Результат интеллектуальной деятельности: Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных конструкционно-теплоизоляционных стекломатериалов.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, опубл. 27.12.2004, МПК С03С 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло, и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495, опубл. 20.11.2006, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас ТЭС), растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов мас.%:

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.

Задачей изобретения является снижение ресурсоемкости технологии ячеистого стекла без ухудшения его качества, снижение себестоимости, утилизация шлака ТЭС.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 900-950°С, увеличении количества шлака ТЭС в составе ячеистого стекла.

Поставленная задача решается за счет того, что шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла содержит шлак ТЭС, металлургический шлак, стеклобой, борную кислоту, фторид натрия, глицерин в следующем соотношении, мас.%:

Шихту для готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Пример 1

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:

Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Пример 2

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:

Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Пример 3

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:

Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Процесс получения конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- формование блоков;

- вспенивание;

- отжиг;

- механическую обработку блоков.

Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м²/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.

Подготовка форм для вспенивания включает очистку и обмазку их внутренней поверхности меловой или каолиновой суспензией для предотвращения прилипания стекла к металлу.

Подготовленную шихту для конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном, стараясь использовать при этом постоянное давление. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе шихты для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла. Время вспенивания - 60 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°С.

После выдержки при 600°С в течение 30 мин печь отключают. Отжиг конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч.

После извлечения конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров. В результате должны быть получены блоки теплоизоляционно-конструкционного ячеистого стекла, отличающиеся относительно низкими показателями плотности и коэффициента теплопроводности при высоких показателях прочности на сжатие.

В таблице приведены свойства синтезированных конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла.