Стекло для получения пеноматериала

 

Изобретение относится к составам стекол, используемых для получения пеноматериала, который может быть использован в строительной индустрии как эффективный теплоизоляционный материал. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости стекла, а также температуры варки и вспенивания стекла. Стекло для получения пеноматериала, включающее SiO₂, Al₂О₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, К₂О, TiO₂, MnO, SO₃, дополнительно содержит S^2-, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO₂ 43,39 - 54,99, Al₂О₃ 7,52 - 9,68, Fe₂O₃ 1,69 - 1,95, CaO 11,96 - 22,08, MgO 0,93 - 1,05, Na₂О 10,43 - 16,56, K₂O 3,21 - 3,76, MnO 0,04 - 0,06, TiO₂ 0,32 - 0,43, SO₃ 0,21 - 0,35, S^2- 0,34 - 0,60. 3 табл.

Изобретение относится к составам стекол, используемых для получения пеноматериала, который может быть использован в строительной индустрии как эффективный теплоизоляционный материал.

Известно стекло следующего состава, мас.%: 57,66-66,13 SiO₂, 2,75-3,75 Аl₂О₃, 20,91-29,35 CaO, 0,94-1,32 MgO, 6,21-14,07 R₂O, 0,06-0,08 Fе₂O₃, 0,13-0,19 SO₃, 0,67-0,95 Р₂O₅, 0,36-0,49 F^- [1].

Недостатком данного стекла является его высокая температура варки и вспенивания, высокая объемная масса.

Наиболее близким техническим решением является стекло следующего состава, мас.%: 55,0-73,5 SiO₂, 10,0-24,0 Аl₂О₃, 1,6-8,0 Fе₂O₃, 2,0-7,0 CaO, 1,3-5,0 MgO, 2,0-4,0 Na₂O, 1,4-3,0 K₂O, 0,2-0,8 SO₃, 0,1-2,1, TiO₂, 0,3-7,0 MnO [2].

Недостатком указанного стекла является высокая температура варки и кристаллизации стекла.

Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости стекла, а также температуры варки и вспенивания стекла.

Технический результат достигается тем, что стекло для получения пеноматериала, включающее SiO₂, Аl₂О₃, Fе₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, К₂О, TiO₂, MnO, SO₃, дополнительно содержит S^2-, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO₂ 43,39 54,99, Аl₂О₃ 7,52-9,68, Fе₂O₃ 1,69-1,95, CaO 11,96-22,08, MgO 0,93-1,05, Na₂O 10,43-16,56, K₂O 3,21-3,76, MnO 0,04-0,06, TiO₂ 0,32-0,43, SO₃ 0,21-0,35, S^2- 0,34-0,60.

В качестве сырьевых компонентов для варки стекла использовали следующие материалы, мас.%: речной песок 43-65, сода 3 сорта 15-25 и нефелиновый шлам остальное 18-35, который является отходом при производстве глинозема. Сода 3 сорта содержит в своем составе около 10 мас.% сульфата калия. Введение в состав стекла разных количеств соды позволяет регулировать количество сульфидной серы. Сульфидная сера способствует снижению температуры варки, введенная в определенных количествах способствует ликвации и кристаллизации при низкотемпературной обработке изделий.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав стекла для получения пеноматериала отличается от известного дополнительным содержанием серы и количественным содержанием компонентов и их применением в таком сочетании и в заявляемых количественных соотношениях, что обеспечивает снижение себестоимости, температуры варки и вспенивания стекла.

Технологический процесс производства изделий из заявляемого состава сырьевой смеси состоит в следующем.

Речной песок, нефелиновый шлам сушат до влажности не более 5%. Все материалы просеивают через сито с ячейками 1,0 мм и смешивают с содой. Приготовленную шихту варят в электрической печи ПН 1,4/30 при температуре 1340-1360°С, в алундовых тиглях емкостью 500 мл. Сваренную стекломассу выливают в воду для получения гранулята.

Гранулят сушат до влажности 0,4%, смешивают с газообразователем и размалывают в вибромельнице до удельной поверхности 4000-5500 см²/г. В качестве газообразователя используют карбид кремния, кокс, пиролюзит.

Из приготовленной смеси формуют гранулы. В качестве связующего используют суспензию из пластичных глин. Спекание и вспенивание гранулята осуществляют термоударом в лабораторной камерной печи КО-14 при температурах 820-860°С, при выдержке 10, 20, 30 мин при заданной температуре. Охлаждение изделий проводят в емкости с песком, нагретым до 60-80°C.

Полученное пеностекло представляет собой легкий материал с ячеистой структурой, в основном, закрытые поры.

В таблице 1 и 2 даны конкретные составы пеностекла, их химические составы. В таблице 3 приведены основные физико-механические показатели стекол.

Газообразователи кокс, карбид кремния, пиролюзит вводят в шихту при помоле сверх 100%.

Указанное соотношение между оксидами обеспечивает необходимый температурный интервал между температурой размягчения и температурой кристаллизации. В процессе термообработки вначале происходит размягчение стекла и его поризация, затем - кристаллизация за счет содержащихся в стекле оксидов титана, марганца и сульфидной серы, что и обеспечивает равномерную мелкопористую структуру изделий.

Литература

1. А.с. СССР №1675243, С 03 С 11/00, С 03 С 4/02, 07.09.1991.

2. А.с. СССР №759471, С 03 С 11/00, С 03 С 4/02, 30.08.1980 (прототип).

Формула изобретения

Стекло для получения пеноматериала, включающее SiO₂, Аl₂О₃, Fе₂О₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, TiО₂, MnO, SO₃, отличающееся тем, что дополнительно содержит S^2- при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂ 43,39 - 54,99

Аl₂О₃ 7,52 - 9,68

Fе₂O₃ 1,69 - 1,95

CaO 11,96 - 22,08

MgO 0,93 - 1,05

Na₂О 10,43 - 16,56

K₂O 3,21 - 3,76

MnO 0,04 - 0,06

TiO₂ 0,32 - 0,43

SO₃ 0,21 - 0,35

S^2- 0,34 - 0,60