Способ получения двуслойного строительного материала Советский патент 1992 года по МПК C03B31/00 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, а именно к способу получения двуслойного строительного материала, состоящего из слоя пеностекла и лицевого плотного стеклокристаллического слоя и предназначенного для внутренней облицовки, теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения, для изоляции, холодильных камер и других низко-- температурных емкостей и хранилищ.

Известен способ получения пористого материала с плотной остеклованной лицевой поверхностью (пенодекор), заключающийся в термической обработке порошкообразных смесей на основе стекла.

И-ЗЁестен также способ получения двуслойного материала, состоящего из пеностекла и неорганического материала, в качестве которого используется не только стекло, но и стеклоткань, стекловолокно, стеклобумага. Известными способами можно получить тепло- и звукоизоляционные негорючие материалы с защитным слоем, обеспечивающим высокую влагостойкость. Однако такого типа материалы имеют низкие механические характеристики (прочность на сжатие, истираемость, прочность на УДар).

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления пеностеколь- ных блоков с офактуренной поверхностью, согласно которому фактурный слой может быть получен путем укладки на дно формы слоя стеклянного порошка без газообразо- вателя толщиной 4-6 мм, перед засыпкой нормальной пеностекольной шихты. В процессе спекания происходит остекловывание нижнего слоя и соединение его с массой пеностекла. Стеклянный порошок может быть заменен порошком из любого другого материала (например, шлака), способного спекаться при воздействии на него высоких температур порядка 800-850°С. Вместо порошка можно использовать листовое стекло, которое укладивают на дно формы перед засыпкой пеностекольной шихты. Защитный слой, состоящий из спеченного или листового стекла, препятствует проникновению влаги б поры пеностекла, что делает эти блоки устойчивыми к атмосел

С

xj N о

со со

о

ферным воздействиям. Однако низкие механические свойства, присущие этому материалу, ограничивают область его применения.

Цель изобретения - повышение прочностных и теплоизоляционных характеристик, а также химической стойкости

Способ получения материала осуществляется следующим образом.

В форму из нержавеющей стали укладывают пластину или насыпают порошок кристаллизующегося стекла толщиной 9-15 мм, сверху насыпают порошок пенообразую- щей смеси, включающей частицы стекла и порообразователя и подвергают двустадий- ной термообработке по режиму: температура выдержки на первой стадии 600-650°С, время выдержки 0,5-1,0 ч, температура выдержки на второй стадии 860-950°С, время выдержки 0,5-1,0 ч. После этого материал отжигают, охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формы.

Использование двустадийной термообработки более благоприятно для получения строительного материала с высокими эксплуатационными характеристиками. На первой стадии создаются оптимальные условия для протекания процессов, обеспечивающих структурные преобразования, предшествующие вспениванию основного слоя и кристаллизации защитного слоя, при этом происходят следующие процессы: порошок стекла основного слоя спекается, образуя замкнутые оболочки вокруг зерен порообразователя, закупоривая их, в защитном слое образуются центры кристалли- зации, частицы порошка стекла при использовании его для защитного слоя спекаются; одновременно спекается поверхностный слой с частицами стекла основного слоя.

На второй стадии термообработки при температурах 860-950°С в уже спеченном материале происходят следующие процессы: при указанных температурах из частиц порообразователя выделяются газообразные вещества, занимающие значительный объем, и приводящие к вспениванию основного слоя; в защитном слое происходят процессы кристаллизации, приводящие к образованию объемной стеклокристалличе- ской структуры, что обеспечивает высокую прочность материала. В результате образуется материал, состоящий из двух плотно сцепленных слоев основного слоя пеностекла и прочного защитного стеклокри- сталлического слоя

Пример1.В форму из нержавеющей стали укладывают пластину шлакового стекла состава- мае % 5Ю2 57 8 AljCh 7 7 СаО

21,5; МдО 2,6; МпО 0,3; FeO 0,2; TI02 0,1;

№20 1,7; Fa 1,8; ZnO 1,7; KaO 5,1, толщиной

12 мм, на которую насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из-порошков флоат-стекла и карбида кремния. Содержимое формы термообрабатывают по двухстадий- ному режиму. Температура второй стадии 625°С, время выдержки 0,75 ч. Температура второй стадии 900°С, время выдержки -.

0,75 ч. После этого материал отжигают, охлаждают, до комнатной температуры и извлекают из формы. В результате получают двуслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и прочно сцепленного с

ним слоя шлакоситалла толщиной 10 мм.

Пример 2. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину кристаллизующегося стекла состава, мас.%: SiOa 63,6; 6,4; СаО 20,9; МдО 2,7; КаО 4,6; Na20

1,8; Fz 2,5 (сверх 100%), толщиной 15 мм, на которую насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из порошков электровакуумного стекла (бой экранов ЦЭЛТ)и карбида кремния. Содержимое формы термообрабатывают по двухстадийному режиму. Температура первой стадии 600°С, время выдержки 1,0 ч. Температура второй стадии 950°С, время выдержки 0,5 ч. После этого материал отжигают, охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формы. В результате -получают двухслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и прочно сцепленного с ним слоя сиграна толщиной 15 мм. i

При м.е р 3. В форму из нержавеющей стали насыпают слой порошка кристаллизующегося стекла состава, мас.%: SiOa 64,5; А120з 3,2; СаО 2,0; Zn02 10,0; ВаО 3,0; NaaO 7,8: KaO 8,0; Се02 0,2; ТЮ2 0,4; Fa 0,9, толщиной 12 мм, на который насыпают слой пенообразующей смеси, состоящей из порошков флоат-стекла и карбида кремния. Температура первой стадии 650°С, время выдержки 0,5 ч. Температура второй стадии 860°С,

время выдержки 1.0 ч, После этого материал отжигают, охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формы. В результате получают двуслойный прочный материал, состоящий из слоя пеностекла и

прочно сцепленного с ним слоя спеченного стеклокристаллического материала толщиной 9 мм.

В табл. 1 приведены технологические параметры получения, в табл. 2 - свойства

двуслойного строительного материала.

Как видно из таблицы механические характеристики и химическая стойкость полученного материала выше по сравнению с прототипом.

При выходе за граничные условия указанных в заявке соотношений механические и эксплуатационные характеристики получаемого материала ухудшаются.

Меньшая температура первой ступени термообработки недостаточна для спекания порошка стекла. При большей температуре первой ступени термообработки возможно выделение газов, которые в условиях еще не плотно спеченной массы удаляются из нее по сообщающимся порам, поэтому эта часть газов не участвует во вспенивании массы.

, При большей или меньшей температуре первой ступени термообрабоки затрудняются процессы кристаллизации защитного слоя, так как указанный температурный интервал является оптимальным для осуществления структурных преобразований, приводящих к возникновению центров кристаллизации - основы, на которой происходит рост кристаллов.

Меньшая температура второй ступени термообработки недостаточна для осуществления структурных преобразований, обеспечивающих возможность протекания кристаллизационных процессов. Большая

температура второй ступени термообработки приводит к сильному размягчению материала защитного слоя. Это не улучшает условия для кристаллизации, но способствует его прилипанию к форме. Кроме того, большая температура второй ступени термообработки приводит к возникновению сообщающихся пор, выходу газов из вспененной массы и оседанию последней.

Формула изобретения

- Способ получения двуслойного строительного материала путем укладки облицовочного слоя в виде листа или порошка стекла, последующей засыпки пеностекольной смеси, термообработки и отжига, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и теплоизоляционных характеристик, а также химической стойкости, в качестве облицовочного слоя используют

кристаллизующееся стекло высококальциевого состава или боя цветных кинескопов, в качестве газообразователя в пеностеколь- ную смесь вводят карбид кремния, а термообработку ведут по двухступенчатому

режиму сначала при 600-650°С с выдержкой 0,5-1 ч, а затем при 860-950°С с той же выдержкой.

Таблица 2

Изобретение относится к лром-ти стройматериалов и м.б использовано для внутренней облицовки теплоизоляции стен зданий и сооружений различного назначения, для изоляции холодильных камер и других низкотемпературных емкостей и хранилищ. В форму из нержавеющей стали укладывают пластину или насыпают порошок кристаллизующего стекла толщиной 9- 15 мм, сверху насыпают порошок пенообразующей смеси. В качестве газооб- разователя в пеностекольную смесь вводят карбид кремния. Термообработку ведут по двуступенчатому режиму: сначала при температуре 600-650°С и выдержкой 0, ч, а затем при 860-350°С и той же выдержке. 2 табл.

Ло данным Н)(ТИ им. Д.И.Менделеева