КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК C04B14/38 

Изобретение относится к строительным материалами и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий гипсоцементно-пуцолановое вяжущее, перлитовый песок, гидрофобизированный метилсиликонатом натрия, стекловолокно [1].

Недостатком данного состава является низкая механическая прочность и сложность технологического процесса. Низкая механическая прочность объясняется тем, что данный теплоизоляционный материал получен на основе гидравлического вяжущего и входящее в его состав стекловолокно инертно и выполняет армирующую функцию.

Известен также состав для изготовления из гидромасс жестких температуростойких плит, включающий минеральную вату, тонкодисперсную глину и крахмал [2]. Изготовленные изделия из этого материала имеют высокую плотность и низкую механическую прочность. Это объясняется тем, что при высоких температурах происходит расстекловывание минерального волокна и взаимодействие его с глинистыми компонентами, что влечет за собой нарушение каркасной структуры и, как следствие, увеличивается плотность материала.

Для снижения плотности готового материала в композиции [3] используют трепал, который обладает высокой пористостью (до 85 %). По совокупности признаков эта композиция является близкой. Указанная композиция имеет следующий состав, мас.%:
Муллитокремнеземистая вата - 24-28
Огнеупорная глина - 12-15
ПАВ - 0,3-0,5
Трепел - 5-10
Вода - Остальное
Однако указанная смесь имеет невысокую механическую прочность при сжатии, кроме того, для приготовления ее используются дефицитные материалы (муллитокремнеземистая вата, которая требует специальной сложной технологии приготовления, и огнеупорная глина).

В основу изобретения положена задача получения теплоизоляционного материала, имеющего высокую механическую прочность, из наиболее доступных, техногенных сырьевых материалов.

Поставленная задача решается тем, что композиция для изготовления теплоизоляционных изделий, содержащая стекловолокно и глину, дополнительно содержит вермикулит и жидкое стекло при следующим содержании компонентов, мас.%:
Стекловолокно - 70-80
Глина - 5-15
Вермикулит - 5-10
Жидкое стекло - 5-10
От прототипа предлагаемая композиция отличается тем, что дополнительно содержит вермикулит и жидкое стекло.

Увеличение механической прочности объясняется тем, что при температуре 600-700^oC в вермикулите происходит раннее образование стеклофазы. При этом наблюдается интенсивное выделение паров воды. Энергично испаряющаяся вода и образование стеклофазы вызывают сильное вспучивание вермикулита, который омывает стекловолокна и заполняет пустоты между ними. Полученная таким образом ячеистая структура характеризуется высокой замкнутостью пор, плотной их внутренней поверхностью и равномерной пористостью по всему объему материала. В качестве стекловолокнистого материала используется стекловолокно, полученное из техногенного сырья (в основном золы ТЭС и ГРЭС). Такое стекловолокно характеризуется повышенной кислотностью, а следовательно, менее подвержено расстекловыванию при нагревании, что нельзя сказать о традиционной минеральной вате, расстекловывание которой происходит уже при температуре 500^oC.

Предложенную композицию и изделия из нее готовят следующим образом. В смеситель помещают глину и вермикулит, смесь перемешивают до однородной массы в течение 10-15 мин, затем увлажняют до пластичного состояния массы, смешивают с жидким стеклом. К полученному шликеру добавляют стекловолокно и перемешивают до полного смачивания. Готовую смесь укладывают в формы и подвергают прессованию при 50 кг/см². Затем образцы высушивают при температуре 80-100^oC и проводят термообработку при 600-800^oC. По описанной технологии готовилось пять смесей, составы которых указаны в табл. 1. Физико-технические характеристики полученных материалов представлены в табл. 2.

Пределы содержания компонентов в предлагаемой композиции выбраны исходя из условия увеличения прочности при уменьшении или сохранении плотности получаемого материала. Содержание компонентов в примере 1 выходят за пределы заявленных, т. к. плотность полученного материала превышает плотность материала-прототипа.

Сущность изобретения: композиция для изготовления теплоизоляционных изделий содержит, мас. %: стекловолокно 70-80; глину 5-15; вермикулит 5-10; жидкое стекло 5-10. Материалы и изделия, получаемые из композиции, имеют прочность при сжатии 9,8-12,8 МПа, кажущуюся плотность 310-325 кг/м³ и коэффициент теплопроводности при 600^oC 0,17-0,23 Вт/мК и могут быть использованы и как конструкционные материалы. 2 табл.

Композиция для изготовления теплоизоляционных изделий, содержащая стекловолокно и глину, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вермикулит и жидкое стекло при следующем содержании компонентов, мас.

Стекловолокно 70 80
Глина 5 15
Вермикулит 5 10
Жидкое стекло 5 10е