Шихта для получения пеностекла

Шихта для получения пеностекла

Реферат

Изобретение относится к области пеноматериалов и может быть использовано для производства пеностекла. Известна шихта для пеностекла, включающая стеклобой и газообразователь, в качестве которого используют углеродосодержащие (сажа, антрацит) и карбонатные (мел, мраморная крошка) компоненты. При использовании углеродосодержащих газообразователей образуется однородная ячеистая структура, пористость мелкая. Недостатком применения углеродосодержащего газообразователя является то, что уже при небольших перепадах температур в пеностекле образуются трещины, что приводит к значительному увеличению времени отжига.

Наиболее близкой по совокупности признаков является шихта для пеностекла следующего состава, мас.% [1]:

Стеклобой	98
Газообразователь
(углекислый кальций)	2

Недостатком этого состава является то, что карбонатные газообразователи формируют относительно крупные поры, неоднородные по размеру, что увеличивает коэффициент теплопроводности.

До настоящего момента в качестве газообразователя при производстве пеностекла не использовался отход сахарного производства (ОСП), образующийся при химическом осаждении пульпы при осветлении сахара, с последующей сушкой образующегося пастообразного материала. ОСП, добавляемый в количестве 7...15%, нашел применение в производстве сейсмотического кирпича [2]. Однако в данном случае ОСП рассматривается как добавка, улучшающая формовочные свойства керамической массы, и как выгорающая добавка. При производстве сейсмотического кирпича для получения хорошо спекшегося качественного черепка необходим плавный температурный режим, исключающий вспучивание материала. В этом случае форма и размеры остаются постоянными, не считая общей усадки, увеличение пористости сейсмотического кирпича происходит только за счет выгорания органических примесей и постепенного разложения CaCO₃.

В основу изобретения положена техническая задача использования при производстве пеностекла комплексного газообразователя - ОСП, сочетающего в себе свойства углеродосодержащих и карбонатных газообразователей, а также утилизации стеклобоя и ОСП. При этом снижается экологический ущерб, наносимый окружающей среде, при хранении этих материалов в отвалах. Поставленная задача достигается тем, что шихта для пеностекла, содержащая стеклобой и газообразователь, отличается введением комплексного газообразователя ОСП, способного вспучивать шихту.

Шихта имеет следующий состав, мас.%:

Стеклобой (тарный)	97
Газообразователь (ОСП)	3

Структура получаемого пеностекла отличается тем, что наряду с крупными ячейками, характерными для карбонатных газообразователей, обнаруживаются мелкие, замкнутые поры, расположенные преимущественно в толще разделительных стенок. Такое распределение пор, очевидно, связано с тем, что газообразователь ОСП помимо карбонатов содержит органику, вследствие чего вещества, содержащиеся в газообразователе, разлагаются при различных температурах. Формирование мелкой пористости в оболочках крупных пор может происходить и благодаря тому, что ОСП образуется в результате химического осаждения, и размер частиц является очень мелким. Диаметр отдельных частиц ОСП сопоставим с размером частиц сажи.

Используемые компоненты шихты имеют химический состав, который представлен в таблице 1.

Таблица 1Химический состав компонентов шихты
Стеклобой (тарный)	SiO2	Al2О3	Fe2О3	CaO	MgO	Na2О	К2О	SO2
69,7	3,21	0,46	6,01	3,93	14,59	1,7	0,37
ОСП	CaCO3	CaO	Органические составляющие
50%	30%	20%

Шихту для пеностекла приготавливают совместным измельчением стеклобоя (тарного) и ОСП в шаровой мельнице, с футеровкой и мелющими телами из фарфора, до удельной поверхности 5000-7000 см²/г. Приготовленная шихта укладывается в формы, предварительно смазанные каолиновой суспензией, с последующей термообработкой при температуре 850°С. Затем извлекают полученное пеностекло из форм и отправляют на отжиг по ранее известным температурным режимам для отжига пеностекла. После отжига пеностекло проходит механическую обработку для придания четких геометрических размеров.

В лабораторных условиях были исследованы следующие составы шихты, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2Составы шихты
Компоненты	Номер состава
1	2	3
Стеклобой (тарный), %	99	97	95
ОСП, %	1	3	5

Приготовленную шихту по вышеописанному способу вспенивали в лабораторной муфельной печи при температурах 800°С, 850°С, 900°С с отжигом по ранее известным температурным режимам для отжига пеностекла. Наилучшие результаты были получены при температуре 850°С с использованием ОСП - 3%, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3Характеристики получаемого материала и прототипа
Наименование состава	Предел прочности при сжатии, МПа	Плотность, кг/см3	Коэффициент звукопоглощения в диапазоне частот 600-4000 Гц	Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К
№2, ОСП - 3%	1,1	215	0,6	0,055
прототип	0,8	170-250	0,55-0,83	0,055-0,08

Данный шихтовой состав позволяет осуществить утилизацию стеклобоя (тарного), отхода сахарного производства и получить качественный теплоизоляционно-акустический материал (пеностекло) за счет введения комплексного газообразователя - ОСП.

Источники информации

1. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла / Б.К.Демидович. - Минск.: Изд-во Наука и техника, 1972, - 300 с.

2. AC № 1474141. Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича. Караханиди С.Г., Платонова Л.М., Тимошадченко Е.В., приоритет 12.01.87, опубл. 23.04.89, бюл. № 15.

Шихта для получения пеностекла, включающая стеклобой и газообразователь, отличающаяся тем, что в качестве газообразователя используется отход сахарного производства (ОСП) - комплексный газообразователь, вводимый в количестве 3% по массе, содержащий в своем составе углеродсодержащие и карбонатные компоненты при следующем соотношении, %:

Карбонат кальция CaCO3	50
Оксид кальция CaO	30
Органические составляющие	20