СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА
METHOD FOR PRODUCING FOAM GLASS

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству материала из пеностекла.
Пеностекло является неорганическим силикатным материалом, содержащим в своем объеме значительные количества газовой фазы. Процесс его получения заключается в изготовлении шихты, состоящей на 95-97% из стекла и на 5-3% из газообразователей (карбонатных, например, известняка или углеродных, например, древесного угля, кокса, сажи), нагревании шихты до температуры 850-875°С в контейнерах. При этой температуре зерна стекла спекаются, а образовавшиеся в результате разложения газообразующих добавок газы вспучивают высоковязкую стекломассу. После отжига и охлаждения получается пористый материал с высокими теплоизоляционными свойствами и большой механической прочностью [1].
Известен способ получения пеношлакостекла [2], предназначенного для использования в качестве термо- и звукоизоляции.
Основным недостатком данных способов получения являются высокие энергетические затраты на:
- расплав исходного сырья при температуре 750-900°С,
- термостабилизацию (необходима для медленного остывания блока пеностекла);
- отжиг полученных стеклоблоков в течение нескольких часов (отжиг необходим для снятия механических напряжений в пеностекле. Механические напряжения возникают из-за разной скорости остывания слоев пеностекла в зависимости от расположения слоя относительно поверхности);
- термическую обработку и обжиг защитного покрытия.
Этого недостатка лишен способ приготовления пеностекла на основе безобжигового твердения вспененных масс, содержащих жидкое стекло и стеклобой. Твердение масс с жидким стеклом объясняется выделением из последнего коллоидного кремнезема. Образующийся гель служит связкой для частиц наполнителя и обусловливает, тем самым, процесс схватывания и твердения силикатных композиций. Если в качестве наполнителя используется стеклобой, то связка усиливается, поскольку жидкое стекло выступает по отношению к поверхности стеклобоя как растворитель, а компоненты стеклобоя по отношению к жидкому стеклу выступают как отвердитель.
Вспенивание такой массы может происходить при помощи веществ, служащих одновременно отвердителями (углекислота, пар) [3]. То есть меняется сам механизм твердения пеностекла (вместо застывания расплава, схватывание инертных компонентов вяжущим). При этом энергетические затраты снижаются на два порядка. Однако полученное таким образом пеностекло имеет низкую прочность и водостойкость [4].
Наиболее близким из известных является способ получения материала из пеностекла [5], включающий:
- загрузку силикатной массы, включающей стеклобой с сажей мелом и известняком в контейнер;
- ее вспенивание и обжиг,
- отжиг и охлаждение полученных блоков из пеностекла до 20-25°С;
- нанесение на готовые блоки из пеностекла методом полива защитного покрытия из стекломассы, включающей жидкое стекло и стеклобой;
- термическую обработку при температуре 100-150°С;
- обжиг при температуре 500-600°С.
С помощью такого способа получают материал повышенной плотности и пониженной проницаемости.
Цель изобретения: сокращение энергетических затрат при изготовлении материала из пеностекла при одновременном обеспечении его влагостойкости и механической прочности.
Вспенивание и схватывание пеностекла на основе силикатных масс, содержащих жидкое стекло, производят в стеклянных контейнерах, которые потом герметизируют и используют в качестве строительных деталей вместе со вспененным в них пеностеклом. Находясь в прочном герметичном стеклянном контейнере пеностекло на основе силикатных масс, содержащих жидкое стекло, не будет впитывать влагу из воздуха и будет защищено от механического воздействия.
Поставленная цель достигается тем, что в контейнер из стекла загружается силикатная масса, содержащая жидкое стекло и стеклобой, и вспенивается. После вспенивания и схватывания силикатной массы, контейнер герметизируется.
Предлагаемый способ получения материала из пеностекла состоит из следующих стадий:
- изготовление или использование готовых стеклянных контейнеров;
- загрузка в них силикатной массы, содержащей жидкое стекло и стеклобой;
- безобжиговое вспенивание и твердение внутри стеклянного контейнера пеностекла на основе силикатной массы;
- герметизация контейнеров со вспененным пеностеклом.
Поскольку из расплава изготовляется только тонкостенный стеклянный сосуд, то общие энергетические затраты резко сокращаются. При этом собственно пеностекло из силикатной массы, содержащей жидкое стекло, находится в герметичном стеклянном сосуде, предохраняющем его от воздействия влаги и механического воздействия.
Заявляемый способ позволяет использовать в качестве исходного сырья для производства пеностекла не только стеклобой (одна из сырьевых фракции для изготовления силикатных масс, содержащих жидкое стекло) но и стеклотару в качестве герметизируемого контейнера.
Источники информации
[1] Краткая химическая энциклопедия //Советская энциклопедия. - М., 1965, т. 4, с. 1033-1034.
[2] А. С.СССР N 337354. МКИ С03С 11/00. Способ получения пенош-лакостекла. М.И. Козьмин. Опубл. 15.05.72. Бюл. N 15.
[3] Электронный ресурс: http://bent.ru/modules/Articles/article.php?storyid=342&storypage=3.
[4] Электронный ресурс: http://greensector.ru/strojjmaterialy/penosteklo-kharakteristiki-primenenie-dostoinstva-i-nedostatki-uteplitelya.html.
[5] Патент РФ №2485058, МПК С03С 11/00, С03В 19/08.