium hydrosilicate by mixing 54.5 (wt.%) Amorphous siliceous rock, dry sodium hydroxide and hot water for 5-10 minutes, mixing the resulting sodium hydrosilicate with the rest (45.5%) of amorphous siliceous rock, granulating according to irradiated plastic mass in a screw granulator, dusting the formed granules with an aluminosilicate component in a disk granulator and, if necessary, drying the granules. The granulated charge is loaded in the calculated amount into metal forms with a closed volume, in which foaming of the charge occurs when heated to a temperature of 750-780 ° C. The foaming time depends on the overall dimensions of the products obtained and is 20-40 minutes.

Благодаря гранулированной форме шихта заполняет практически весь объем формы, что позволяет ее изначально равномерно распределить в форме любой геометрии, тогда как порошковая шихта занимает меньший объем. При поризации, гранулы увеличиваются в размере и соединяются в единый массив, образуя цельное изделие, в то время, как порошковая шихта занимает нижние отсеки формы, там вспучивается, но не соединяется в цельное изделие.Due to the granular shape, the charge fills almost the entire volume of the form, which allows it to be initially evenly distributed in the form of any geometry, while the powder charge takes up a smaller volume. When porous, the granules increase in size and combine into a single array, forming a solid product, while the powder mixture occupies the lower compartments of the mold, it swells, but does not combine into a single product.

Гранулы шихты могут быть шарообразной формы с размером 2-10 мм или цилиндрические диаметром 2-8 мм при длине 5-15 мм.The granules of the charge can be spherical with a size of 2-10 mm or cylindrical with a diameter of 2-8 mm with a length of 5-15 mm.

Таким образом, патентуемый состав шихты и последовательность операций ее приготовления обеспечивают синтез гидросиликатов натрия за время перемешивания кремнеземистой породы, сухого гидроксида натрия и воды в течение 5-7 мин, а полученная шихта позволяет реализовать способ получения теплоизоляционного материала при температуре вспенивания в интервале 750-780°С.Thus, the patentable composition of the charge and the sequence of operations of its preparation provide the synthesis of sodium hydrosilicates during mixing of siliceous rock, dry sodium hydroxide and water for 5-7 minutes, and the resulting mixture allows you to implement a method of obtaining a heat-insulating material at a foaming temperature in the range of 750-780 ° C.

Пример конкретного исполненияConcrete example

1. В качестве исходных сырьевых материалов при приготовлении шихты использовался трепел Зикеевского месторождения (Калужская область) с содержанием SiO2 - 84,5% и размером частиц менее 0,1 мм, гидроксид натрия гранулированный и тонкодисперсный (менее 0,1 мм) алюмосиликатный компонент - каолиновая и бентонитовая глины, зола Томской ГРЭС-2, тонкомолотая гранитоидная порода, тонкомолотая перлитовая руда. Необходимо отметить, что вид используемого алюмосиликатного компонента не оказывает существенного влияния на процесс поризации изделий, все виды этого компонента предотвращают слипание гранул при гранулировании шихты и способствуют формированию сотоподобной структуры изделий при поризации.1. As starting raw materials for the preparation of the charge, tripoli of the Zikeevskoye deposit (Kaluga region) with a SiO 2 content of 84.5% and a particle size of less than 0.1 mm, granular and finely dispersed (less than 0.1 mm) sodium hydroxide aluminosilicate component was used - kaolin and bentonite clays, ash of Tomsk State District Power Station-2, finely ground granitoid rock, finely ground perlite ore. It should be noted that the type of aluminosilicate component used does not have a significant effect on the process of product porosity; all types of this component prevent the granules from sticking together during charge granulation and contribute to the formation of a honeycomb structure of products during porosity.

2. Приготовление шихты начинали с синтеза первичного гидросиликата натрия с модулем m=2,17 путем смешения сухого гидроксида натрия и 54,5% от общего количества аморфной кремнеземистой породы и горячей воды с температурой 80-85°С. В этом случае концентрация водного раствора гидроксида натрия составляла 37,5% (мас.), в котором интенсивно растворялась кремнеземистая порода, а их смесь разогревалась до температуры выше 100°С (кипение). После перемешивания горячей смеси в течение 10 мин получали гидросиликат натрия с плотностью 1400 кг/м3.2. The preparation of the mixture began with the synthesis of primary sodium hydrosilicate with a module m = 2.17 by mixing dry sodium hydroxide and 54.5% of the total amount of amorphous siliceous rock and hot water with a temperature of 80-85 ° C. In this case, the concentration of an aqueous solution of sodium hydroxide was 37.5% (wt.), In which siliceous rock was intensively dissolved, and their mixture was heated to a temperature above 100 ° C (boiling). After stirring the hot mixture for 10 min, sodium hydrosilicate with a density of 1400 kg / m 3 was obtained.

3. В полученный гидросиликат натрия вводилось остальное количество 45,5% (мас.) кремнеземистой породы, смесь тщательно перемешивалась до получения пластичной, твердообразной массы, которая подавалась в шнековый гранулятор, снабженный формующей парой «нож-решетка», позволяющей тщательно гомогенизировать смесь, из которой формовали гранулы диаметром 5-8 мм и длиной 10-20 мм.3. The remaining amount of 45.5% (wt.) Siliceous rock was introduced into the obtained sodium hydrosilicate, the mixture was thoroughly mixed until a plastic, solid mass was fed into the screw granulator equipped with a knife-grate pair, which allows thoroughly homogenizing the mixture, from which granules were formed with a diameter of 5-8 mm and a length of 10-20 mm.

4. На выходе из гранулятора гранулы опудривались тонкодисперсным алюмосиликатным компонентом, далее гранулы вместе с опудривающей добавкой поступали в тарельчатый гранулятор для поверхностного окатывания, после чего гранулы подсушивались до остаточной влажности 14-18%.4. At the exit from the granulator, the granules were dusted with a finely dispersed aluminosilicate component, then the granules, together with the dusting additive, were fed to a plate granulator for surface pelletizing, after which the granules were dried to a residual moisture content of 14-18%.

5. Гранулированную шихту загружали в металлическую форму с внутренним объемом 0,5 дм3 (10×10×5) см, форму закрывали крышкой с фиксаторами и помещали в муфельную печь, предварительно нагретую до температуры 780°С и выдерживали при этой температуре в течение 20 мин, после чего форму с изделием охлаждали вместе с печью в течение 5 ч. После разборки формы из нее извлекали изделие, у которого определяли плотность, прочность, коэффициент теплопроводности и водопоглощение. Все экспериментальные образцы имели четкую геометрическую форму и заданные размеры. Свойства полученных образцов следующие: плотность - 180-300 кг/м3, прочность при сжатии - 1,5-3 МПа, коэффициент теплопроводности - 0,062-0,085 Вт/м⋅град, водопоглощение - 5-8% (об.).5. The granular charge was loaded into a metal mold with an internal volume of 0.5 dm 3 (10 × 10 × 5) cm, the mold was closed with a lid with clamps and placed in a muffle furnace previously heated to a temperature of 780 ° C and kept at this temperature for 20 min, after which the mold with the product was cooled together with the furnace for 5 hours. After disassembling the mold, an article was removed from it, from which the density, strength, coefficient of heat conductivity and water absorption were determined. All experimental samples had a clear geometric shape and specified dimensions. The properties of the obtained samples are as follows: density - 180-300 kg / m 3 , compressive strength - 1.5-3 MPa, heat conductivity coefficient - 0.062-0.085 W / m⋅grad, water absorption - 5-8% (vol.).

Основными преимуществами предлагаемых состава и способа получения теплоизоляционных материалов является следующее:The main advantages of the proposed composition and method of obtaining insulating materials is the following:

- при производстве этих материалов в качестве исходного сырья используются природные аморфные кремнеземистые породы;- in the production of these materials, natural amorphous siliceous rocks are used as feedstock;

- полностью исключается из технологического процесса использование специально сваренного стекла или стеклобоя;- the use of specially welded glass or cullet is completely excluded from the technological process;

- в составе шихты не используются карбонатные, углеродистые или иные газообразователи, а процесс вспенивания шихты происходит за счет выделения химически связанной воды при нагреве гидросиликата натрия до температуры 350°С и выше вплоть до температуры вспенивания;- the composition of the charge does not use carbonate, carbon or other blowing agents, and the process of foaming of the mixture occurs due to the release of chemically bound water when heating sodium hydrosilicate to a temperature of 350 ° C and above up to the foaming temperature;

- выделение воды при нагреве приводит к образованию в объеме шихты гидротермальных условий, ускоряющих процессы взаимодействия второй добавленной части кремнеземистой породы с гидроксидом натрия и образования вторичного гидросиликата натрия;- water evolution during heating leads to the formation of hydrothermal conditions in the charge volume, accelerating the interaction of the second added part of the siliceous rock with sodium hydroxide and the formation of secondary sodium hydrosilicate;

- использование в составе шихты сухого, кристаллического гидроксида натрия позволяет эффективно использовать теплоту его растворения в воде (42,4 кДж/моль), что резко интенсифицирует реакцию образования первичного гидросиликата натрия и смесь разогревается до температуры более 100°С;- the use of a dry, crystalline sodium hydroxide as a part of the charge makes it possible to efficiently use the heat of its dissolution in water (42.4 kJ / mol), which sharply intensifies the reaction of formation of primary sodium hydrosilicate and the mixture is heated to a temperature of more than 100 ° C;

- при синтезе первичного гидросиликата натрия растворение 54,5% аморфной кремнеземистой породы происходит в водном растворе гидроксида натрия с концентрацией 37,5% (мас.);- in the synthesis of primary sodium hydrosilicate, the dissolution of 54.5% of amorphous silica rock occurs in an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 37.5% (wt.);

- образующийся первичный гидросиликат натрия имеет силикатный модуль m=SiO2/Na2O=2,1-2,2 и способен, особенно в гидротермальных условиях, усваивать дополнительно 45,5% кремнеземистой породы с образованием вторичного гидросиликата натрия с модулем m=2,8-3,2;- the resulting primary sodium hydrosilicate has a silicate module m = SiO 2 / Na 2 O = 2.1-2.2 and is able, especially under hydrothermal conditions, to absorb an additional 45.5% silica rock with the formation of a secondary sodium hydrosilicate with a module m = 2 8-3.2;

- опудривание гранул в алюмосиликатном компоненте предотвращает слипание гранул и повышает содержание оксидов алюминия и железа в составе стекла, образующегося при вспенивании шихты, увеличивает вязкость стекла и его водостойкость;- dusting of granules in the aluminosilicate component prevents the granules from sticking together and increases the content of aluminum and iron oxides in the composition of the glass formed during foaming of the charge, increases the viscosity of the glass and its water resistance;

- поверхностное опудривание гранул алюмосиликатным компонентом способствует формированию при вспенивании шихты сотоподобной структуры изделий;- surface dusting of granules with an aluminosilicate component contributes to the formation of a honeycomb structure of the products during foaming;

- использование гранулированной шихты с остаточной относительной влажностью 15-18% повышает ее теплофизические и поризационные свойства, что позволяет получать изделия в виде блоков, плит, сегментов, колец.- the use of granular charge with a residual relative humidity of 15-18% increases its thermophysical and porous properties, which allows to obtain products in the form of blocks, plates, segments, rings.

При воздействии высокой температуры на шихту, в ней начинают протекать различные физико-химические процессы. В первую очередь, в результате нагрева шихты до 150-300°С происходит дегидратация первичного гидросиликата натрия с выделением воды в виде водяного пара, который в условиях сохраняющейся щелочной среды, способствует весьма интенсивному растворению свободного кремнезема и образованию вторичного гидросиликата натрия. Растворение дополнительного количества кремнезема повышает силикатный модуль смеси до m=3,0, вследствие чего способность смеси к поризации увеличивается. В интервале температур 350-450°С процесс дегидратации гидросиликатов натрия совпадает с процессом перехода смеси в пиропластическое состояние, а выделяющиеся водяные пары поризуют натрий-силикатное стекло, которое в период пиропластического состояния активно обогащается оксидами кальция, магния, железа и алюминия, входящих в виде примесных оксидов в аморфную кремнеземистую породу и в алюмосиликатный компонент.When exposed to high temperature on the charge, various physicochemical processes begin to occur in it. First of all, as a result of heating the mixture to 150-300 ° C, dehydration of primary sodium hydrosilicate occurs with the release of water in the form of water vapor, which, under the conditions of a persistent alkaline environment, contributes to a very intensive dissolution of free silica and the formation of secondary sodium hydrosilicate. Dissolution of an additional amount of silica increases the silicate modulus of the mixture to m = 3.0, as a result of which the ability of the mixture to be porous increases. In the temperature range 350–450 ° С, the process of dehydration of sodium hydrosilicates coincides with the process of the transition of the mixture into a pyroplastic state, and the water vapor released forms a sodium silicate glass, which during the pyroplastic state is actively enriched with oxides of calcium, magnesium, iron, and aluminum, which are impurity oxides into the amorphous siliceous rock and into the aluminosilicate component.

Анализ преимуществ заявленных состава шихты и способа получения теплоизоляционного материала показывает, что предложенное техническое решение задачи позволяет достичь поставленной цели изобретения и получать теплоизоляционный материал с жесткой структурой, заданными характеристиками, размерами и формой с минимальными тепловыми и энергетическими затратами. Кроме того, по сравнению с известным способом и составом шихты, в предлагаемом изобретении содержание природной, аморфной кремнеземистой породы увеличивается в 1,95 раза, а введение алюмосиликатного компонента повышает водостойкость силикатного стекла и изделий.An analysis of the advantages of the claimed composition of the charge and the method for producing a heat-insulating material shows that the proposed technical solution to the problem allows us to achieve the goal of the invention and to obtain a heat-insulating material with a rigid structure, given characteristics, dimensions and shape with minimal heat and energy costs. In addition, compared with the known method and composition of the charge, in the present invention, the content of natural, amorphous siliceous rock increases by 1.95 times, and the introduction of aluminosilicate component increases the water resistance of silicate glass and products.

Получаемый по предлагаемому изобретению теплоизоляционный материал может быть использован в строительстве, для тепловой изоляции энергетических установок и трубопроводного транспорта.The thermal insulation material obtained according to the invention can be used in construction, for thermal insulation of power plants and pipeline transport.

Claims (3)

1. Шихта для получения теплоизоляционного материала, включающая аморфную кремнеземистую породу, гидроксид натрия и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит алюмосиликатный компонент при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. The mixture to obtain a heat-insulating material, including amorphous siliceous rock, sodium hydroxide and water, characterized in that it further contains an aluminosilicate component in the following ratio, wt.%: Аморфная кремнеземистая породаAmorphous Siliceous Rock 48-5548-55 Сухой гидроксид натрияDry sodium hydroxide 15-1815-18 Алюмосиликатный компонентAluminosilicate component 3-53-5 ВодаWater 24-3524-35
2. Способ получения теплоизоляционного материала с использованием шихты по п.1, включающий перемешивание компонентов шихты, вспенивание шихты и охлаждение изделий при отжиге, отличающийся тем, что при приготовлении шихты сначала синтезируют первичный гидросиликат натрия с силикатным модулем 2,1-2,2 при смешении сухого гидроксида натрия с 54,5% от общего количества аморфной кремнеземистой породы и горячей воды в указанном количестве, обеспечивающем образование водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 37,5% (мас.), перемешивают полученный гидросиликат натрия с остальной аморфной кремнеземистой породой, осуществляют грануляцию шихты и опудривание гранул алюмосиликатным компонентом, после чего загружают гранулы в формы с замкнутым объемом и вспенивают при температуре 760-780°C в течение 20-40 мин.2. A method of producing a heat-insulating material using a charge according to claim 1, comprising mixing the components of the mixture, foaming the mixture and cooling the products during annealing, characterized in that when preparing the mixture, primary sodium hydrosilicate with a silicate module of 2.1-2.2 is first synthesized mixing dry sodium hydroxide with 54.5% of the total amount of amorphous siliceous rock and hot water in the specified amount, ensuring the formation of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 37.5% (wt.), mix sodium hydrosilicate with the rest of the amorphous siliceous rock, granulate the mixture and dust the granules with an aluminosilicate component, then load the granules into molds with a closed volume and foam at a temperature of 760-780 ° C for 20-40 minutes.
RU2015144889A 2015-10-20 2015-10-20 Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material RU2606539C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144889A RU2606539C1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144889A RU2606539C1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606539C1 true RU2606539C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144889A RU2606539C1 (en) 2015-10-20 2015-10-20 Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606539C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671582C1 (en) * 2017-05-30 2018-11-02 Публичное акционерное общество "Территориальная генерирующая компания N 14" Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof
WO2018236247A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Константин Владимирович КУРСИЛЕВ Composition of charge mixture for producing foamed thermal insulation material
WO2018236248A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Константин Владимирович КУРСИЛЕВ Method for producing a foamed thermal insulation material
EA036834B1 (en) * 2019-03-20 2020-12-24 Белорусский Государственный Университет (Бгу) Raw mix for production of glass ceramic foamed materials

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE746879A (en) * 1970-03-05 1970-08-17 Kurz Frederik W A Foam glass prodn
SU1071587A1 (en) * 1981-12-15 1984-02-07 Научно-Исследовательский Институт Камня И Силикатов Composition for making foamed glass
RU2344108C2 (en) * 2006-07-26 2009-01-20 ООО "Научно-производственное объединение "Трансполимер" Inorganic binary granulated foam and method of production thereof
RU2478587C2 (en) * 2011-07-07 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing foamed glass and mixture for producing foamed glass
RU2478586C2 (en) * 2011-07-07 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing heat-insulating material and mixture for production thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE746879A (en) * 1970-03-05 1970-08-17 Kurz Frederik W A Foam glass prodn
SU1071587A1 (en) * 1981-12-15 1984-02-07 Научно-Исследовательский Институт Камня И Силикатов Composition for making foamed glass
RU2344108C2 (en) * 2006-07-26 2009-01-20 ООО "Научно-производственное объединение "Трансполимер" Inorganic binary granulated foam and method of production thereof
RU2478587C2 (en) * 2011-07-07 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing foamed glass and mixture for producing foamed glass
RU2478586C2 (en) * 2011-07-07 2013-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of producing heat-insulating material and mixture for production thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671582C1 (en) * 2017-05-30 2018-11-02 Публичное акционерное общество "Территориальная генерирующая компания N 14" Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof
WO2018236247A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Константин Владимирович КУРСИЛЕВ Composition of charge mixture for producing foamed thermal insulation material
WO2018236248A1 (en) * 2017-06-22 2018-12-27 Константин Владимирович КУРСИЛЕВ Method for producing a foamed thermal insulation material
EA036834B1 (en) * 2019-03-20 2020-12-24 Белорусский Государственный Университет (Бгу) Raw mix for production of glass ceramic foamed materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2606539C1 (en) Charge composition and method of producing foamed heat-insulating material
RU2333176C1 (en) Method for obtaining construction material
Risdanareni et al. The effect of NaOH concentration on the mechanical and physical properties of alkali activated fly ash-based artificial lightweight aggregate
US4332907A (en) Granulated foamed glass and process for the production thereof
Ketov et al. Recycling of rice husks ash for the preparation of resistant, lightweight and environment-friendly fired bricks
JP2007506535A5 (en)
RU2397967C1 (en) Method of making semi-finished product for producing construction materials
RU2655499C1 (en) Charge composition for producing foamed heat-insulating material
NZ309203A (en) Thermally insulating building material
RU2453510C1 (en) Method to produce foam glass items
GB1597154A (en) Glass beads
RU2187473C2 (en) Method of manufacturing block expanded glass
RU2478586C2 (en) Method of producing heat-insulating material and mixture for production thereof
RU2608095C1 (en) Batch composition and method of producing foamed glass
RU2657577C1 (en) Method of producing foamed heat insulating material
WO2008143549A1 (en) Construction material and a method for the production thereof
RU2405743C1 (en) Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions)
RU100073U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULATED FOAM-CERAMIC MATERIAL
EP3268320A1 (en) Foam glass granules, their preparation and use
RU2009133384A (en) METHOD FOR PRODUCING GRANULATED PENOSILICATE (PENOSTEK)
RU2671582C1 (en) Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof
RU2415817C1 (en) Mixture for preparing quenched cullet for producing foamed glass-ceramic materials
RU2326841C2 (en) Method of obtaining granulate for making foam glass and foam glass crystal materials
RU2528798C1 (en) Granular foamed slag glass
RU2455431C1 (en) Process line to produce pelletised heat insulation material from diatomite material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171021

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191211