СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА
CRUDE MIXTURE FOR PRODUCING FOAMED GLASS

Изобретение относится к области производства теплоизоляционного пеностекла, используемого в строительстве.
2
Известно [RU 2246462 C1, C04B 28/26, 20.02.2005] пеностекло состава, мас.%: микрокремнезем - 41,20; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22 в пересчете на NaO - 21,38; гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н с концентрацией 26,2 - 0,21-0,62; вода - остальное. Недостатком данного состава шихты является использование дорогостоящего раствора едких щелочей - агрессивного реагента, что требует применения оборудования из коррозионно-стойких материалов. Кроме того, при использовании раствора NaOH необходимо соблюдение специальных требований по технике безопасности.
Из патента [RU 2369571, МПК С03С 11/00, 10.10.2009] известен состав смеси для изготовления пеностекла, включающий, мас.%: молотый стеклобой 55,0-79,5%; отходы производства кристаллического кремния 20,0-40,0; газообразователь 0,5-5,0. Недостатком данного состава является использование стекольного боя, недостаточные объемы которого объясняются, с одной стороны, отсутствием в России эффективной системы сбора стеклобоя у населения, с другой - практически 100% возвратом технологического стеклобоя, образующегося непосредственно на стекольных заводах, в производство.
Известен состав шихты, включающий кварцевый песок, известняк, сульфат натрия и соду (Ф.Шилл. Пеностекло. - М.: Стройиздат, 1965, с.9-35). Традиционная технология производства пеностекла включает варку специального стекла, его помол с газообразователем, формование изделий и их вспенивание при температуре 720-900°С. Недостатком данного состава является необходимость предварительной варки стекла строго определенного химического состава, для чего требуется чистый кварцевый песок.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является [RU 2361829 С2, С03С 11/00, 27.11.2008] состав шихты для изготовления стеклогранулята для пеностекла, включающий, мас.%: кремнеземсодержащая порода - 60-68; кальцинированная сода - 19-23; доломит - 13-16. В качестве кремнеземсодержащей породы используют кварцевый песок, маршаллит, диатомит, опоку с содержанием оксида кремния не менее 83 мас.% и размером фракции менее 0,1 мм. Недостатком данного состава является необходимость предварительного синтеза стеклогранулята, являющегося исходным сырьем для получения пеностекла.
Задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса и повышении прочности пеностекла.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления пеностекла (пеностеклокристаллических материалов) содержит аморфный микрокремнезем с содержанием оксида кремния не менее 85% и размером фракции менее 1 мкм с добавлением маршаллита, кальцинированную соду, доломит и газообразователь в следующем соотношении компонентов, в мас.%: аморфный микрокремнезем 25-61,9; маршаллит 0,1-37; кальцинированная сода 20; доломит 17; газообразователь 1. Получение пеностекла осуществляется в одну стадию, без предварительного синтеза стеклогранулята.
Шихту готовят смешиванием материалов в указанных соотношениях и последующим компактированием на тарельчатом грануляторе или экструдере. Термообработка компактированной шихты в интервале температур 800-850°С позволяет получить продукт, по свойствам близкий к классическому пеностеклу.
Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты измерений свойств пеностекла, полученного с использованием в качестве кремнеземсодержащего сырья аморфного микрокремнезема.
Изготовление пеностекла поясняется следующим примером.
Пример 1. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.
аморфный микрокремнезем 25;
маршаллит 37;
кальцинированная сода 20;
доломит 17;
газообразователь 1.
Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.
Пример 2. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.
аморфный микрокремнезем 45;
маршаллит 17;
кальцинированная сода 20;
доломит 17;
газообразователь 1.
Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.
Пример 3. Приготавливают шихту, содержащую аморфный микрокремнезем, маршаллит, доломит и кальцинированную соду в следующих соотношениях с добавлением газообразователя, масс.%.
аморфный микрокремнезем 61,9;
маршаллит 0,1;
кальцинированная сода 20;
доломит 17;
газообразователь 1.
Полученную смесь компактируют и подвергают термической обработке при температуре 800-850°С с выдержкой в течение 15 минут.
Как видно из табл.1, пеностекло, полученное из смеси предлагаемого состава, обладает повышенными прочностными характеристиками: в 1,4 раза превышает значение прочности аналога и в 3,5 раза значение прочности для пеностекла, получаемого на основе стеклобоя. Одностадийный способ получения пеностекла из предлагаемой смеси позволяет снизить энергетические затраты на его производство, по сравнению с аналогом, предусматривающим двустадийную технологию. Кроме того, вовлечение в производство техногенного многотоннажного отхода (микрокремнезема) способствует решению экологических проблем и расширяет сырьевую базу.
Таблица 1
№
Состав смеси
мас.%
Плотность
Водопогло-щение, %
Прочность при сжатии, МПа
истинная, кг/м<sup>3</sup>
насыпная, кг/м<sup>3</sup>
1
микрокремнезем
25
268
200
5,2
3,5
маршаллит
37
кальциниров. сода
20
доломит
17
газообразователь
1
2
микрокремнезем
45
247
150
4,2
2,5
маршаллит
17
кальциниров. сода
20
доломит
17
газообразователь
1
3
микрокремнезем
61,9
200
130
4,0
2,0
маршаллит
0,1
кальциниров. сода
20
доломит
17
газообразователь
1
4 (аналог)
кремнеземсодержащая порода (маршаллит)
60-68
240
150
3,5
2,5
кальциниров. сода
19-23
доломит
13-16