СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА Российский патент 2013 года по МПК C03C11/00 

Изобретение относится к области производства теплоизоляционного пеностекла, используемого в строительстве.

Известно [RU 2246462 C1, C04B 28/26, 20.02.2005] пеностекло состава, мас.%: микрокремнезем - 41,20; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22 в пересчете на Na₂O - 21,38; гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н с концентрацией 26,2 - 0,21-0,62; вода - остальное. Недостатком данного состава шихты является использование дорогостоящего раствора едких щелочей - агрессивного реагента, что требует применения оборудования из коррозионно-стойких материалов. Кроме того, при использовании раствора NaOH необходимо соблюдение специальных требований по технике безопасности.

Из патента [RU 2369571, МПК С03С 11/00, 10.10.2009] известен состав смеси для изготовления пеностекла, включающий, мас.%: молотый стеклобой 55,0-79,5%; отходы производства кристаллического кремния 20,0-40,0; газообразователь 0,5-5,0. Недостатком данного состава является использование стекольного боя, недостаточные объемы которого объясняются, с одной стороны, отсутствием в России эффективной системы сбора стеклобоя у населения, с другой - практически 100% возвратом технологического стеклобоя, образующегося непосредственно на стекольных заводах, в производство.

Известен состав шихты, включающий кварцевый песок, известняк, сульфат натрия и соду (Ф.Шилл. Пеностекло. - М.: Стройиздат, 1965, с.9-35). Традиционная технология производства пеностекла включает варку специального стекла, его помол с газообразователем, формование изделий и их вспенивание при температуре 720-900°С. Недостатком данного состава является необходимость предварительной варки стекла строго определенного химического состава, для чего требуется чистый кварцевый песок.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является [RU 2361829 С2, С03С 11/00, 27.11.2008] состав шихты для изготовления стеклогранулята для пеностекла, включающий, мас.%: кремнеземсодержащая порода - 60-68; кальцинированная сода - 19-23; доломит - 13-16. В качестве кремнеземсодержащей породы используют кварцевый песок, маршаллит, диатомит, опоку с содержанием оксида кремния не менее 83 мас.% и размером фракции менее 0,1 мм. Недостатком данного состава является необходимость предварительного синтеза стеклогранулята, являющегося исходным сырьем для получения пеностекла.

Задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса и повышении прочности пеностекла.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления пеностекла (пеностеклокристаллических материалов) содержит аморфный микрокремнезем с содержанием оксида кремния не менее 85% и размером фракции менее 1 мкм с добавлением маршаллита, кальцинированную соду, доломит и газообразователь в следующем соотношении компонентов, в мас.%: аморфный микрокремнезем 25-61,9; маршаллит 0,1-37; кальцинированная сода 20; доломит 17; газообразователь 1. Получение пеностекла осуществляется в одну стадию, без предварительного синтеза стеклогранулята.

Шихту готовят смешиванием материалов в указанных соотношениях и последующим компактированием на тарельчатом грануляторе или экструдере. Термообработка компактированной шихты в интервале температур 800-850°С позволяет получить продукт, по свойствам близкий к классическому пеностеклу.

Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты измерений свойств пеностекла, полученного с использованием в качестве кремнеземсодержащего сырья аморфного микрокремнезема.

Изготовление пеностекла поясняется следующим примером.

Пример 1. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.

аморфный микрокремнезем 25;

маршаллит 37;

кальцинированная сода 20;

доломит 17;

газообразователь 1.

Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.

Пример 2. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.

аморфный микрокремнезем 45;

маршаллит 17;

кальцинированная сода 20;

доломит 17;

газообразователь 1.

Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.

Пример 3. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.

аморфный микрокремнезем 61,9;

маршаллит 0,1;

кальцинированная сода 20;

доломит 17;

газообразователь 1.

Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.

Как видно из табл.1, пеностекло, полученное из смеси предлагаемого состава, обладает повышенными прочностными характеристиками: в 1,4 раза превышает значение прочности аналога и в 3,5 раза значение прочности для пеностекла, получаемого на основе стеклобоя. Одностадийный способ получения пеностекла из предлагаемой смеси позволяет снизить энергетические затраты на его производство, по сравнению с аналогом, предусматривающим двустадийную технологию. Кроме того, вовлечение в производство техногенного многотоннажного отхода (микрокремнезема) способствует решению экологических проблем и расширяет сырьевую базу.

Таблица 1 № Состав смеси мас.% Плотность Водопогло-щение, % Прочность при сжатии, МПа истинная, кг/м³ насыпная, кг/м³ 1 микрокремнезем 25 268 200 5,2 3,5 маршаллит 37 кальциниров. сода 20 доломит 17 газообразователь 1 2 микрокремнезем 45 247 150 4,2 2,5 маршаллит 17 кальциниров. сода 20 доломит 17 газообразователь 1 3 микрокремнезем 61,9 200 130 4,0 2,0 маршаллит 0,1 кальциниров. сода 20 доломит 17 газообразователь 1 4 (аналог) кремнеземсодержащая порода (маршаллит) 60-68 240 150 3,5 2,5 кальциниров. сода 19-23 доломит 13-16

Изобретение относится к области производства теплоизоляционного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности пеностекла, расширении сырьевой базы и снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса. Сырьевая смесь для изготовления пеностекла содержит следующие компоненты, мас.%: аморфный микрокремнезем - 25-61,9; маршаллит - 0,1-37; кальцинированную соду - 20; доломит - 17; газообразователь - 1. Аморфный микрокремнезем имеет размер частиц менее 1 мкм и содержит не менее 85% оксида кремния. 3 пр., 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления пеностекла, содержащая кремнеземсодержащее сырье, кальцинированную соду, доломит, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземсодержащего сырья используют аморфный микрокремнезем с содержанием оксида кремния не менее 85% и размером фракции менее 1 мкм с добавлением маршаллита и дополнительно содержит газообразователь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
аморфный микрокремнезем 25-61,9 маршаллит 0,1-37 кальцинированная сода 20 доломит 17 газообразователь 1