СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ОБЛИЦОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПЕНОСТЕКЛА
METHOD OF PRODUCING HEAT-INSULATION FACING MATERIAL BASED ON FOAMED GLASS

Изобретение относится к технологии производства изделий из пеностекла, предназначенных для наружной теплоизоляции и отделки строительных конструкций.
Известен способ, в котором в качестве пенообразующей смеси используют углеродсодержащую шихту, а защитное покрытие состоит из, м.ч.: жидкое стекло 0,2-0,8, вода 0,5-1,5, каолин 1. Формование материала производят методом проката пенообразующей смеси между двумя слоями стеклохолста или стеклоткани с защитным покрытием (SU 1673544 А1). Недостатком указанного теплоизоляционного материала является неравномерность толщины покрытия и наличие поверхностных дефектов из-за развитой пористой структуры поверхности.
3
3
Известен способ получения пеностекла с защитным покрытием, заключающийся в том, что пеноматериал изготавливают из двух слоев путем вспенивания при температуре 840°С. В качестве покровного слоя используют смесь боя тарного стекла, мела и силикатной надглазурной краски (SU 1604767 А2). Однако известный способ имеет следующие недостатки. В процессе спекания возможно получение неровного вспученного покрытия. Полученный пеноматериал обладает высокой плотностью 900-940 кг/м (согласно СНИПу 2302-2003 максимальная полотность теплоизоляционных материалов 500 кг/м).
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления облицовочных плит из вспененного стекла «пенодекор», заключающийся в том, что пеноматериал получают из боя листового стекла и газообразователя (мел) при температуре 840-870°С, покрытие из размолотого стекла, смешанного с красителем, наносят на поверхность плит и обжигают [Щепочкина Ю.А. Способ изготовления облицовочных плит из вспененного стекла «пенодекор/Патент RU 2329223 С1 Заявка: 2006143352/03, 07.12.2006 г.].
Однако известный способ имеет следующие недостатки. В процессе получения пеностекла используется в качестве газообразователя мел, который способствует образованию преимущественно открытой пористости материала, а следовательно, пеноматериал будет обладать звукоизоляционными свойствами. Обжиг покрытия происходит при значительно высоких температурах 1040-1170°С.
Предложенный способ направлен на получение теплоизоляционного облицовочного материала с низкой плотностью и высокими защитными и декоративными характеристиками.
Поставленная цель достигается тем, что способ получения пеностекла с покрытием заключается в помоле боя листового стекла и пенообразователя (мел), приготовлении шихты, вспенивании, нанесении на него после термической обработки покрытия с последующим оплавлением слоя при температуре, на 200-300°С превышающей температуру термообработки пенообразующей смеси.
В качестве пенообразующей смеси используют бой листового стекла 98,0-99,4 м.ч., пенообразователем является сажа 0,6-2,0 м.ч. Вспенивание производят при температуре 800-900°C с выдержкой в течение 30-40 мин, резкое охлаждение до температуры стабилизации структуры 600-700°С в течение 5-15 мин и осуществляют последующее медленное охлаждение до температуры окружающей среды.
Пенообразующую смесь, приготовленную на основе боя тарного или листового стекла 96,5-99,5 м.ч. с использованием в качестве газообразователя угля в количестве 0,5-3,5 м.ч., подвергают вспениванию в интервале температур 800-900°C с выдержкой в течение 35-40 мин. Затем проводят резкое охлаждение до 600-700°С в течение 5-25 мин и осуществляют последующее медленное охлаждение до температуры окружающей среды.
Смесь для вспенивания пеностекла на основе известняка готовят в соотношении стеклянный бой листового или тарного стекла : известняк (газообразователь) 93,0-98,0 м.ч.: 2,0-7,0 м.ч. Вспенивание проводят при температуре 700-900°C с выдержкой в течение 20-40 мин, затем подвергают резкому охлаждению до 600-700°С в течение 5-20 мин и осуществляют последующее медленное охлаждение до температуры окружающей среды.
2
Состав защитно-декоративного покрытия, м.ч.: стеклобой 0,40-0,50; жидкое стекло 0,40-0,50 и при необходимости цветной пигмент. Для получения покрытия возможно использование боя листового и цветных стекол. Стеклобой измельчают до удельной поверхности 400-500 м/кг, смешивают с жидким стеклом и пигментом. Покрытие наносят на блоки пеностекла методом полива, подвергают сушке при температуре 100-120°С в течение 2-4 ч и последующему обжигу при температуре 500-600°С в течение 5-15 мин.
3
Полученный материал обладает следующими физическими свойствами: плотность 160-190 кг/м, предел прочности при сжатии 4,5-6,5 МПа, предел прочности при изгибе 1,4-2,2 МПа, теплопроводность 0,07-0,09 Вт/(м·К), морозостойкость более 50 циклов.
3
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что покрытие на пеностекло получают из смеси стеклобоя (стеклогранулята) с жидким стеклом, формирование покровного слоя осуществляют методом полива на готовые охлажденные до температуры 20-25°С блоки пеностекла, термическую обработку покрытия проводят при температуре 100-120°С в течение 2-4 часов и далее обжигают при температуре 500-600°С в течение 5-15 мин. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения «новизна». Полученный материал обладает низкой плотностью 160-190 кг/ м и теплопроводностью 0,07-0,09 Вт/м·К, высокой прочностью и имеет защитно-декоративное покрытие. Для расширения цветовой гаммы покрытия в его состав могут вводиться различные пигменты.
Примеры конкретного выполнения.
2
Пример 1. Пенообразующую смесь, приготовленную из боя листового или тарного стекла с удельной поверхностью 400-800 м/кг и газообразователя, укладывают в формы и уплотняют. Смесь подвергают термической обработке при нагревании до 700-900°С, выдержке (вспениванию) в течение 20-40 мин, резко охлаждают до 600-700°С в течение 5-25 мин и осуществляют последующее медленное охлаждение до температуры окружающей среды. Технологические режимы получения пеностекла с использованием различных газообразователей представлен в таблице.
Основные технологические параметры производства пеностекла
Тип газообразователя для получения пеностекла
Состав пеностекла
Температура вспенивания Т<sub>всп</sub>, °C
Время выдержки при Т<sub>всп</sub>, мин
Температура стабилизации структуры Т<sub>охл</sub>, °C
Время выдержки при Т<sub>охл</sub>, мин
Кол-во боя листового/тарного стеклобоя, м.ч.
Кол-во газообразователя, м.ч.
Сажа
98,0-99,4
0,6-2,0
800-900
30-40
600-700
5-15
Уголь
96,5-99,5
0,5-3,5
800-900
35-40
600-700
5-25
Известняк
93,0-98,0
2,0-7,0
700-900
20-40
600-700
5-20
Мел
92,0-98,0
2,0-8,0
700-900
20-40
600-680
5-20
2
Состав покрытия №1 м.ч.: бой листового стекла 0,40-0,50, жидкое стекло 0,40-0,50. Стеклобой измельчают до удельной поверхности 400-500 м/кг, смешивают с жидким стеклом и пигментом. Покрытие наносят на готовые охлажденные до температуры 20-25°С блоки пеностекла методом полива, подвергают сушке при температуре 100-120°С в течение 2-4 ч и последующему обжигу при температуре 500-600°С в течение 5-15 мин.
Пример 2. Пеностекло получают аналогично 1 способу. Состав покрытия №2 м.ч.: бой цветного стекла 0,40-0,50, жидкое стекло 0,40-0,50. При этом получают цветное покрытие в зависимости от цвета стекольного боя.
Пример 3. Пеностекло получают аналогично 1 способу. Состав покрытия №3 м.ч.: бой листового стекла 0,40-0,50, жидкое стекло 0,40-0,50, цветной пигмент 0,01-0,05. При этом получают цветное покрытие в зависимости от цвета и концентрации пигмента.
Использование предлагаемого способа получения пеностекла с защитным и декоративным покрытием обеспечивает следующие преимущества:
1. Использование теплоизоляционного пеностекла с защитно-декоративным покрытием (λ=0,07-0,09 Вт/м·К) позволяет применять его в ограждающих конструкциях без дополнительных защитных штукатурных слоев.
2. Низкая температура обжига покрытия (500-600°С).
3. Повышение химической устойчивости образцов к воздействию агрессивной среды (атмосферным осадкам).
4. Получение декоративного пеностекла за счет расширения цветовой гаммы покрытий.
5. Возможность утилизации стеклобоя различного химического состава и цветовой гаммы.