ВСПЕНИВАЮЩАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОЧНОГО ПЕНОСТЕКЛА С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Российский патент 2005 года по МПК C03C11/00 C03B19/08 

Изобретение относится к способам получения эффективных функциональных теплоизоляционных материалов с низкими значениями теплопроводности и плотности, а именно к способам получения стеклообразных силикатных материалов, в частности пеностекла, с использованием вспенивающей смеси и касается утилизации стеклообразных отходов, образующихся в результате бытовой жизнедеятельности человека, а также техногенных продуктов производственного и промышленного происхождения.

Известно несколько способов приготовления блочного пеностекла. Например, плиты из пеностекла формируют продувкой воздуха или другого газа через расплав стекломассы, после чего расплав охлаждают таким образом, чтобы образовавшиеся при продувке пузырьки газа сохранялись в остывшем стекле (Патент США №3151966 от 06 октября 1964 года). Блочное пеностекло также получают при добавлении к тонкомолотому стеклу вспенивающей смеси, которая может содержать восстановитель в виде углеродистого ингредиента и окислитель из числа сульфатов, оксидов и др. В этом случае композицию нагревают до температуры стеклования и далее до размягчения или расплавления. В ходе термообработки происходит окислительно-восстановительная реакция между восстановителем (углеродом) и окислителем (сульфатами и/или оксидами, находящимися в стекле). В результате в расплаве стекла образуются газы - SO₂, СО₂, N₂, Н₂S и др., которые формируют пузырьки и придают массе пористую структуру, что приводит к образованию материалов с низкой кажущейся плотностью и высоким сопротивлением переносу тепла теплопроводностью и излучением. Лучшие результаты достигаются, когда получаемая структура материала содержит только закрытые поры, или когда закрытые поры в ней преобладают, что делает изделие непроницаемым для воды, других жидкостей, водяных паров и газов (Патент США №5516351, С 03 В 19/06, от 14 мая 1996 года).

Блочное пеностекло имеет существенные положительные качества, которые делают его полезным для сверхнизкотемпературной теплоизоляции, пожарной и тепловой изоляции, а также в качестве звукопоглощающего, архитектурного и конструкционного строительного материала. Пожалуй только газобетон из аналогично используемых теплоизоляционных материалов является наиболее безопасным и долговечным. Поэтому такой материал наиболее широко применяется в строительстве. Но несмотря на преимущества газобетона по сравнению с другими теплоизоляционными материалами, и ему присущи существенные недостатки. Во-первых, высокое водопоглощение приводит к низкой влаго- и морозостойкости. Высокая гидрофобность поверхности снижает адгезию, затрудняет штукатурные работы и снижает прочность конструкций. Прочность газобетона невысока.

Во многих случаях требуется, чтобы блочное пеностекло было влагонепроницаемым, жаростойким, прочным. Оно по сравнению с материалами на основе древесины не подвержено гниению и действию различных насекомых.

Качество и показатели свойств блочного пеностекла зависят от его кажущейся плотности, размера и распределения пор, объемного водопоглощения и др. К недостаткам, снижающим качество пеностекла, можно отнести следующие параметры: неоднородность пор по размерам и неоднородность распределения их по сечению блока, повышенная толщина стенок, высокая кажущаяся плотность, наличие остаточных напряжений, снижающих механическую прочность, высокая доля проницаемых пор и водо- и паронасыщение объема блочного пеностекла. Кроме того, из-за больших затрат на варку стекла и термическую переработку ингредиентов в блочное пеностекло, а также больших отходов при разделке блоков на изделия требуемого фасона и размеров, изделия из пеностекла сравнительно дороги. Следует заметить, что производство пеностекла всегда было технологией более сложной, чем любого другого теплоизоляционного материала.

Наиболее распространено производство качественного блочного пеностекла из специально сваренного и гранулированного стекла, для улучшения свойств которого используют дефицитные и дорогостоящие ингредиенты. Считается допустимым в шихту вовлекать до 20 мас.% отдельных видов отходов стекла. Считается, что получение качественного блочного пеностекла из стеклоотходов представляет большую проблему.

Известен способ (Патент США №2775524 от 25 декабря 1956 года), по которому осуществляется диспергирование стеклобоя со специальным образом, подготовленным материалом из группы диатомита, кремнезема с удельной поверхностью более 10 м²/г, содержащего углерод в количестве 5-50 массовых частей на 100 частей, из расчета 0.08-0.15 мас.% углерода от массы стеклобоя, нагрев до температуры, достаточной для размягчения и вспенивания стекла, охлаждение и отжиг.

Известный способ, в котором в окислительно-восстановительных реакциях с углеродистым ингредиентом участвуют оксиды мышьяка, сурьмы, ванадия, молибдена, вольфрама, практически не применим для получения эффективного блочного стекла с низкой объемной плотностью, когда окислителем выступает SO₃ (SO₂).

Наши исследования свидетельствуют, что принципиально, кроме специально сваренного стекла и при условии введения в состав окислителей SO₃, As₂О₃, Sb₂O₃ или их сочетаний, невозможно получать эффективный теплоизоляционный материал с низкой кажущейся плотностью и замкнутыми порами с применением утилизируемого стеклобоя.

В патенте США №5516351, С 03 В 19/06, от 14 мая 1996 года рассмотрен способ получения блочного пеностекла, который включает использование измельченного стекла и вспенивателя из числа СаСО₃ или CaSO₄ заданного гранулометрического состава, смешение их в мельнице, заполнение формы, вытеснение из смеси воздуха продуванием ее газами SO_x и/или СО_х и нагревание до температуры вспенивания, охлаждение и отжиг, позволявший использовать стекло смешанного типа. Общеизвестно, что применение ингредиентов, химические реакции которых со стеклом сопровождаются вспениванием, не обеспечивает получение мелкопористого блочного пеностекла с преимущественно и/или полностью закрытыми от внешней среды порами. Кажущаяся плотность, теплоизоляционные, механические и др. свойства таких материалов быстро и сильно деградируют в среде влажной атмосферы. Применение газов SO_x и СО_х приводит к удорожанию производства, имеет неблагоприятные экологические последствия и требует больших затрат на улавливание и переработку опасных для работающего персонала и окружающей среды газообразных выделений.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения блочного пеностекла (патент Российской Федерации №2187473, С 03 В 19/08, от 12 июля 2000 года), который относится к способам получения блочного пеностекла из утилизируемых стеклоотходов, исключающему стадию их переработки в специальное стекло и состоящий в том, что стеклобой диспергируют до удельной поверхности 6000-20000 см²/г, затем гидроксилируют до насыщения влагой 0.4-1.6 мас.% и к 75-98 мас.% гидроксилированного стеклобоя добавляют 2-25 мас.% вспенивающей смеси, включающей в качестве углеродсодержащего компонента активную сажу с удельной поверхностью 75-150 м²/г, в качестве сульфата металла - сульфат натрия и дополнительно жидкое натриевое стекло и оксид бора при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: жидкое натриевое стекло 0.5-5.0, активная сажа с удельной поверхностью 75-150 м²/г 0.2-1.5, сульфат натрия 0.5-1.5, активный кремнезем 0.6-12.0, оксид бора 0.2-5.0, перемешивают, гранулируют в частицы диаметром 30-2000 мкм, засыпают в форму и подуплотняют до кажущейся плотности 0.96-1.35 г/см³, спекают при температуре 450-700°С, вспениваниют, подвергают закалке при температуре 540-620°С со скоростью 80-300°С/мин и отжигают блочное пеностекло при температуре 420-520°С.

Рассматриваемый в прототипе способ затрагивает такую актуальную проблему, как утилизация накопившихся в большом объеме бытовых и промышленных технических отходов щелочных алюмосиликатных стекол. Выходные свойства конечного продукта в известном способе далеко не всегда находятся на должном уровне. Например, блочное пеностекло из бесцветных утилизируемых стекол получается преимущественно с открытыми порами, малой механической прочностью и высоким водопоглощением, а блочное пеностекло из цветных утилизируемых стекол получается с большой кажущейся плотностью, неравномерной крупной пористой структурой, с кавернами из-за разрыва стенок и объединения пор.

Из недостатков прототипа в первую очередь следует отметить большое число компонентов в составе материала, необходимого для получения пеностекла. Помимо непосредственно компонентов самой вспенивающей смеси (окислитель-сульфат натрия, восстановитель-активная сажа), в состав добавки входят компоненты, влияющие непосредственно на свойства расплава и выходные показатели свойств пеностекла (активный кремнезем, оксид бора, жидкое стекло). Применяемые в известном способе добавки необходимы для достижения требуемых выходных свойств пеностекла, но, как известно, большое количество компонентов всегда затрудняет технологический процесс производства материала со стабильными свойствами. Это связано в первую очередь с проблемами равномерного распределения ингредиентов в шихте и непосредственно во вспененном стекле. Особенно это важно при производстве пеностекла, где распределение компонентов добавки в массе шихты и утилизируемого стеклобоя должно быть равномерным, в противном случае вспенивание в объеме стекла пойдет неравномерно, что приведет к неоднородности структуры из-за образования каверн, неравномерного объемного распределения пор. Это приведет к дефектности, неоднородности свойств вспененного материала.

Задачей предлагаемого изобретения является создание вспенивающей смеси для получения блочного пеностекла с улучшенными эксплуатационными характеристиками: низкой кажущейся плотностью, с высокими теплоизоляционными свойствами, малым объемным водопоглощением, способного выдерживать механические нагружения, и утилизация щелочных алюмосиликатных, а также боросиликатных стеклообразных отходов.

Поставленная задача достигается тем, что вспенивающая смесь, включающая активную сажу и сульфат металла, содержит активную сажу с удельной поверхностью 50-100 м²/г, в качестве сульфата металла сульфаты щелочноземельных элементов и дополнительно карбонаты щелочноземельных элементов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

активная сажа с удельной поверхностью 50-100 м²/г20-70сульфаты щелочноземельных элементов10-40карбонаты щелочноземельных элементов20-40

Задача достигается также тем, что в способе получения блочного пеностекла с использованием вспенивающей смеси путем диспергирования утилизируемого стеклобоя до удельной поверхности 15000-20000 см²/г, добавки к диспергированному стеклобою вспенивающей смеси, перемешивания при влажности 1.2-1.5 мас.%, гранулирования в частицы диаметром не более 2000 мкм, засыпки гранул в форму и их подуплотнения, спекания, вспенивания при температуре 800-900°С, закалки со скоростью 200°С/мин и отжига, к 95.0-99.8 мас.% диспергированного стеклобоя добавляют 0.2-5.0 мас.% вспенивающей смеси, включающей 20-70 мас.% активной сажи с удельной поверхностью 50-100 м²/г, 10-40 мас.% сульфатов щелочноземельных элементов и 20-40 мас.% карбонатов щелочноземельных элементов, гранулы подуплотняют до порозности 0.35-0.55, спекают при температуре 600-750°С, подвергают закалке снижением температуры до 550-650°С и отжигают при температуре 500-600°С.

Техническим результатом заявляемого состава вспенивающей смеси и способа получения блочного пеностекла с ее использованием является получение блочного пеностекла с улучшенными эксплутационными свойствами: теплопроводности λ=0.06-0.08 Вт/(м·К), объемного водопоглощения - не более 10%, прочности - не менее 7 кг/см², кажущейся плотности 0.15-0.45 г/см³. Значения численных параметров температуры, соотношения ингредиентов во вспенивающей смеси, состав и количество образующихся газов определяются функциональным применением блочного пеностекла с востребованными значениями показателей свойств. Реализация предлагаемого способа обеспечивает исключение стадии варки стекла, вовлечение в производство эффективных функциональных видов блочного пеностекла, стеклообразных щелочных алюмосиликатов и боросиликатов в форме бытовых, хозяйственных, промышленных и производственных отходов отсортированного и/или не отсортированного боя стекла.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Представленное изобретение предполагает для изготовления блочного пеностекла использование в качестве стеклообразного щелочного алюмосиликатного и/или боросиликатного материала различных стекол, бывших в употреблении, подлежащих утилизации, минуя стадию переплавления их в стекло, и предназначенных для вспенивания путем осуществления в заявляемых параметрах окислительно-восстановительных реакций, сопровождающихся газовыделением, образованием пузырьков в расплаве стекла и формированием структуры блочного пеностекла.

Заявляемым способом могут быть переработаны в блочное пеностекло, т.е. подвергнуты рециклингу, как индивидуальные, так и смесевые композиции различных стекол по разработанному алгоритму.

Диспергирование стеклообразного щелочного алюмосиликата и/или боросиликата должно обеспечить в продукте удельную поверхность не менее 15000 см²/г. Такое значение дисперсности требует меньших расходов углеродистого ингредиента 20-70 мас.%, более низких температур вспенивания 800-900°С и обеспечивает получение блочного пеностекла с низкой кажущейся плотностью и низкими значениями объемного водонасыщения. Использование стеклообразного щелочного алюмосиликата с дисперсностью более 20000 см²/г технологически нецелесообразно.

Увлажнение поверхности стеклобоя до влажности не менее 1.2 мас.% необходимо для обеспечения грануляции, снижает температуру спекания вспениваемой массы и улучшает пористую структуру блочного пеностекла, позволяет на 15-50°С снизить температуру вспенивания.

Степень увлажнения более 1.5 мас.% создает большие технологические трудности из-за образования комков в переувлажненной шихте и требует организации сушки.

Введение сульфатов щелочноземельных элементов совместно с карбонатами щелочноземельных элементов в количестве суммарно 30-80 мас.% обеспечивает необходимый окислительный потенциал окислительно-восстановительного взаимодействия с углеродистым ингредиентом и образование нормированного объема газов SO_x, СО_х, N₂, H₂S в соответствии с функциональным назначением блочного пеностекла. С увеличением размеров блока требуется возрастающее количество окислителя. При количествах менее 10 мас.% сульфатов и менее 20 мас.% карбонатов щелочноземельных элементов не обеспечивается получение блочного пеностекла с низкой кажущейся плотностью менее 0.20 г/см³, при количествах более 40 мас.% сульфатов и более 40 мас.% карбонатов щелочноземельных элементов происходит выжигание углерода и в пеностекле начинают образовываться сообщающиеся открытые поры повышенных размеров, что увеличивает объемное водопоглощение и снижение прочности.

Введение менее 20 и более 70 мас.% активной углеродистой сажи с удельной поверхностью 50-100 м²/г не позволяет получать блочное пеностекло с преимущественно или полностью закрытыми порами размером менее 30-300 мкм, с уменьшением удельной поверхности углеродистого ингредиента ниже 50 м²/г снижается эффективность окислительно-восстановительных реакций, сопровождающихся образованием пузырьков в массе стекла. В результате блочное пеностекло получается с повышенной кажущейся плотностью. При увеличении удельной поверхности более 100 м²/г эффективность вспенивания уменьшается из-за выжигания углеродистого ингредиента вовлеченным воздухом и адсорбированными поверхностью газами в период до спекания стекла.

Гранулирование массы в частицы сферической формы способствует увеличению насыпной плотности материала, уменьшает объем вовлеченного и адсорбированного воздуха, преждевременно выжигающего активный углеродистый компонент, улучшает и делает более равномерной и однородной структуру блочного пеностекла. Уменьшение порозности массы в форме ниже 0.35 не позволяет получить равномерную структуру блочного пеностекла, повышение порозности массы в форме более 0.55 уменьшает вспенивание и усиливает неоднородность структуры.

Спекание при температуре 600-750°С необходимо для образования на поверхности плотной корки, эвакуации объема массы от внешней среды и уменьшения толщины поверхностной обезуглероженной корки. При температурах ниже 600°С задерживается эвакуация объема, в результате вспенивание резко уменьшается или вообще не происходит. Спекание при температуре выше 750°С вызывает термический шок с нарушением сплошности структуры и к делению блока на фрагменты.

Скорость разогрева до температуры вспенивания формирующегося блока пеностекла подбирается из расчета сохранения сплошности материала, что существенно зависит от объема блока.

Низшее значение температуры вспенивания 800°С лимитируется свойствами системы образовывать блочное пеностекло с кажущейся плотностью 0.15-0.45 г/см³. Высшее значение температуры вспенивания 900°С ограничивается нарушением однородности пористой структуры стекла, увеличением объемного водонасыщения из-за нарушения сплошности стенок пор, объединения их в крупные поры, образования полостей и снижением качества конечной продукции.

Структурно-механические свойства вспененного расплава закрепляют закалкой, снижая температуру от температуры вспенивания до 550-650°С со скоростью 200°С/мин. Нижнее значение температуры 550°С определяется перепадом, который выдерживает блок в термопластичном состоянии без развития в нем напряжений, вызывающих образование трещин или разрушение, верхнее значение 650°С ограничивается необходимостью торможения окислительно-восстановительных реакций и закрепления объема сформированного блока пеностекла.

Техническая реализация способа состоит в последовательном осуществлении технологических воздействий при заявленных параметрах и уровнях их значений, влияние которых на свойства блочного пеностекла описано выше. Стекло, подлежащее утилизации, подвергается диспергированию в помольном агрегате, например в шаровой мельнице. Активную сажу, сульфаты и карбонаты щелочноземельных элементов совместно перемешивают. Утилизируемый стеклобой совмещают со вспенивающей смесью с соблюдением заявляемого содержания ингредиентов, призванного обеспечить управляемое ведение технологического процесса формирования эффективного блочного пеностекла. Подготовленная смесь подвергается грануляции. Далее производится заполнение формы гранулированным материалом и подуплотнение до заявляемой порозности. Формы со вспениваемым материалом направляют в печь для спекания, вспенивания, стабилизации структуры, отжига, снимающего термические напряжения в блоке пеностекла при установленных режимах и значениях температуры.

Пример 1

Стеклобой медицинской посуды подвергают механическому дроблению до частиц размером не более 250 мкм. Раздробленное стекло диспергируют в шаровой мельнице. Полученный стеклообразный щелочной алюмосиликат имеет удельную поверхность по БЭТ 15000 см²/г. Вспенивающую смесь из 70 мас.% активной сажи с удельной поверхностью 50 м²/г, 10 мас.% сульфатов бария и стронция и 20 мас.% карбонатов бария и стронция приготавливают в мельнице. 99.8 мас.% стеклообразного щелочного алюмосиликата совмещают с 0.2 мас.% вспенивающей смеси и перемешивают, добиваясь однородности распределения ингредиентов. Итоговую смесь гранулируют в частицы сферической формы размером 2000 мкм. Для улучшения собирания материала в гранулы смесь увлажняют до влажности 1.5 мас.%. Гранулы загружают в форму и подуплотняют до порозности 0.35.

Форму с материалом подают в зону спекания печи с температурой 610±10°С, затем последовательно перемещают в зону вспенивания печи с температурой 810±10°С и в зону закалки при снижении температуры со скоростью 200°С/мин до 560±10°С. Сформированный блок пеностекла подвергается отжигу при температуре 510±10°С.

Свойства блочного пеностекла:

- кажущаяся плотность 0.30 г/см³,

- объемное водопоглощение 9.70%,

- коэффициент теплопроводности λ (при 20°С) 0.065 Вт/(м·К),

- прочность при сжатии 10 кг/см².

Пример 2

Боросиликатный стеклобой подвергают механическому дроблению до частиц размером не более 250 мкм и последующей магнитной сепарации. Раздробленное стекло диспергируют в шаровой мельнице. Полученный стеклообразный боросиликат имеет удельную поверхность по БЭТ 20000 см²/г.

Составляют смесь из 20 мас.% активной сажи с удельной поверхностью 100 м²/г, 40 мас.% сульфатов кальция и стронция и 40 мас.% карбонатов кальция и стронция, подвергая смешению в мельнице. 95.0 мас.% стеклообразного боросиликата совмещают с 5.0 мас.% вспенивающей смеси и перемешивают, добиваясь однородности распределения ингредиентов. Подготовленную смесь гранулируют в частицы сферической формы с предельным размером 1000 мкм. Для улучшения собирания материала в гранулы смесь увлажняют до влажности 1.2 мас.%. Гранулы загружают в форму и уплотняют до порозности 0.55.

Форму с материалом подают в зону спекания печи с температурой 740±10°С, затем последовательно перемещают в зону вспенивания печи с температурой 890±10°С и в зону закалки при снижении температуры со скоростью 200°С/мин до 640±10°С. Сформированный блок пеностекла подвергают отжигу при температуре 590±10°С.

Свойства блочного пеностекла:

- кажущаяся плотность 0.30 г/см³,

- объемное водопоглощение 2.76%,

- коэффициент теплопроводности λ (при 20°С) 0.066 Вт/(м·К),

- прочность при сжатии 14 кг/см².

Пример 3

Боросиликатный стеклобой подвергают механическому дроблению до частиц не более 250 мкм. Раздробленный стеклобой диспергируют в шаровой мельнице. Полученный диспергированный стеклобой имеет удельную поверхность по БЭТ 18000 см²/г. Составляют вспенивающую смесь, состоящую из 50 мас.% активной сажи с удельной поверхностью 80 м²/г, 30 мас.% сульфатов кальция и стронция, 20 мас.% карбонатов кальция и стронция, подвергая смешению в мельнице, чтобы добиться однородности распределения ингредиентов. 97.4 мас.% диспергированного стеклобоя совмещают с 2.6 мас.% вспенивающей смеси и перемешивают до однородного состояния. Подготовленную смесь гранулируют в частицы сферической формы размером 2000 мкм. Для улучшения собирания материала в гранулы смесь увлажняют до влажности 1.4 мас.%.

Гранулы засыпают в форму и подуплотняют до порозности 0.45.

Форма с материалом подается в зону спекания печи с температурой 680±10°С с последующим перемещением в зону вспенивания печи с температурой 850±10°С и затем в зону закалки при снижении температуры со скоростью 200°С/мин до 600±20°С.

Сформированный блок пеностекла подвергают отжигу при температуре 550±10°С.

Свойства блочного пеностекла:

- кажущаяся плотность 0.22 г/см³,

- объемное водопоглощение 5.5%,

- коэффициент теплопроводности (при 20°С) 0.06 Вт/(м·К),

- прочность при сжатии 7 кг/см.

В таблице приведены дополнительные примеры, аналогичные примерам 1-3, иллюстрирующие большие возможности заявляемого способа получения функционального блочного пеностекла на основе индивидуальных и смесевых составов утилизируемого щелочного алюмо- и боросиликатного стеклобоя.

Таким образом, заявляемые вспенивающаяся смесь и способ получения блочного пеностекла с ее использованием позволяют получать эффективное блочное пеностекло из утилизируемых бытовых, хозяйственных и техногенных отходов стекла. Полученное блочное пеностекло имеет объемную плотность 0.15-0.45 г/см³, коэффициент теплопроводности λ=0.06-0.08 Вт/(м·К), объемное водопоглощение не более 10%, прочность при сжатии 7-14 кг/см^2..

Таблица№ п/пСостав на основе утилизируемого стеклобояКажущаяся плотность, г/см³Объемное водопоглощение, %14Н0.154.521G0.4510.032Р-3С-5М0.305.041G-3C-7Ag0.159.052P-5M-6Br-9D0.176.561G-4H-6Br-7Ag0.237.0Примечания. 1. Маркировка стекол: 1G - зеленое бутылочное стекло; 2Р - оконное стекло; 3С - прозрачное бутылочное стекло; 4Н - бутылочное стекло из-под крепких спиртных напитков; 5М - медицинское стекло; 6Вr - коричневое бутылочное стекло; 7Ag - стекло для сельскохозяйственных химикатов; 9D - бутылочное стекло из-под спиртных напитков. 2. Смесевые композиции приготовлены из эквимассовых количеств стекол. 3. Состав вспенивающей смеси: пример 1 - 70 мас.% активной сажи с удельной поверхностью S_уд=50 м²/г, 10 мас.% сульфатов кальция и бария, 20 мас.% карбонатов кальция, стронция и бария; пример 2 - 40 мас.% активной сажи с S_уд=70 м²/г, 30 мас.% сульфатов кальция, стронция и бария, 30 мас.% карбонатов кальция, стронция и бария; пример 3 - 60 мас.% активной сажи с S_уд=90 м²/г, 10 мас.% сульфатов кальция, стронция и бария, 30 мас.% карбонатов стронция и бария; пример 4 - 70 мас.% активной сажи с S_уд=100 м²/г, 10 мас.% сульфатов кальция, стронция и бария, 20 мас.% карбонатов кальция, стронция и бария; пример 5 - 50 мас.% активной сажи с S_уд=80 м²/г, 30 мас.% сульфатов стронция и бария, 20 мас.% карбонатов кальция, стронция и бария; пример 6 - 60 мас.% активной сажи с S_уд=60 м²/г, 20 мас.% сульфатов кальция, стронция и бария, 20 мас.% карбонатов кальция, стронция и бария.

Изобретение относится к способам получения эффективных функциональных теплоизоляционных материалов с низкими значениями теплопроводности и плотности, а именно к способам получения стеклообразных силикатных материалов, в частности пеностекла, с использованием вспенивающей смеси и касается утилизации стеклообразных отходов, образующихся в результате бытовой жизнедеятельности человека, а также техногенных продуктов производственного и промышленного происхождения. Задачей предлагаемого изобретения является получение эффективного функционального блочного пеностекла с улучшенными эксплуатационными характеристиками: кажущейся плотностью 0,15-0,45 г/см³, с высокими теплоизоляционными свойствами λ=0,06-0,08 Вт/(м·К), объемным водопоглощением не более 10%, способного выдерживать механические нагружения не менее 7 кг/см², и утилизация щелочных алюмосиликатных и боросиликатных стеклообразных отходов различных видов стекла, как индивидуального, так и из смеси стекол. Вспенивающая смесь для получения блочного пеностекла включает, мас.%: активная сажа с удельной поверхностью 50-100 м /г 20-70, сульфаты щелочноземельных элементов 10-40, карбонаты щелочноземельных элементов 20-40. Способ получения блочного пеностекла с использованием вспенивающей смеси включает диспергирование утилизируемого стеклобоя до удельной поверхности 15000-20000 см²/г, добавку к 95,0-99,8 мас.% диспергированного стеклобоя 0,2-5,0 мас.% вспенивающей смеси, перемешивание при влажности 1,2-1,5 мас.%, гранулирование в частицы диаметром не более 2000 мкм, засыпку гранул в форму и их подуплотнение до порозности 0,35-0,55, спекание при температуре 600-750°С, вспенивание при температуре 800-900°С, закалку снижением температуры до 550-650°С со скоростью 200°С/мин и отжиг при температуре 500-600°С. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

1. Вспенивающая смесь для получения блочного пеностекла, включающая активную сажу и сульфат металла, отличающаяся тем, что содержит активную сажу с удельной поверхностью 50-100 м²/г, в качестве сульфата металла сульфаты щелочноземельных элементов и дополнительно карбонаты щелочноземельных элементов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Активная сажа с удельной поверхностью 50-100 м /г 20-70Сульфаты щелочноземельных элементов 10-40Карбонаты щелочноземельных элементов 20-40