ГРАНУЛИРОВАННОЕ ПЕНОШЛАКОСТЕКЛО
GRANULAR FOAMED SLAG GLASS

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности гранулированного пеношлакостекла, применяемого в качестве эффективного теплоизолирующего материала в различных строительных конструкциях для утепления, например, стен, полов, кровель промышленных и гражданских зданий.
Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, заявка 2003124103/03 от 31.07.2003, МПК С03С11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шлак ТЭЦ
20,0-21,0
Шлам алюминиевого
производства
1,0-2,0
Растворимое стекло
8,0-10,0
Бой стекла
Остальное
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. 3аявка: 2005109984/03, 06.04.2005, МПК C03C 11/00), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шлак ТЭЦ
21,5-23
Пыль электрофильтров
кремниевого производства
3,0-5,0
Растворимое стекло
7,0-8,0
Бой стекла
Остальное
Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°C.
Задача изобретения - упрощение технологии получения пеношлакостекла, при сохранении качества продукта.
Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла, снижении ресурсоемкости технологии пеношлакостекла, за счет расширения сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС.
Технический результат достигается за счет введения в состав гранулированного пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковых отходов ТЭС (шлак ТЭС) при следующем соотношении, мас.%:
Шлак ТЭС
55-70
Борная кислота
10-20
Мел
1-5
Стеклобой
14-25
Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:
- приготовление шихты; формование гранул;
- вспенивание;
- отжиг;
2
Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400-600 м/кг. Влажность смеси до 1%.
Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором растворимого стекла, сушку гранул производят на ленточно-сетчатой сушилке при температуре 400°C до влажности 2%. Полученные гранулы переносят в разогретую до 500°C электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.
Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе гранулированного пеношлакостекла. Время вспенивания - 30 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°C.
После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранулированного пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.
В таблице приведены свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол.
Пример №1.
Для получения шихты гранулированного пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав гранулированного пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:
Шлак ТЭС
66,6
Борная кислота
14,3
Мел
4,8
Стеклобой
14,3
Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.
Пример №2.
Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:
Шлак ТЭС
57,1
Борная кислота
14,3
Мел
4,8
Стеклобой
23,8
Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.
Пример №3.
Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: мел, стеклобой, борная кислота, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:
Шлак ТЭС
61,9
Борная кислота
14,3
Мел
4,8
Стеклобой
19,0
Шихту для гранулированного пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, борной кислоты, мела (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания может измениться в пределах 850-870°C. Время вспенивания - 30-40 мин. После выдержки при 600°C в течение 30-40 мин печь отключают. Отжиг гранул пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4-5 ч.
Свойства синтезированных гранулированных пеношлакостекол
№ состава
Водопоглощение, %
Плотность, ρ*10<sup>-3</sup> кг
Предел прочности R<sub>сж</sub>, МПа
1
17,97
0,385
1,13
2
19,38
0,378
1,00
3
37,00
0,365
1,16