Сырьевая смесь для получения пеностекла

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в получении теплоизоляционных материалов с низкими значениями теплопроводности и плотности с использованием стеклобоя. Сырьевая смесь для получения пеностекла содержит молотый стеклобой, портландцемент, воду, пенообразователь и пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 34-38; молотый стеклобой - 34-38; вода - 15-17; пластификатор - 0,16-0,19, пенообразователь - 10-12. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к составам материалов для получения эффективных функциональных теплоизоляционных материалов с низкими значениями теплопроводности и плотности, а именно к стеклообразным силикатным материалам, в частности пеностекла, с использованием вспенивающей смеси и касается утилизации стеклообразных отходов, образующихся в результате бытовой жизнедеятельности человека, а также техногенных продуктов производственного и промышленного происхождения.

Известно изобретение [1], которое относится к строительству и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в получении пеностекла с низкой плотностью, с низкой теплопроводностью, с повышенной прочностью и с равномерной замкнутой ячеистой структурой. К пенообразующей шихте, имеющей следующий химический состав, мас.%: SiO₂ - 70-75; Al₂O₃ - 4-7; CaO - 6-7; MgO - 3-4; K₂O+Na₂O - 13-15; Fe₂O₃ - не более 0,2, добавляют газообразователь, при этом соотношение газообразователь:шихта равно 0,3-1,0:100. В качестве газообразователя используют технический углерод с высоким и/или средним показателем дисперсности, с зольностью не более 0,45%, с массовой долей общей серы не более 1,1%, с числом абсорбции дибутилфталата 97-105 см, йодным числом 39-47 г/кг. Помол стекла осуществляют при скорости 0,50-0,70 кг/с до удельной поверхности 850-900 м²/кг. Вспенивание осуществляют путем нагрева форм до температуры 840-880°С за 48-52 мин с последующей изотермической выдержкой в течение 21-23 мин, причем температура у днища форм на 5-30°С больше, чем в верхней части формы. Стабилизацию осуществляют при температуре 590-610°С в течение 35-40 минут. Отжиг производят в печи отжига от 550-600°С со скоростью охлаждения не более чем 0,75-0,85 град/мин до 29-31°С, продолжительность отжига не менее 14 часов.

Недостаток изобретения в сложности рецептуры.

Известно изобретение [2], которое относится к промышленности строительных материалов. Способ получения сырьевой смеси для производства пеностекла включает перемешивание стеклообразующих компонентов и порошкообразных добавок, содержащих в том числе и углеродистый газообразователь. В качестве стеклообразующего компонента используют водный щелочной раствор силиката натрия и/или калия, взятый в количестве 30-70 мас.%, а в качестве химически активной по отношению к силикату добавки - тонкомолотый порошок стеклобоя, перемешивание осуществляют при температуре не выше 70°С, при этом после перемешивания осуществляют термообработку полученной смеси при температуре из диапазона 450-550°С в течение времени, достаточного для полного удаления из нее воды, в том числе и химически связанной, затем охлаждают и измельчают в порошок.

Технический результат: повышение воспроизводимости гомогенной мелкопористой структуры пеностекла, содержащей поры закрытой формы, повышение теплотехнических характеристик. Недостаток - высокая себестоимость производства.

Известна композиция для получения пеностекла [3], включающая диатомит или трепел, щелочь и газообразователь, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, она содержит жидкое стекло, а в качестве газообразователя используется цинковая или алюминиевая пудра, а также отвердитель (цемент или негашеная известь), выполняющий также функцию водонерастворимости композиции, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диатомит или трепел	20-30
Щелочь	11-15
Жидкое стекло	80-110
Газообразователь
(цинковая или алюминиевая пудра)	5-7
Отвердитель (цемент или негашеная известь)	7-11

Недостаток в том, что данная сырьевая смесь не предполагает утилизацию стеклобоя, но по своему составу близка заявляемому решению, так как используется цемент в качестве отвердителя.

Известно изобретение [4], задачей которого является получение эффективного функционального блочного пеностекла с улучшенными эксплуатационными характеристиками: кажущейся плотностью 0,15-0,45 г/см³, с высокими теплоизоляционными свойствами λ=0,06-0,08 Вт/(м·K), объемным водопоглощением не более 10%, способного выдерживать механические нагружения не менее 7 кг/см², и утилизация щелочных алюмосиликатных и боросиликатных стеклообразных отходов различных видов стекла, как индивидуального, так и из смеси стекол. Вспенивающая смесь для получения блочного пеностекла включает, мас.%: активную сажу с удельной поверхностью 50-100 м/г 20-70, сульфаты щелочноземельных элементов 10-40, карбонаты щелочноземельных элементов 20-40. Способ получения блочного пеностекла с использованием вспенивающей смеси включает диспергирование утилизируемого стеклобоя до удельной поверхности 15000-20000 см²/г, добавку к 95,0-99,8 мас.% диспергированного стеклобоя 0,2-5,0 мас.% вспенивающей смеси, перемешивание при влажности 1,2-1,5 мас.%, гранулирование в частицы диаметром не более 2000 мкм, засыпку гранул в форму и их подуплотнение до порозности 0,35-0,55, спекание при температуре 600-750°С, вспенивание при температуре 800-900°С, закалку снижением температуры до 550-650°С со скоростью 200°С/мин и отжиг при температуре 500-600°С.

Недостаток технологии заключается в больших энергозатратах на производство материала и, следовательно, в ее стоимости, а также в небольшой доле утилизируемого стеклобоя.

Последнее техническое решение может служить прототипом предлагаемому составу сырьевой смеси.

Задачей предложенного технического решения является возможность утилизации стеклобоя при минимальных затратах на производство пеностекла.

Поставленная задача решается тем, что предложенная сырьевая смесь для получения пеностекла содержит молотый стеклобой в качестве заполнителя, портландцемент в качестве вяжущего, воду, пенообразователь и пластификатор в следующем соотношении, мас.%:

Портландцемент	34-38
Молотый стеклобой	34-38
Вода	15-17
Пластификатор	0,16-0,19
Пенообразователь	10-12

При этом, например, используется портландцемент марки ПЦ 500 ДО, пластификатор Glenium SKY 505, пенообразователь СПБ-1 (концентрат).

Наилучшие результаты достигнуты при следующих пропорциях компонентов, мас.%:

Портландцемент	36,32
Молотый стеклобой	36,32
Вода	16,0
Пластификатор	0,18
Пенообразователь	11,2

Смесь приготавливают следующим образом. Сначала в мешалке перемешивают молотый стеклобой и портландцемент в равных пропорциях до получения однородной смеси. Затем добавляют воду и продолжают замес еще 3-4 минуты. Добавляют пластификатор и заранее приготовленный пенообразователь. Готовую смесь заливают в формы до полного отверждения. Необходимая плотность растворной смеси 650 кг/м³.

Заявителем проведены опытные работы по получению пеностекла из данной сырьевой смеси, которые показали удовлетворительные результаты.

Литература

1. Заявка 2008108736/03, 11.03.2008, Способ получения пеностекла.

2. Заявка 2003133693/03, 20.11.2003, Способ получения сырьевой смеси для производства пеностекла.

3. Заявка 2003127610/03, 27.10.2006, Композиция для изготовления теплоизоляционного пористого материала.

4. Патент №2265582, Вспенивающая смесь и способ получения блочного пеностекла с ее использованием (прототип).

1. Сырьевая смесь для получения пеностекла, содержащая молотый стеклобой в качестве заполнителя, отличающаяся тем, что в состав смеси входят портландцемент в качестве вяжущего, вода, пенообразователь и пластификатор в следующем соотношении, мас.%:

Портландцемент	34-38
Молотый стеклобой	34-38
Вода	15-17
Пластификатор	0,16-0,19
Пенообразователь	10-12

2. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Портландцемент	36,32
Молотый стеклобой	36,32
Вода	16,0
Пластификатор	0,18
Пенообразователь	11,2