СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА БЛОЧНОМ ПЕНОСТЕКЛЕ
METHOD FOR APPLYING COATING TO BLOCK FOAM GLASS

Изобретение относится к области получения строительных материалов, а именно покрытия на блочном пеностекле и может быть использовано в промышленности.
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 15С°/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 20-25масс.%.
Недостатком данного способа является низкое качество конечного продукта и длительность технологического процесса.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества конечного продукта при ускорении процесса получения покрытия.
Технический результат достигается тем, что способ получения покрытия на блочном пеностекле включает 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, в состав смеси, применяемой при тонком измельчении, вводят тонкоизмельченное стекло и смесь, включающую тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин  в количестве 20-25масс.%, причем в смесь вводится дополнительно колеманит при соотношении тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин, колеманит 10:5:1 соответственно, кроме того нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 20 С°/мин при температуре 710 °С с выдержкой 20 минут.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в смесь вводится дополнительно колеманит при соотношении тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора, каолин, колеманит 10:5:1 соответственно, кроме того нагрев пенообразующей смеси на покрытии производят со скоростью 20 С°/мин при температуре 710 °С с выдержкой 20 минут.
Колеманит при 500 ºС образует кальций-боратное стекло, что снижает температуру до 710 ºС при термообработке. Введение в состав шихты покрытия смеси тонкоизмельченного боя высокоглиноземистого огнеупора, каолина и колеманита повышает эксплуатационные показатели покрытия, такие как термостойкость, микротвердость и прочностные показатели, 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).
Таблица 1
Оптимальным соотношением состава покрытия на блочном пеностекле
Состав покрытия масс. %
Показатели качества
стеклобой
смесь
состав смеси высокоглинозёмистого огнеупора, каолина и колеманита
Микротвердость, МПа
Термостойкость, °С
85
15
10:3:2
7638,2
185
10:4:2
7966,7
195
10:5:1
8340,3
210
10:6:1
8114,3
185
10:7:1
7942,9
175
80
20
10:3:2
8247,4
190
10:4:2
8732,7
215
10:5:1
9109,3
265
10:6:1
8837,1
205
10:7:1
8381,9
185
75*
25*
10:3:2
8960,3
210
10:4:2
9050,8
230
10:5:1*
9150,3*
270*
10:6:1
8903,7
220
10:7:1
8612,8
195
70
30
10:3:2
6992,3
175
10:4:2
7297,0
185
10:5:1
7841,3
205
10:6:1
7524,7
195
10:7:1
7263,7
185
* – оптимальный вариант
Как видно из таблицы 1, оптимальным соотношением тонкоизмельченного боя высокоглиноземистого огнеупора, каолина и колеманита, экспериментально полученным, является соотношение 10:5:1 соответственно.
Из таблицы 2 видно, что оптимальная температура термообработки составляет 710 ºС при скорости нагрева 20 °С/мин.
Таблица 2
Оптимальные технологические параметры при получении покрытий с оптимальным составом
Температура, °С
Скорость нагрева, °С/мин
Время выдержки, мин
Прочность при сжатии, МПа
720
15
30
6,9
20
20
8,0
25
20
7,2
710*
15
30
8,3
20*
20*
10,5
25
20
7,9
700
15
30
7,4
20
20
8,2
25
20
7,6
* – оптимальный вариант
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 тарного стекла ЗТ-1, сажа
Стеклобой тарного стекла ЗТ-1, сажа
Состав покрытия
Стеклобой: смесь боя тонкоизмельченного высокоглиноземистого огнеупора, каолина и жидкого стекла75-80:20-25 мас.%
Стеклобой: смесь боя тонкоизмельченного высокоглиноземистого огнеупора, каолина и колеманит75-80:20-25 мас.%
Температура термообработки, 0С
820
710
Время выдержки, мин
20
20
Скорость нагрева, °С/мин
15
20
Отжиг
Самопроизвольное остывание
Самопроизвольное остывание
Микротвердость, МПа
8320,7
9150,3
Давление прессование, МПа
10
10
Прочность сжатия, МПа
8,35
10,5
Пример получения покрытий на блочном пеностекле.
В качестве сводных материалов брали тарное стекло марки ЗТ-1, бой высокоглиноземистого огнеупора КЛ-1,1, Алексеевский каолин и колеманит (colemanite standard; borocalcite colemanite, производства «Эти Маден Ишлетмелери Г.М.», Анкара, Джихан сок., 2, Сыххиею, Турция).
Пенообразующую смесь готовили совместным помолом тарного стекла ЗТ-1 и сажи в количестве 0,5 мас % в шаровой мельнице объемом 10 л в течении 6 часов.
Тонкоизмельченный бой высокоглиноземистого огнеупора смешивали с Алексеевским каолином и колеманитом 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 2,5-3,0 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 710 °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 9150,3 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 10,5 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 290 °С без видимых следов разращения и трещин. Термостойкость образцов составило: ΔТ = 290 °C – 20 °C = 270 °C.