ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА Российский патент 2007 года по МПК C03C11/00 

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]:

Стеклобой98Газообразователь (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)97Газообразователь (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 1
Химический состав компонентов шихтыСтеклобой (тарный)SiO₂Al₂О₃Fe₂О₃CaOMgONa₂ОК₂ОSO₂69,73,210,466,013,9314,591,70,37ОСПCaCO₃CaOОрганические составляющие50%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 2
Составы шихтыКомпонентыНомер состава123Стеклобой (тарный), %999795ОСП, %135

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 3
Характеристики получаемого материала и прототипаНаименование составаПредел прочности при сжатии, МПаПлотность, кг/см³Коэффициент звукопоглощения в диапазоне частот 600-4000 ГцКоэффициент теплопроводности, Вт/м·К№2, ОСП - 3%1,12150,60,055прототип0,8170-2500,55-0,830,055-0,08

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.

Изобретение относится к области пеноматериалов и может быть использовано для производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в утилизации стеклобоя (тарного) и отходов сахарного производства (ОСП) путем использования их при производстве пеностекла. Шихту для пеностекла приготавливают совместным измельчением стеклобоя (тарного) и ОСП в шаровой мельнице. 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. Шихта для получения пеностекла включает стеклобой и газообразователь (отход сахарного производства), вводимый в количестве 3% по массе и содержащий в своем составе углеродсодержащие и карбонатные компоненты при следующем соотношении: карбонат кальция CaCO₃ - 50%, оксид кальция CaO - 30%, органические составляющие - 20%. 3 табл.

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 CaCO₃50Оксид кальция CaO30Органические составляющие20