Способ получения двуслойного строительного материала

 

Изобретение относится к лром-ти стройматериалов и м.б использовано для внутренней облицовки теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения , для изоляции холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину или насыпают порошок кристаллизующего стекла толщиной 9- 15 мм, сверху насыпают порошок пенообразующей смеси. В качестве газообразователя в пеностекольную смесь вводят карбид кремния. Термообработку ведут по двуступенчатому режиму: сначала при температуре 600-650°С и выдержкой 0, ч, а затем при 860-350°С и той же выдержке. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 03 В 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Оп И САН И Е И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4781506/33 (22) 12.01.90 (46) 15.06.92, Бюл, N 22 (71) Московский химико-технологический институт им. Д,И,Менделеева (72) П,Д.Саркисов, Л.А.Орлова, 3.С.Йесс, Ю.А.Спиридонов и М.Н. Гулюкин (53) 666.1.015 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М. 87967, кл. С 03 С 11/00, 1949. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУСЛОЙНОГО

СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к пром-ти стройматериалов и м.б. использовано для

Изобретение относится к промышленности стройматериалов. а именно к способу получения двуслойного строительного материала, состоящего из слоя пеностекла и лицевого плотного стеклокристаллического слоя и предназначенного для внутренней облицовки, теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения, для изоляции. холодильных камер и других низкотемпературных емкостей,и хранилищ, Известен способ получения пористого материала с плотной остеклованной лицевой поверхностью (пенодекор), заключающийся в термической обработке порошкообразных смесей на основе стекла, Известен также способ получения двуслойного материала. состоящего из пеностекла и неорганического материала, в качестве которого используется не только стекло. но и стеклоткань, стекловолокно, стеклобумага. Известными способами можно получить тепло- и звукоизоляционные негорючие материалы с защитным слоем, обеспечивающим высокую влагостойкость.

Однако такого типа материалы имеют низЯ2, 1740336 А1 внутренней облицовки теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения, для изоляции холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину или насыпают порошок кристаллизующего стекла толщиной 915 мм, сверху насыпают порошок пенообразующей смеси. В качестве газообразователя в пеностекольную смесь вводят карбид кремния. Термообработку ведут по двуступенчатому режиму: сначала при температуре 600-650 С и выдержкой 0,5-1 ч, а затем при 860-950 С и той же выдержке. 2 табл. кие механические характеристики (прочность на сжатие, истираемость, прочность на удар).

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления пенастекольных блоков с офактуренной поверхностью, согласно которому фактурный слой может быть получен путем укладки на дно формы слоя стеклянного порошка без газообразователя толщиной 4 — 6 мм, перед засыпкой нормальной пеностекольной шихты. В процессе спекания происходит остекловывание нижнего слоя и соединение его с массой пеностекла. Стеклянный порошок может быть заменен порошком из любого другого материала (например, шлака), способного спекаться при воздействии на него высоких температур порядка 800-850 С. Вместо порошка можно использовать листовое стекло, которое уклад вают на дно формы перед засыпкой пеностекольной шихты, Защитный слой, состоящий из спеченного или листового стекла, препятствует проникновению влаги В поры пеностекла, что делает зти блоки устойчивыми к атмос1740336 ферным воздействиям. Однако низкие механические свойства, присущие этому материалу, ограничивают область его применения.

Цель изобретения — повышение прочно.стных и теплоизоляционных характеристик, а также химической стойкости, Способ получения материала осуществляется следующим образом, В форму из нержавеющей стали укладйвают пластину или насыпают порошок кристаллизующегося стекла толщиной 9 — 15 мм; сверху насыпают порошок пенообразующей смеси; включающей частицы стекла и порообразователя и подвергают двустацийной термообработке по режиму; температура выдержки на первой стадии 600 — 650 С, время выдержки 0,5 — 1,0 ч, температура выдержки на второй стадии 860-950 С, время выдержки 0,5-1,0 ч. После этого материал отжигают, охлаждают до комнатной темпе- ратуры и извлекают из формы.

Использование двустадийной термообработки более благоприятно для получения строительного материала с высокими эксплуатационными характеристиками; На первой стадии создаются оптимальные условия для протекания процессов,.обеспечивающих структурные преобразования, предшествующие вспениванию основного слоя и кристаллизации защитного слоя, при этом происходят следующие процессы: порошок стекла основного слоя спекается, образуя замкнутые оболочки вокруг зерен порообразователя, закупоривая их;. в защитном слое образуются центры кристаллизации, частицы порошка .стекла при использовании его для защитного слоя спекаются; одновременно спекается поверхностный слой с частицами стекла основного слоя, На второй стадии термообработки при температурах 860 — 950 С в уже спеченном материале происходят следующие процессы: при укаэанных температурах из частиц

:порообразавателя выделяются газообразные вещества, занимающие значительный объем. и приводящие к вспениванию основного слоя; в защитном слое происходят процессы кристаллизации, приводящие к образованию объемной стеклокристаллической структуры, что обеспечивает высокую прочность материала, В результате образуется материал, состоящий из двух плотно . сцепленных слоев: основного слоя пеностекла и прочного защитного стеклокри. сталлического слоя. . Пример 1. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину шлакового стекла состава: Mac.%: SION 57,8; AI O;., 7.7: СаО

21,5; MgO 2,6; МпО 0,3; FeO 0,2; TI02 0,1; . йа20 1,7; Fz 1,8; ZnO 1,.7; К20 5,1, толщиной

12 мм, на которую насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из порошков фло5,ат-стекла и карбида кремния. Содержимое формы термообрабатывают по двухстадийному режиму. Температура второй стадии

625 С, время выдержки 0,75 ч. Температура второй стадии 900 С, время выдержки —, 10 0,75 ч. После этого материал отжигают, ох. лаждают, до комнатной температуры и извлекают из формьь В результате получают двуслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и прочно сцепленного с

15 ним слоя шлакоситалла толщиной 10 мм, Пример 2. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину кристаллизующегося стекла состава, мас,%: ЯО2 63,6;.

AIz0g 6,4; СаО 20,9; MgO 2,7; К20 4,6; NazO

20 1,8: Fz2,5 {сверх 100%); толщиной 15 мм, на которую насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из порошков электровакуумного стекла(бой экранов ЦЭЛТ) и карбида кремния. Содержимое формы термообраба25 тывают по двухстадийному режиму. Темпе- ратура первой стадии 600 С, время выдержки 1,0 ч, Температура второй стадии

950 С, время выдержки 0,5 ч. После этого материал отжигают, охлаждают до комнат-.

30 ной температуры и извлекают из формы. В . результате получают двухслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и прочно сцепленного с ним слоя сиграна толщиной 15 MM.

35 Пример 3, В форму из нержавеющей стали насыпают слой порошка кристаллизующегося стекла состава, мас. : $ 02 64,5;

А1гОз 3,2; СаО 2,0; Zn02 10,0; ВаО 3.0; NazO

7,8;. К20. 8,0; Се02 0.2; TIOi 0,4; Fz 0,9, толщи40 ной 12 мм, на который насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из порошков флоат-стекла и карбида кремния. Температура первой стадии 650 С, время выдержки

0,5 ч. Температура второй стадии 860 С, 45 .время выдержки 1.0.ч, После этого материал отжигают, охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формй. В результате получают двуслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и

50 прочно сцепленного с ним слоя спеченного стеклокристаллического материала толщи.ной 9 мм.

В табл. 1 приведены технологические параметры получения, в табл, 2 — свойства

55 двуслойного строительного материала.

Как видно из таблицы механические характеристики и химическая стойкость полученного материала выше по сравнению с прототипом..

1740336

При выходе за граничные условия указанных в заявке соотношений механические и эксплуатационные характеристики получаемого материала ухудшаются, Меньшая температура первой ступени термообработки недостаточна для спекания порошка стекла. При большей температуре первой ступени термообработки возможно выделение газов, которые в условиях еще не плотно спеченной массы удаляются из нее по сообщающимся порам, поэтому эта часть газов не участвует во вспенивании массы.

При большей или меньшей температуре первой ступени термообрабоки затрудняются процессы кристаллизации защитного слоя, так как указанный температурный интервал является оптимальным для осуществления структурных преобразований, приводящих к возникновению центров кристаллизации — основы, на которой происходит рост кристаллов, Меньшая температура второй ступени термообработки недостаточна для осуществления структурных преобразований, обес. печивающих возможность протекания кристаллизационных процессов,. Большая температура второй ступени термообработ- . ки приводит к сильному размягчению материала защитного слоя. Это не улучшает условия для кристаллизации, но способству5 ет его прилипанию к форме. Кроме того, большая температура второй ступени термообработки приводит к возникновению сообщающихся пор, выходу газов из вспененной массы и оседанию последней.

10 Формула изобретения

Способ получения двуслойного строительного материала путем укладки облицовочного слоя в виде листа или порошка стекла, последующей засыпки пеностеколь.15 ной смеси, термообработки и отжига; о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочностных и теплоизоляционных характеристик, а также химической стойкости, в качестве облицовочного слоя используют

20 кристаллизующееся стекло высококальциевого состава или боя цветных кинескопов, в качестве газообразователя в пеностекольную смесь вводят карбид кремния, а термообработку ведут по двухступенчатому

25. режиму сначала при 600 — 650ОС с выдержкой 0,5 — 1 ч, а затем при 860-950 С с той же выдержкой.

1740336

Табли ца .1

Пенообразующая смесь

Режим термообработки

Толн1ина поверхностного слоя мм

Пример Материал поверхностного слоя

2-я стадия

Темпера- Время вытура, С держки, ч о

Темпера- Время вытура, С держки,ч

900 0,75

625

0,75

1 Пластина стекла . 12 (шлаковый состав) Флоат-стекло + карбид кремния

1,0

600

2 Ппастинв стекла 15

950 0,5

Электровакуумное стекло + карбид кремния

860 1,0

650

Флоат-стекло+ карбид кремния

0,5

3 Порошок стенда

650

920 0,75

4 Пластина стекла (шлаковый состав) Стекло ВВС+ карбид кремния

0,5

910 0,5 .860 0,7

625

1,0

Стекло 68BC+ карбид кремния

5 Пластина стекла (шлаковый состав) 10

Флоат-стекло+ карбид кремния

0,6

600

То же.

l,25

625

&4 0

То же

1,25

0,3

970

0,3

0,7

9

825

1,0

1,0

Пластина стекла

ВВС

12.850 1,25

625 0,5

Флоат-стекло+ карбид кремния

900

1,0

Пластина стекла

20

14 То же

0,5

То же

1,0

1.,0

1,0

0,5 12

1,0

1,0

0,25

1,25

12

0,5

0,5

0,5

0,5

12

1 950 е

22 в

Прототип

17

18

19

Пластина стекла (шлаковый состав) 625

625

: 900

86и

1,0

l,0

0,5

1,25

0,25

1740336 т а 6 л и.ц а 2

Плотность,: кг/мт

Водопоглощение, Ф

Химическая стойкость

Истираемость г/сн2 теплопроводность

Дж/и c ãðàä

Пример сжатие, иэги6, НПа . НПа

435 83

450 120

410 52

4 10 ., 50 420 95

430 102 370, . 37

400 44

Двуслойный

370 35

250 26:

О о

О

О

О

О

О

О! 700

2 800

3 650

4 675 . 5 750

6 765

7 750

8 800 .9

10 . 800

1! 850

99>8 1,0 125 О.

99,75 2 ° 0 195 О.

125 . О

135 ." О .130 О

125, О 130 О .-!25 О

135 О !.30 О

125 О 120 .О:

125 О

740-!!30 8,2 -34,8

12 . 800 350 . 33

13 :625, 220 28. 14 900 375, 43

t5 850 385 . 4!!

6 850 . 380 43

17 :. 825. 380 45

18, 850 390 40

19 . 825 370 38 гю . 85а .980 39

2! 825 . 385 43

22 825 380 43

99,8

99,7

99,7

99,8

99,7

99,7

99,8

99,7

99,65

99,7

99,75

1,О

1,

1>0

1,О

1,!

1,О

1,О

1,1

1 1

1,О

1,! г

«По данным НХТИ им. !t.И.Менделеева. Составитель П, Саркисов Редактор, Л. Пчолинская Техред М.Моргентал . Корректор A. Осауленко

Заказ 2047 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

14 О 03 0 ° 07

25 0„03 0,08

18 . 0>0>> 0,09.!7 0,02 - .0,08

17 0,03 0,07

18 о,оЗ о,о8 12 0,07 . 0,!2

13 O,î5 0,14 материал не.получился

12 0,05 0,12

9 . О,t2 0,14 коэф.ист.

0,35-0,47

11, 0,07 0,12

8 . О 05 О 10

1.3 О, 05 0,15.

12 006 012

12 . О 06 О 12

1г a,î7 o,t!. !О . 0,О6 а, !1

13 0,07 О, l2

10 О 07 0,11

12 0,08 0,11

11 0,08 0,11

l е .Нэо> Ф в НС1, а ttaOH, мг/дмэ мг/дмэ>

99,9 0.9 110

99,9 0,9 . 110

99,85 0,9 120

99,9 -. 0,9 110

99,9 0,9 120

99.9 0,9 ИО °

99>0 . 1>0 125

99,8 1;t 140