СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА БЛОЧНОМ ПЕНОСТЕКЛЕ Российский патент 2020 года по МПК C03B19/09 C03C11/00 C03C17/00 

Изобретение относится к области получения покрытия на блочном пеностекле и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

В настоящее время существуют ряд способов получения покрытий на блочном пеностекле, их недостатками являются низкое качество покрытия и длительность технологического процесса.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является одностадийный способ получения покрытий на блочном пеностекле, включающий тонкое измельчение боя листового стекла с сажей, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, уплотнение шихты для покрытия на прессе, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси, нагрев пенообразующей смеси с покрытием со скоростью 12°С/мин до 900°С с выдержкой 40 минут (Минько Н.И., Пучка О.В., Бессмертный В.С., Семененко С.В., Крахт В.Б., Мелконян Р.Г. Пеностекло. Научные основы и технологии/ монография – Воронеж: Научная книга, 2008. 168 с.).

Недостатком данного способа является низкое качество покрытия и длительность технологического процесса.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта и ускорении процесса получения покрытия.

Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на блочном пеностекле, включающий тонкое измельчение смеси, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, уплотнение шихты для покрытия на прессе, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси, нагрев пенообразующей смеси, причем в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло, а также смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин и жидкое стекло при соотношении 10:5:1 соответственно в количестве 20-25масс.%, кроме того нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 15С°/мин при температуре 820°С с выдержкой 20 минут.

Предложенный способ получения покрытия на блочном пеностекле отличается от прототипа тем, что в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло, а также смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин и жидкое стекло при соотношении 10:5:1 соответственно в количестве 20-25 масс.%, кроме того нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 15С°/мин при температуре 820°С с выдержкой 20 минут.

Отличительным признаком предлагаемого способа является снижение энергозатрат за счет снижения температур термообработки и увеличения скорости подъема температуры, снижение времени выдержки при максимальной температуре и повышения качества покрытия за счет введения в состав шихты покрытия тонкоизмельченного боя высокоглиноземистого огнеупора, каолина и жидкого стекла. Изобретательский уровень подтверждается тем, что введение в состав шихты покрытия тонкоизмельченного боя высокоглиноземистого огнеупора и каолина повышает эксплуатационные показатели покрытия, такие как термостойкость, микротвердость и прочностные показатели, а введение в состав покрытия жидкого стекла снижает температуру термообработки.

На ходе исследований изучали оптимальные параметры состава покрытия (таблица 1), оптимальные технологические параметры при получении покрытий с оптимальным составом (таблица 2) и проводили сопоставительный анализ показателей качества покрытий на блочном пеностекле, полученных с помощью известного и предлагаемого способов (таблица 3).

Таблица 1

Оптимальным соотношением состава покрытия на блочном пеностекле

Состав покрытия масс. % Показатели качества стеклобой смесь состав смеси Микротвердость, МПа Термостойкость, °С 85 15 10:3:2 7281,7 105 10:4:2 7584,1 120 10:5:1 7920,0 1856 10:6:1 7631,7 125 10:7:1 7448,5 115 80 * 20 * 10:3:2 7984,3 154 10:4:2 8265,1 180 10:5:1 * 8320,7 * 250 10:6:1 8265,3 175 10:7:1 8013,7 145 75 * 25 * 10:3:2 7905,7 140 10:4:2 8241,3 170 10:5:1 * 8318.3* 245 10:6:1 8134,5 135 10:7:1 7944,8 120 70 30 10:3:2 7105,6 125 10:4:2 7498,7 160 10:5:1 7430,1 195 10:6:1 7547,8 130 10:7:1 7341,9 110

^{*- оптимальные варианты}

Таблица 2

Оптимальные технологические параметры при получении покрытий с оптимальным составом

Температура, °С Скорость нагрева, °С/мин Время выдержки, мин Прочность при сжатии, МПа 800 12 30 4.98 15 20 6,34 20 20 5,58 820 ** 12 30 6,08 15** 20** 8,35** 20 20 6,21 7,840 12 30 5,92 15 20 7,68 20 20 5,86

^{**- оптимальные технологические параметры}

Как видно из таблицы 1, оптимальным соотношением тонкоизмельченного боя высокоглиноземистого огнеупора, каолина и жидкого стекла, экспериментально полученным, является соотношение 10:5:1 соответственно.

Из таблицы 2 видно, что оптимальная температура термообработки составляет 820С при скорости нагрева 15°С/мин.

Таблица 3

Сопоставительный анализ показателей качества покрытий на блочном пеностекле, полученных с помощью известного и предлагаемого способов

Наименование Известный способ Предлагаемый способ Состав пенообразующей смеси Стеклобой листового стекла, сажа Стеклобой тарного стекла ЗТ-1, сажа Состав покрытия Стеклобой: шлак
65:35 мас. % Стеклобой: смесь боя тонкоизмельченного высокоглиноземистого огнеупора, каолина и жидкого стекла
75-80:20-25 мас.% Температура термообработки, ⁰С 900 820 Время выдержки, мин 40 20 Скорость нагрева, °С/мин 12 15 Отжиг Самопроизвольное остывание Самопроизвольное остывание Микротвердость, МПа 6678 8320,7 Давление прессование, МПа 25 10 Прочность сжатия, МПа 6,24 8,35

Пример получения покрытий на блочном пеностекле.

В качестве сводных материалов брали тарное стекло марки ЗТ-1, бой высокоглиноземистого огнеупора КЛ-1,1, натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) и Алексеевский каолин.

Пенообразующую смесь готовили совместным помолом тарного стекла ЗТ-1 и сажи в количестве 0,5мас % в шаровой мельнице объемом 10л в течении 6 часов.

Тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора смешивали с Алексеевским каолином и жидким стеклом в лопастные лабораторные смесители в соотношении 10:5:1 соответственно. Полученную смесь для покрытия укладывали в пресс-форму и подвергали прессовании на лабораторном прессе. Полученную плитку-шихты толщиной 2,5-3,0мм укладывали в металлические формы, куда предварительно на одну треть засыпали пенообразующую смесь.

Металлические формы помещали в муфельную печь. Подъем температуры осуществляли со скоростью 15°С/мин. Максимальная температура термообработки составляла 820°С с выдержкой при максимальной температуре 20 мин. после самопроизвольного остывания формы с блочным пеностеклом с покрытием извлекали из муфельной печи. После извлечения из металлических форм блочное пеностекло с покрытием подвергали контролю качества.

Микротвердость определяли на приборе ПМТ-3. Для проведения испытаний производили подготовку образцов. С этой целью предварительно шлифовали и полировали поверхность покрытия. После испытаний микротвердость рассчитывали по формуле: Н = 9,8 * 1,854 * Р /. где Р - нагрузка на боковую поверхность, кг и С- диагональ отпечатка, мл. По полученным данным микротвердость покрытия составила 8320,7 МПа

Прочность покрытия при сжатии определяли на разрывной машине R – 0,5. Для испытаний из блока пеностекла с покрытием вырезались кубики с ребром 5мм. Испытуемый образец устанавливали на опорную поверхность неподвижной части реверсора. При испытании сдавливающие усилия были равномерными и строго перпендикулярными к сжимающей поверхности. Испытания показали, что прочность при сжатии составила 8,35 МПа.

Термостойкость определяли методом термического толчка при попеременном нагреве образца блочного пеностекла с покрытием и последующего остывания в воде с температурой 20°С. Испытания показали, что покрытие выдерживает нагрев до 270°С без видимых следов разращения и трещин. Термостойкость образцов составило: ΔТ = 270°C – 20°C = 250°C.

Изобретение относится к области получения покрытия на блочном пеностекле и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта и ускорении процесса получения покрытия. Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на блочном пеностекле, включающий тонкое измельчение смеси, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, уплотнение шихты для покрытия на прессе, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси, нагрев пенообразующей смеси, причем в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло, а также смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин и жидкое стекло при соотношении 10:5:1 соответственно в количестве 20-25масс.%, кроме того, нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 15С°/мин при температуре 820°С с выдержкой 20 минут. 3 табл.

Способ получения покрытия на блочном пеностекле, включающий тонкое измельчение смеси, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, уплотнение шихты для покрытия на прессе, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси, нагрев пенообразующей смеси, отличающийся тем, что в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло, а также смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин и жидкое стекло при соотношении 10:5:1 соответственно в количестве 20-25масс.%, кроме того, нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 15С°/мин при температуре 820°С с выдержкой 20 минут.