СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА БЛОЧНОМ ПЕНОСТЕКЛЕ Российский патент 2023 года по МПК C03C11/00 C03B19/08 C03C8/14 

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

В настоящее время существует 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 способ получения покрытия на блочном пеностекле, Патент РФ №2726015, 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 производят со скоростью 15°С/мин при температуре 820°С с выдержкой 20 минут, в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло и смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин и жидкое стекло при соотношении 10:5:1 соответственно в количестве 20-25 масс.%.

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость и низкое качество конечного продукта.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества блочного пеностекла и ускорении процесса получения покрытия.

Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на блочном пеностекле включает тонкое измельчение смеси для покрытия, содержащей тонкоизмельченное стекло, уплотнение шихты для покрытия с помощью пресса, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси и нагрев пенообразующей смеси, причем состав шихты для покрытия дополнительно содержит 20-25 масс. % смеси тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманита в соотношении 5:2:1 соответственно, а нагрев пенообразующей смеси с покрытием производят со скоростью 20°С/мин при температуре 680°С с выдержкой 15 минут.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что состав шихты для покрытия дополнительно содержит 20-25 масс. % смеси тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманита в соотношении 5:2:1 соответственно, а нагрев пенообразующей смеси с покрытием производят со скоростью 20°С/мин при температуре 680°С с выдержкой 15 минут.

Колеманит при 500°С образует кальций-боратное стекло, что снижает температуру до 680°С при термообработке. Введение в состав шихты покрытия смеси тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманита повышает эксплуатационные показатели покрытия, такие как термостойкость, твердость, и снижает температуру термообработки.

В 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).

Как видно из таблицы 1, оптимальным соотношением тонкоизмельченного боя кристаллических сланцев, каолина и колеманита, экспериментально полученным, является соотношение 5:2:1 соответственно.

Из таблицы 2 видно, что оптимальная температура термообработки составляет 680°С при скорости нагрева 20°С/мин.

Таблица 1

Оптимальным соотношением состава покрытия на блочном пеностекле

Состав покрытия масс. % Показатели качества стеклобой смесь состав смеси кристаллических сланцев, каолина и колеманита Твердость, МПа Термостойкость, °С 80 20 5:3:2 8147,7 195 5:3:1 8532,9 235 5:2:1 9009,8 275 5:2:2 8637,5 225 5 :4:1 8281,4 185 75* 25* 5:3:2 8990,9 210 5:3:1 9150,3 240 5:2:1* 9350,5* 275* 5:2:2 8963,7 230 5:4:1 8672,8 205 70 30 5:3:2 7992,8 185 5:3:1 8297,9 195 5:2:1 8641,4 215 5:2:2 8524,8 205 5:4:1 8263,6 195 * – оптимальный вариант

Таблица 2

Оптимальные технологические параметры при получении покрытий с оптимальным составом

Температура, °С Скорость нагрева, °С/мин Время выдержки, мин Прочность при сжатии, МПа 700 15 20 7,9 20 15 9,8 25 10 7,8 680* 15 20 9,1 20* 15* 11,5 25 10 8,7 660 15 20 6,7 20 15 7,8 25 10 6,9 * – оптимальный вариант

Таблица 3

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

Наименование Известный способ,
Патент РФ №2726015 Предлагаемый способ Состав пенообразующей смеси Стеклобой тарного стекла ЗТ-1, сажа Стеклобой тарного стекла ЗТ-1, сажа Состав покрытия Стеклобой: смесь боя тонкоизмельченного высокоглиноземистого огнеупора, каолина и жидкого стекла
75-80:20-25 мас.% Стеклобой: смесь тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманит
75-80:20-25 мас.% Температура термообработки, 0С 820 680 Время выдержки, мин 20 15 Скорость нагрева, °С/мин 15 20 Отжиг Самопроизвольное остывание Самопроизвольное остывание Твердость, МПа 8320,7 9350,5 Давление прессование, МПа 10 10 Прочность сжатия, МПа 8,35 11,55

Пример получения покрытий на блочном пеностекле.

В качестве исходных материалов брали тарное стекло марки ЗТ-1, тонкоизмельченные кристаллические сланцы следующего химического состава (масс. %): SiO₂ - 52,92; Al₂O₃ - 9,02; TiO₂ - 1,48; FeO - 5,01; Fe₂O₃ - 4,99 CaO - 6,08; MgO - 2,72; Na₂O - 0,28; K₂O - 2,50; П.П.П. - 15,00 (Патент РФ № 2578233; Алексеевский каолин и колеманит (Анкара, Турция, сертификат безопасности на продукцию № 77.99.26.8.У.4851.6.10 (ГОСТ 12.1.007-76 «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»).

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

Шихту для покрытия готовили путем смешивания тонкоизмельченных кристаллических сланцев с Алексеевским каолином и колеманитом в лопастные лабораторные смесители в соотношении 5:2:1 (масс.%) соответственно. Полученную смесь для покрытия укладывали в пресс-форму и подвергали прессованию на лабораторном прессе. Полученную плитку-шихты толщиной 2,5-3,0 мм укладывали в металлические формы, куда предварительно на одну треть засыпали пенообразующую смесь

Металлические формы помещали в муфельную печь. Подъем температуры осуществляли со скоростью 20°С/мин. Максимальная температура термообработки составляла 680°С с выдержкой при максимальной температуре 15 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.

Твердость 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 9350,5 МПа.

Прочность покрытия при сжатии определяли на разрывной машине R – 0,5. Для испытаний из блока пеностекла с покрытием вырезались кубики с ребром 5 мм. 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 11,55 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 295°С без видимых следов разращения и трещин. Термостойкость образцов составило: ΔТ = 295°C – 20°C = 275°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 блочного пеностекла и ускорении процесса получения покрытия. Способ получения покрытия на блочном пеностекле включает тонкое измельчение смеси для покрытия, содержащей тонкоизмельченное стекло, уплотнение шихты для покрытия с помощью пресса, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси и нагрев пенообразующей смеси. Состав шихты для покрытия кроме стекла дополнительно содержит 20-25 мас.% смеси тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманита в соотношении 5:2:1 соответственно. Нагрев пенообразующей смеси с покрытием производят со скоростью 20°С/мин при температуре 680°С с выдержкой 15 минут. 3 табл., 1 пр.

Способ получения покрытия на блочном пеностекле, включающий тонкое измельчение смеси для покрытия, содержащей тонкоизмельченное стекло, уплотнение шихты для покрытия с помощью пресса, засыпку пенообразующей смеси в металлические формы, укладку уплотненной плитки-шихты на поверхность пенообразующей смеси и нагрев пенообразующей смеси, отличающийся тем, что состав шихты для покрытия дополнительно содержит 20-25 мас.% смеси тонкоизмельченных кристаллических сланцев, каолина и колеманита в соотношении 5:2:1 соответственно, а нагрев пенообразующей смеси с покрытием производят со скоростью 20°С/мин при температуре 680°С с выдержкой 15 минут.