Теплоизоляционное ячеистое стекло

Авторы патента:

Смолий Виктория Александровна (RU)

Яценко Елена Альфредовна (RU)

Гольцман Борис Михайлович (RU)

Косарев Андрей Сергеевич (RU)

C03C11/00 - Пеностекло

Владельцы патента RU 2614993:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания, расширении сырьевой базы. Теплоизоляционное ячеистое стекло содержит в качестве сырьевых материалов шлак ТЭС, борную кислоту, фторид натрия, глицерин и стеклобой в соотношении, мас.%: шлак ТЭС 45,5-54,6; стеклобой 27,3-36,4; глицерин 9; борная кислота 3,6; фторид натрия 5,5. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных стекломатериалов.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, опубл. 27.12.2004, МПК С03С 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ	20,0-21,0
Шлам алюминиевого
производства	1,0-2,0
Растворимое стекло	8,0-10,0
Бой стекла	остальное

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495, опубл. 20.11.2006, МПК C03C 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас ТЭС), растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов мас.%:

Шлак ТЭЦ

21,5-23

Пыль электрофильтров

кремниевого производства	3,0-5,0
Растворимое стекло	7,0-8,0
Бой стекла	остальное

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°C.

Задачей изобретения является снижение ресурсоемкости технологии теплоизоляционного ячеистого стекла без ухудшения его качества, снижение себестоимости, утилизация шлака ТЭС.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, увеличении количества шлака ТЭС в составе теплоизоляционного ячеистого стекла.

Поставленная задача решается за счет того, что теплоизоляционное ячеистое стекло содержит шлак ТЭС, стеклобой, борную кислоту, фторид натрия, глицерин в следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС	45,5-54,6
Стеклобой	36,4-27,3
Глицерин	9
Борная кислота	3,6
Фторид натрия	5,5

Процесс получения теплоизоляционного ячеистого стекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- формование плит;

- вспенивание;

- отжиг;

- механическую обработку плит.

Шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Подготовка форм для вспенивания включает очистку и обмазку их внутренней поверхности меловой или каолиновой суспензией для предотвращения прилипания стекла к металлу.

Подготовленную шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном, стараясь использовать при этом постоянное давление. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°C электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе теплоизоляционного ячеистого стекла. Время вспенивания - 50 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°C.

После выдержки при 600°C в течение 20 мин печь отключают. Отжиг плит теплоизоляционного ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч.

После извлечения плит теплоизоляционного ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров. В результате должны быть получены плиты теплоизоляционного ячеистого стекла, отличающиеся низкими показателями плотности и коэффициента теплопроводности при достаточно высоких показателях прочности на сжатие.

В таблице приведены свойства синтезированного теплоизоляционного ячеистого стекла.

Пример №1.

Для получения шихты теплоизоляционного ячеистого стекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлака ТЭС, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Состав теплоизоляционного ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС	45,5
Стеклобой	36,4
Глицерин	9
Борная кислота	3,6
Фторид натрия	5,5

Шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Подготовленную шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°C электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе теплоизоляционного ячеистого стекла. Время вспенивания - 50 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°C в течение 20 мин печь отключают. Отжиг плит теплоизоляционного ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч. После извлечения плит теплоизоляционного ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример №2.

Шлак ТЭС	50,1
Стеклобой	31,8
Глицерин	9
Борная кислота	3,6
Фторид натрия	5,5

Шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Подготовленную шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°C электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе теплоизоляционного ячеистого стекла. Время вспенивания - 50 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°C в течение 20 мин печь отключают. Отжиг плит теплоизоляционного ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч. После извлечения плит теплоизоляционного ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример №3.

Шлак ТЭС	54,6
Стеклобой	27,3
Глицерин	9
Борная кислота	3,6
Фторид натрия	5,5

Шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Подготовленную шихту для теплоизоляционного ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°C электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе теплоизоляционного ячеистого стекла. Время вспенивания - 50 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°C в течение 20 мин печь отключают. Отжиг плит теплоизоляционного ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч. После извлечения плит теплоизоляционного ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Теплоизоляционное ячеистое стекло, содержащее шлак ТЭС, стеклобой, отличающееся тем, что дополнительно содержит борную кислоту, фторид натрия, глицерин в следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС	45,5-54,6
Стеклобой	36,4-27,3
Глицерин	9
Борная кислота	3,6
Фторид натрия	5,5

Изобретение относится к производству вспененных гранул. Технический результат – упрощение способа, повышение эффективности процесса и качества готового продукта.

Технологическая линия производства гранулированного пеностекла // 2609783

Изобретение относится к производству гранулированного пеностекла. Техническим результатом - повышение очистки гранул.

Состав шихты и способ получения пеностекла // 2608095

Изобретение относится к способу получения пеностекла. Технический результат – расширение сырьевой базы, упрощение технологии, снижение температуры вспенивания, повышение водостойкости пеностекла.

Состав шихты и способ получения вспененного теплоизоляционного материала // 2606539

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения – снижение влажности и упрощение состава шихты.

Стеклогравий искусственный пористый // 2604731

Изобретение относится к отрасли производства искусственного пористого стеклогравия. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, увеличении количества шлака ТЭС в составе стеклогравия искусственного пористого.

Способ получения блочного пеностекла // 2594416

Изобретение относится к производству блочного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры и времени вспенивания.

Состав пеностекольного композита // 2592002

Изобретение относится к составу пеностекольного композита и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы.

Шихта для изготовления стеклогранулята для пеностекла на основе колеманита // 2579078

Изобретение относится к составу стекольной шихты. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры варки стекла и расширении сырьевой базы.

Шихта для получения пеностекла // 2575720

Изобретение относится к составу для получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в утилизации стеклобоя и отходов гальванического производства.

Сырьевая смесь для изготовления блочного пеностекла и способ его получения // 2570175

Изобретение относится к области получения термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, снижении энергозатрат за счет сокращения времени отжига.

Шихта для получения пеностекла // 2625828

Изобретение относится к составу шихты для получения пеностекла. Шихта для получения пеностекла, включающая гидрат окиси натрия, углерод, перлит, отличающаяся тем, что дополнительно содержит листовое стекло и/или тарное стекло при следующем соотношении размолотых до остатка не более 10% на сите №008 компонентов, мас. %: гидрат окиси натрия 6,0-8,5; углерод 0,005-0,01; листовое стекло и/или тарное стекло 40,0-50,0; перлит остальное. Технический результат - снижение температуры синтеза пеностекла. 1 табл.

Шихта для синтеза теплоизоляционного ячеистого стекла // 2627516

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат – снижение температуры вспенивания. Шихта для ячеистого стекла содержит, мас. %: шлак ТЭС 45,1-55,1; стеклобой 1-ЗС 16,1-21,1; стеклобой 1-БС 16,1-21,1; глицерин 3,6; борная кислота 3,6; фторид натрия 5,5. 1 табл., 3 пр.

Шихта для получения пеностекла // 2627788

Изобретение относится к технологии строительных материалов теплоизоляционно-конструкционного назначения. Технический результат изобретения – расширение сырьевой базы, получение однородной пористой структуры пеностекла. Шихта для получения пеностекла содержит следующие компоненты, мас. %: бой тарного стекла 94,0-98,0; порошок шлама водоочистки 1,5-3,5; литий-кобальт-оксидное соединение 1,0-3,0. 1 табл.

Шихта для получения пеностекла // 2627789

Изобретение относится к технологии строительных материалов теплоизоляционно-конструкционного назначения. Технический результат – расширение сырьевой базы, снижение температуры вспенивания. Шихта для получения пеностекла содержит следующие компоненты, мас.%: бой листового стекла 94,0-97,0; порошок шлама водоочистки 1,5-3,5; литий-кобальт-оксидное соединение 1,0-3,0. 2 пр., 1 табл.

Способ производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов и устройство для его осуществления // 2629506

Изобретение относится к производству гранулированного пеностекла. Технический результат – получение равномерно вспененной структуры в пеностекле. Устройство для производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов включает трубчатую печь, лотковую печь и холодильник для медленного остывания и быстрого остывания. В трубчатой печи гранулы нагревают до температуры не более 620-640°C. Лотковая печь включает зону вспенивания и зону закалки и выполнена в виде системы расположенных со смещением друг относительно друга лотков, установленных на выходе из трубчатой печи. Каждый лоток снабжен индивидуальным регулируемым нагревателем и виброприводом. Холодильник включает бункер для медленного остывания до 600°С, установленный за лотковой печью, и открытую виброплощадку с принудительным съемом тепла для быстрого остывания. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Состав шихты для изготовления пеностекла // 2631462

Изобретение относится к составу шихты для получения пеностекла. Технический результат - повышение теплотехнических и прочностных характеристик пеностекла. Шихта для изготовления пеностекла содержит следующие компоненты, мас. %: стекольный бой 80-87; сульфат натрия 3-5; диатомитовая глина 3,3-5,0; фиброволокно 3,3-5,0; ваграночный шлак 3,3-5,0.

Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла // 2639758

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных конструкционно-теплоизоляционных материалов. Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла содержит, мас.%: шлак ТЭС 35-45, металлургический шлак 5-10, стеклобой 35-45, глицерин 3, борную кислоту 3, фторид натрия 4. Технический результат – снижение температуры вспенивания и ресурсоемкости технологии, утилизация шлака. 1 табл., 3 пр.

Способ получения пеностекла // 2641042

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству материала из пеностекла. Способ получения материала из пеностекла включает загрузку силикатной массы в виде стеклобоя в контейнер, его вспенивание, схватывание и создание стеклянной оболочки. В качестве стеклянной оболочки используют тонкостенный стеклянный контейнер, в который загружают силикатную массу, содержащую жидкое стекло и стеклобой. После вспенивания и схватывания силикатной массы контейнер герметизируется. Технический результат заключается в сокращении энергетических затрат при изготовлении материала из пеностекла при одновременном обеспечении его влагостойкости и механической прочности.

Технологическая линия производства гранулированного пеностекла // 2642756

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов, а именно к производству гранулированного пеностекла. Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение выхода годного продукта. Технический результат достигается тем, что технологическая линия производства гранулированного пеностекла содержит установленные и взаимосвязанные посредством транспортеров бункер исходного сырья, измельчитель, бункер жидкого компонента, грануляторы, барабанную сушилку, вибросито, бункер с дозатором высушенных гранул, бункер с разделяющей средой. А также содержит вращающуюся печь вспенивания, вращающийся холодильник, установленный после печи вспенивания, бункер накопления вспененных гранул, склад готовой продукции с двумя последовательно установленными виброситами, каждое из которых снабжено двумя сетками и связанными через сборники гранул и посредством пневмотранспортеров с бункерами готовой продукции. Дополнительно линия содержит аттритор мокрого помола, соединенный с бункером жидкого компонента, и сушильно-грануляционную установку, соединенную с сушильным барабаном. 1 ил.

Способ получения блочного пеностекла // 2643532

Изобретение относится к области получения блочного пеностекла. Способ получения блочного пеностекла включает диспергирование стеклоотходов, смешивание их со вспенивающей смесью, гранулирование исходной шихты до размеров частиц 0,5-5,0 мм. Затем осуществляют подачу гранулированной шихты в питатель плазменного реактора, вспенивание гранул в плазменном факеле, напыление конгломератов пеностекла потоком плазмообразующего газа, транспортирование вспененных конгломератов отходящим плазмообразующим потоком газов в металлическую форму. Гранулированная шихта подается в плазменную горелку параллельно оси плазменного факела потоком плазмообразующих газов, а напыление в металлические формы конгломератов пеностекла выполняется при мощности работы плазмотрона 12 кВт. Технический результат – улучшение однородности распределения гранул шихты в готовом продукте, снижение теплопроводности, повышение прочности на сжатие. 3 табл.