Пеношлакостекло

Пеношлакостекло

Реферат

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

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, заявка 2003124103/03 от 31.07.2003, 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, Заявка: 2005109984/03, 06.04.2005, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, 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°С.

Задача изобретения - упрощение технологии получения пеношлакостекла, при сохранении качества продукта.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла, снижении ресурсоемкости технологии пеношлакостекла за счет расширения сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС.

Технический результат достигается за счет введения в состав пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковые отходы ТЭС (шлак ТЭС), при следующем соотношении, мас.%:

Шлак ТЭС	60-70
Борная кислота	10-20
мел	1-5
Стеклобой	15-25

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- вспенивание;

- отжиг;

- механическую обработку блоков.

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400-600 м²/кг. Влажность смеси до 1%.

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

Подготовленную шихту для пеношлакостекла 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°С электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 30-40 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°С.

После выдержки при 600°С в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.

После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

В таблице приведены свойства синтезированных пеношлакостекол.

Пример 1. Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС	66,6
Борная кислота	14,3
Мел	4,8
Стеклобой	14,3

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 30-40 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример 2. Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС	60-80
Борная кислота	14,3
Мел	4,8
Стеклобой	23,8

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, порообразователя (мела) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 30-40 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример 3.

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС	61,9
Борная кислота	14,3
Мел	4,8
Стеклобой	19,0

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 30-40 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Свойства синтезированных пеношлакостекол
№ состава	Водопоглощение, %	Плотность, ρ*10-3 кг	Предел прочности Rсж, МПа
1	17,97	0,385	1,23
2	19,38	0,378	1,00
3	37,00	0,365	1,16

Пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, стеклобой, порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит борную кислоту, а в качестве порообразователя используют мел при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭС	60-70
Борная кислота	10-20
Мел	1-5
Стеклобой	15-25