Способ получения блочного термостойкого пеностекла

Авторы патента:

Бондаренко Диана Олеговна (RU)

Здоренко Наталья Михайловна (RU)

Макаров Алексей Владимирович (RU)

Бондаренко Надежда Ивановна (RU)

Бессмертный Василий Степанович (RU)

Самсонова Анастасия Олеговна (RU)

C03C11/00 - Пеностекло

Владельцы патента RU 2730236:

Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» (RU)

Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла и может быть использовано в атомной технике, а также в промышленности строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта и длительность технологического процесса. Для достижения указанного технического результата предлагаемый способ получения блочного термостойкого стекла включают совместный помол компонентов с пенообразователем, нагрев пенообразующей смеси, вспенивание в металлических формах, стабилизацию, резкое охлаждение, отжиг, причем в пенообразователь дополнительно вводят бой высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом при соотношении 10:3 соответственно в количестве 5-7 мас.%, нагрев пенообразующей смеси осуществляют при скорости 4,5°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 780°C в течение 30 мин, резкое охлаждение до температуры 590°C проводят со скоростью 2,5°C/мин, а отжиг в течение 10 часов. 4 табл.

Известны ряд способов получения блочного пеностекла, недостатками которых являются низкое качество конечного продукта и длительность технологического процесса.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения блочного термостойкого пеностекла (Патент РФ 2530151), включающий совместный помол компонентов с пенообразователем, нагрев пенообразующей смеси при скорости 3,7°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 820°C в течение 40 мин, вспенивание в металлических формах, стабилизацию, резкое охлаждение до 600°C со скоростью 2,0°C/мин, отжиг в течение 12 часов.

Недостатком данного способа является низкое качество конечного продукта и длительность технологического процесса.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта и длительность технологического процесса.

Для достижения указанного технического результата предлагаемый способ получения блочного термостойкого стекла включают совместный помол компонентов с пенообразователем, нагрев пенообразующей смеси, вспенивание в металлических формах, стабилизацию, резкое охлаждение, отжиг, причем в пенообразователь дополнительно вводят бой высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом при соотношении 10:3 соответственно в количестве 5-7 мас.%, нагрев пенообразующей смеси осуществляют при скорости 4,5°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 780°C в течение 30 мин, резкое охлаждение до температуры 590°C проводят со скоростью 2,5°C/мин, а отжиг в течение 10 часов.

Предложенный способ получения блочного термостойкого пеностекла отличается от прототипа тем, что в пенообразователь дополнительно вводят бой высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом при соотношении 10:3 соответственно в количестве 5-7 мас.%, нагрев пенообразующей смеси осуществляют при скорости 4,5°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 780°C в течение 30 мин, резкое охлаждение до температуры 590°C проводят со скоростью 2,5°C/мин, а отжиг в течение 10 часов.

Введение в состав смеси пенноизмельченного боя высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом способствует одновременному повышению термостойкости, также обеспечивает снижение энергозатрат на получение блочного термостойкого пеностекла. Сокращение времени вспенивания пенообразующей смеси при повышенных скоростях нагрева с последующим резким охлаждением способствует закаливанию конечного продукта и в конечном итоге обеспечивает повышение качества блочного термостойкого пеностекла, в частности его термостойкости.

За качественный показатель термостойкого блочного пеностекла была принята величина термостойкости, которая сформировалась за счет введения в состав тонкоизмельчённого боя огнеупора высокоглинозернистого огнеупора, а также на стадиях охлаждения и отжима.

На первом этапе определяли оптимальное соотношение высокоизмельчённого боя высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом и их оптимальное количества в пенообразующей смеси (таблица 1).

Как видно из таблицы 1, оптимальным соотношением является 10 частей боя огнеупора и 3 части жидкого стекла при их содержании в смеси 5-7 мас.%. На втором этапе исследований определены оптимальные технологические параметры скорости нагрева и время выдержки в пенообразующей смеси (таблица 2).

Таблица 1

Оптимальное соотношение высокоизмельчённого боя высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом и их оптимальное количество в пенообразующей смеси

Состав пенообразующей смеси, мас.%	Температура вспенивания, С	Размер пор, мм	Органолептическая оценка вспенивания
Тарное стекло ЗТ-1	Cоотношение боя высокоглинозер-нистого огнеупора и жидкого стекла	Смесь боя высокоглинозернис-того огнеупора и жидкого стекла, мас %
97	10:1	3	760	0,2-0,4	Неполное вспенивание
	10:2		770	0,4-0,6	Неполное вспенивание
	10:3		780	0,6-0,8	Неполное вспенивание
	10:4		800	0,8-1,2	Неполное вспенивание
10:5	820	0,9-1,3	Неполное вспенивание
95*	10:1	5*	760	0,3-0,6	Неполное вспенивание
	10:2		770	0,4-0,7	Неполное вспенивание
	10:3		780*	0,5-1,6	Полное вспенивание
	10:4		800	0,6-1,8	Полное вспенивание
10:5	820	1,0-3,1	Полное вспенивание, деформация
93*	10:1	7*	760	0,5-1,6	Неполное вспенивание
	10:2		770	0,7-2,3	Полное вспенивание
	10:3		780	0,8-2,6	Полное вспенивание
	10:4		800	0,9-2,8	Полное вспенивание
10:5	820	1,0-3,0	Полное вспенивание, частичный разрыв пор
90	10:1	10	760	0,3-0,6	Неполное вспенивание
	10:2		770	0,6-1,1	Неполное вспенивание
	10:3		780	0,8-2,3	Полное вспенивание, деформация
	10:4		800	0,9-2,8	Полное вспенивание, деформация
10:5	820	1,1-3,0	Полное вспенивание, разрыв пор

^{*- оптимальный вариант}

Таблица 2

Оптимальные технологические параметры скорости нагрева и время выдержки в пенообразующей смеси

Скорость нагрева, °С/мин	Температура вспенивание, °С	Время вспенивания, мин	Прочность
4,2	780	20	1,75
		25	1,89
		30	2,01
		35	1,93
40	1,84
4,5**	780**	20	1,97
		25	2,30
		30**	2,40**
		35	2,31
40	2,26
437	780	20	1,53
		25	1,74
		30	1,97
		35	1,82
40	1,62

^{**- оптимальный вариант}

Таблица 3

Оптимальные параметры скорости охлаждения и времени отжига пенообразующей смеси

Температура охлаждения	Скорость охлаждения, °С/мин	Время отжига, ч	Термостойкость, Δ Т
580	2,0	8	185
580	2,5	10	260
3,0	12	190
590***	2,0	8	260
590***	2,5***	10	320***
3,0	12	240
600	2,0	8	215
600	2,5	10	280
3,0	12	205

^{***- оптимальный вариант}

На третьем этапе определены скорость охлаждения и время отжига при оптимальной температуре (таблица 3). Как видно из таблицы 3, при скорости охлаждения 2,5°С/мин и температуре охлаждения 590°С термостойкость составляет 320°С. Сопоставительный анализ технологических параметров и свойств термостойкого пеностекла известного и предлагаемого способов представлен в таблице 4.

Таблица 4

Технологические параметры и свойства термостойкого пеностекла известного и предлагаемого способов

Наименование	Ед. измерения	Известный способ	Предлагаемый способ
Состав	Мас.%		Тарное ЗТ-1 : смесь боя огнеупора ж.с. мас.%= (93-95):(5-7)
Температура вспенивания	°С	820	780
Скорость подъёма температуры	°С/мин	3,7	4,5
Время вспенивания	Мин	40	30
Резкое охлаждение	°С	600	590
Скорость охлаждения	°С/мин	2,0	2,5
Отжиг	час	12	10
Термостойкость	°С	250	320
Плотность	Кг/м³	206	210
Теплопроводность	Вт/м*к	0,057	0,057

Способ получения блочного термостойкого стекла, включающий совместный помол компонентов с пенообразователем, нагрев пенообразующей смеси, вспенивание в металлических формах, стабилизацию, резкое охлаждение, отжиг, отличающийся тем, что в пенообразователь дополнительно вводят бой высокоглинозернистого огнеупора с жидким стеклом при соотношении 10:3 соответственно в количестве 5-7 мас.%, нагрев пенообразующей смеси осуществляют при скорости 4,5°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 780°C в течение 30 мин, резкое охлаждение до температуры 590°C проводят со скоростью 2,5°C/мин, а отжиг в течение 10 ч.

Изобретение относится к области производства теплоизоляционных материалов, а именно к производству пеностекла, и может быть использовано в строительной индустрии как легкий теплоизоляционный конструкционный материал.

Способ получения покрытия на блочном пеностекле // 2726015

Изобретение относится к области получения покрытия на блочном пеностекле и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта и ускорении процесса получения покрытия.

Сырьевая смесь для производства искусственного пористого заполнителя // 2725365

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов – заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких и силикатных бетонов, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.

Способ изготовления гранулированного пеностеклокерамического заполнителя // 2723886

Предложен способ изготовления гранулированного пеностеклокерамического заполнителя, включающий измельчение цеолитизированной породы, приготовление сырьевой смеси смешиванием измельченной породы с водным раствором гидроксида натрия в соотношении на сухое вещество, мас. %: цеолитизированная порода - 75-80; гидроксид натрия - 15-20, остальное вода, последующее гранулирование смеси, карбонизацию гидроксида натрия в гранулах и обжиг гранул в печи.

Способ получения мультиферроиков методом пропитки на основе ферромагнитной стекломатрицы // 2721609

Изобретение относится к технологии получения оксидных стеклообразных композитов - мультиферроиков, сочетающих в себе ферромагнитные и электрические свойства, которые могут быть использованы в области свервысокочастотной электроники.

Способ получения пористого стекла с магнитными свойствами // 2720259

Изобретение относится к технологии получения оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами, которые могут быть использованы в качестве матриц для введения сегнетоэлектриков с целью получения мультиферроиков.

Литой стеклокристаллический материал // 2713170

Изобретение описывает литой стеклокристаллический материал, содержащий оксиды кремния, магния, алюминия, титана, марганца и имеющий в структуре шпинельные фазы, при этом он дополнительно содержит оксиды кальция, железа (II), железа (III), натрия, калия, хрома, ванадия, серу S2 в соединении Fe2S при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов // 2704085

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла – заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких и силикатных бетонов, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.

Способ получения пеносиликатного материала // 2703032

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности пеносиликатного теплоизоляционного материала на основе кремнеземсодержащих техногенных отходов.

Способ получения пеностекла // 2701951

Изобретение относится к области производства неорганических и теплоизоляционных материалов и раскрывает способ получения пеностекла. Способ включает получение измельченного стеклобоя следующего состава в мас.%: SiO2 - 72,0 ± 7,0; Na2O - 13,0 ± 2,0; CaO - 10,0 ± 2,0; MgO - 4,0 ± 2,0; Al2O3 - 1,0 ± 0,5; SO3 - 0,2 ± 0,1; K2O - 0,3 ± 0,1; Fe2O3 ≤0,2, содержащего частицы размером менее 40 мкм, добавление к измельченному стеклобою водного раствора кальцинированнной соды и глицерина, перемешивание, выдержку полученной смеси, последующую сушку при температуре менее 200°С до получения смеси с влажностью не более 1%, дезагломерацию, включающую перемешивание смеси с серой, с получением шихты с размером частиц менее 40 мкм, последующее дозирование, помещение в форму, вспенивание, фиксацию, извлечение, отжиг и охлаждение полученного пеностекла.