RU2242437C2 - Batch for production of cellular glass - Google Patents
Batch for production of cellular glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242437C2 RU2242437C2 RU2002121529/03A RU2002121529A RU2242437C2 RU 2242437 C2 RU2242437 C2 RU 2242437C2 RU 2002121529/03 A RU2002121529/03 A RU 2002121529/03A RU 2002121529 A RU2002121529 A RU 2002121529A RU 2242437 C2 RU2242437 C2 RU 2242437C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- cellular
- mixture
- portland cement
- foaming agent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано как легкий строительный и акустическо-декоративный материал.The invention relates to building materials and can be used as a light building and acoustic decorative material.
Известны шихты для получения ячеистого стекла, состоящие из измельченного стекла и вспененного в воде пенообразователя, предусматривающие фиксацию ячеистой структуры с последующим спеканием [1].Known charges for producing cellular glass, consisting of crushed glass and foamed foaming agent in water, providing for the fixation of the cellular structure with subsequent sintering [1].
Однако эти шихты в пенообразном состоянии нестабильны во времени, при сушке разрушаются, так как практически не обладают механической прочностью. Получаемые блоки ячеистого стекла из таких шихт после спекания имеют неоднородную структуру и плотность.However, these charges in a foamy state are unstable in time, they are destroyed during drying, since they practically do not have mechanical strength. The resulting blocks of cellular glass from such blends after sintering have an inhomogeneous structure and density.
Наиболее близкой к предлагаемой является шихта для изготовления ячеистого стекла, в которой в качестве пенообразователя используют мыльный корень, содержащий 32...33% сапонина, в количестве 0,5-2% массы стекла, а в качестве стабилизатора пены - бентонитовую или огнеупорную глину 4-6% и растворимое стекло с удельным весом 1,26 3-4%, стекло остальное [2].Closest to the proposed is a mixture for the manufacture of cellular glass, in which as a foaming agent use a soap root containing 32 ... 33% saponin in an amount of 0.5-2% of the mass of glass, and bentonite or refractory clay as a foam stabilizer 4-6% and soluble glass with a specific gravity of 1.26 3-4%, the rest is glass [2].
Недостатком этой шихты является недостаточная механическая прочность получаемого при сушке пеноматериала. Транспортировка высушенных блоков ячеистого стекла на обжиг и сам процесс обжига сопряжены с толчками и вибрациями, приводящими к нарушению чрезвычайно непрочных структур молотого стекла, это приводит к высокому проценту брака готовой продукции и непроизводительным расходам энергетических и материальных ресурсов. Непрочная структура необожженных ячеистых стекол не позволяет вводить в их состав декоративные гранулированные включения, производить дообжиговую механическую обработку и калибрование размеров блоков. Обработка спеченных блоков ячеистого стекла трудоемка, требует большого расхода метизов и ручного труда.The disadvantage of this mixture is the lack of mechanical strength obtained by drying the foam. The transportation of dried honeycomb glass blocks for firing and the firing process itself is associated with shocks and vibrations, leading to the violation of extremely fragile structures of ground glass, which leads to a high percentage of rejected finished products and unproductive energy and material resources. The fragile structure of unfired cellular glasses does not allow to introduce decorative granular inclusions into their composition, to pre-anneal machining and calibrate block sizes. Processing sintered blocks of cellular glass is laborious, requires a large consumption of hardware and manual labor.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения механической прочности, уменьшения энергоемкости производства и улучшения декоративных свойств ячеистого стекла.The present invention solves the problem of increasing mechanical strength, reducing the energy intensity of production and improving the decorative properties of cellular glass.
Для достижения поставленной задачи шихта для изготовления ячеистого стекла, включающая стекло, пенообразователь и стабилизатор ячеистой структуры, согласно предлагаемому решению в качестве стабилизатора ячеистой структуры используют полуводный гипс и она дополнительно содержит портландцемент марки 400-600 при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the task, the mixture for the manufacture of cellular glass, including glass, a foaming agent and a stabilizer of the cellular structure, according to the proposed solution, semi-aquatic gypsum is used as the stabilizer of the cellular structure and it additionally contains Portland cement grade 400-600 in the following ratio of components, wt.%:
Пенообразователь 0,1-1,0Foaming agent 0.1-1.0
Полуводный гипс 1,0-8,0Semi-aquatic gypsum 1.0-8.0
Указанный портландцемент 0,5-10,0Specified Portland cement 0.5-10.0
Стекло ОстальноеGlass Else
Для более полного достижения задачи выдержку пеносуспензии шихты в формах и ее стабилизацию проводят 4-8 ч.For a more complete achievement of the task, the exposure of the foam suspension of the charge in the forms and its stabilization is carried out for 4-8 hours.
Для более полного достижения задачи сушку и обжиг стабилизированной пеносуспензии шихты проводят без металлических форм.For a more complete achievement of the task, the drying and firing of the stabilized foam suspension of the mixture is carried out without metal forms.
В качестве пенообразователя используют, например, “морпен” (ТУ 0258-001-01013393-94).As a foaming agent, for example, “morpene” (TU 0258-001-01013393-94) is used.
Повышение механической прочности и уменьшение энергоемкости производства ячеистого стекла, изготовленного из сырьевой шихты с дополнительным введением полуводного гипса и портландцемента, основано на особенностях процессов физического и физико-химического характера, происходящих при формировании и стабилизации структуры, сушке, подготовке к обжигу и обжигу ячеистого стекла.Increasing the mechanical strength and reducing the energy intensity of the production of cellular glass made from a raw material charge with the addition of semi-aquatic gypsum and Portland cement is based on the peculiarities of the processes of physical and physico-chemical nature that occur during the formation and stabilization of the structure, drying, preparation for firing and firing of cellular glass.
Для приготовления шихты ячеистого стекла используют один из видов стекла, например бой тарного стекла, помол его ведут в шаровых мельницах до удельной поверхности 300-600 м2/кг. На конечной стадии помола стекла вводят полуводный гипс и портландцемент. Два последних компонента имеют дисперсность, соизмеримую с дисперсностью стекла, поэтому на последнем этапе помола стекла практически происходит перемешивание трех компонентов шихты. Перемешивание производят до достижения однородности распределения компонентов по массе шихты (определяется ускоренным химическим анализом проб, отобранных из разных точек мельницы). Допускается смешивание молотого стекла с полуводным гипсом и цементом в отдельном смесителе.To prepare a charge of cellular glass, one of the types of glass is used, for example, the battle of container glass; it is ground in ball mills to a specific surface of 300-600 m 2 / kg. At the final stage of glass grinding, semi-aquatic gypsum and Portland cement are introduced. The last two components have a dispersion commensurate with the dispersion of the glass; therefore, at the last stage of grinding the glass, mixing of the three components of the mixture practically occurs. Mixing is carried out until a homogeneous distribution of the components by mass of the mixture is achieved (determined by accelerated chemical analysis of samples taken from different points of the mill). It is allowed to mix ground glass with semi-aquatic gypsum and cement in a separate mixer.
Техническая пена готовится в пеногенераторе. Количество пенообразователя выбирается исходя из требований к структуре и степени устойчивости получаемой пены. Расход пенообразователя составляет 0,1-1,0% от массы материалов шихты.Technical foam is prepared in a foam generator. The amount of foaming agent is selected based on the requirements for the structure and degree of stability of the resulting foam. The blowing agent consumption is 0.1-1.0% by weight of the charge materials.
Смешивание технической пены со смесью стекла, полуводного гипса и портландцемента производят, например, в высокооборотной лопастной мешалке в течение 5-10 минут. После этого полученную смесь разливают в формы, формирующие блоки, плиты и другие изделия. Время перемешивания сухих компонентов смеси с технической пеной ограничивается тем, что полуводный гипс начинает гидратироваться, при этом в пеносуспензии связывается вода, и образуются кристаллогидраты двуводного гипса. Эти два процесса происходят одновременно, при этом создается и фиксируется начальная структура блока ячеистого стекла. Введение в состав сырьевой шихты полуводного гипса в количестве 1,0-8,0 мас.% позволяет закрепить пространственную структуру, препятствующую оседанию в форме полученного ячеистого стекла, однако повышение содержания гипсового вяжущего в шихте свыше 8,0 мас.% не позволяет получить достаточно прочные образцы, способные выдержать распалубку форм и допускающие производить последующее спекание без форм. Функцию дальнейшего упрочнения структуры полученного пеноматериала принимает на себя введенный в состав шихты портландцемент марки 400-600 в количестве 0,5-10,0 мас.%.Mixing technical foam with a mixture of glass, semi-aquatic gypsum and Portland cement is carried out, for example, in a high-speed paddle mixer for 5-10 minutes. After that, the resulting mixture is poured into molds, forming blocks, plates and other products. The mixing time of the dry components of the mixture with technical foam is limited by the fact that the semi-aquatic gypsum begins to hydrate, while in the foam suspension water is bound, and crystalline hydrates of the two-gypsum are formed. These two processes occur simultaneously, while the initial structure of the cellular glass block is created and fixed. Introduction to the composition of the raw material mixture of semi-aquatic gypsum in an amount of 1.0-8.0 wt.% Allows you to fix the spatial structure that prevents settling in the form of the obtained cellular glass, however, an increase in the content of gypsum binder in the mixture over 8.0 wt.% Does not allow to obtain enough strong samples capable of withstanding form stripping and allowing subsequent sintering without molds. The function of further strengthening the structure of the obtained foam is taken over by Portland cement grade 400-600 introduced into the mixture in an amount of 0.5-10.0 wt.%.
Через 1,5-2,0 часа после смешивания технической пены с сухими компонентами шихты начинается интенсивный рост прочности полученного пеноматериала за счет гидратации портландцемента.After 1.5-2.0 hours after mixing technical foam with the dry components of the charge, an intensive increase in the strength of the obtained foam begins due to hydration of Portland cement.
Через 4-10 часов пеноматериал достигает прочности, допускающей выемку из форм, сушку, механическую обработку и последующее спекание, т.е. получение конечного продукта - ячеистого стекла.After 4-10 hours, the foam reaches a strength that can be removed from the molds, dried, machined and then sintered, i.e. obtaining the final product - cellular glass.
Анализ прочностных характеристик полученных образцов ячеистого стекла на разных технологических переделах показывает:Analysis of the strength characteristics of the obtained cellular glass samples at different technological stages shows:
- использовать сырьевые шихты с содержанием пенообразователя менее 0,1 мас.%, полуводного гипса менее 1,0 мас.%, портландцемента менее 0,5 мас.% нецелесообразно, т.к. получаемый полуфабрикат ячеистого стекла в процессе выдержки в форме не набирает достаточной прочности, чтобы извлечь его из формы без повреждений, а малая прочность первоначально стабилизированной структуры не позволяет исключить разрушение образцов при перевозке и сушке (шихта 3);- use raw materials with a foaming agent content of less than 0.1 wt.%, semi-aquatic gypsum less than 1.0 wt.%, Portland cement less than 0.5 wt.% is impractical, because the resulting semi-finished cellular glass during exposure to the mold does not gain sufficient strength to remove it from the mold without damage, and the low strength of the initially stabilized structure does not preclude the destruction of samples during transportation and drying (charge 3);
- использовать шихты с содержанием пенообразователя более 1,0 мас.%, полуводного гипса более 8,0 мас.% и портландцемента более 10 мас.% также нецелесообразно, так как наблюдается необоснованный перерасход пенообразователя, цемент и полуводный гипс в результате гидратации образуют слишком прочную структуру в обжигаемом блоке, которая препятствует термической усадке стекла, в результате этого обожженные блоки ячеистого стекла имеют множество усадочных трещин, которые обуславливают резкий сброс прочности (шихта 5).- to use the mixture with a foaming agent content of more than 1.0 wt.%, semi-aquatic gypsum more than 8.0 wt.% and Portland cement more than 10 wt.% is also impractical, since there is an unreasonable overspending of the foaming agent, cement and semi-aquatic gypsum as a result of hydration form too strong a structure in the fired block that prevents thermal shrinkage of the glass; as a result, the fired blocks of cellular glass have many shrinkage cracks that cause a sharp release of strength (charge 5).
Шихта 6, приготовленная по прототипу, имеет чрезвычайно низкие начальные прочностные характеристики, которые не позволяют произвести обжиг блоков ячеистого стекла без форм. Использование дорогостоящих металлических форм при обжиге ячеистого стекла приводит к их быстрому износу (окисление, термические деформации); они также требуют защитной обмазки, предупреждающей налипание стекла. Очень трудоемким и тяжелым является процесс выгрузки обожженных блоков из горячих форм и направление блоков на отжиг. Наличие форм затрудняет визуальный контроль за процессами, происходящими при температурах 740-760°С в печи. Нагрев форм приводит к дополнительному расходу энергоресурсов. Этих недостатков лишена заявляемая шихта для получения ячеистого стекла. Кроме того, прочная структура стабилизированных пен позволяет вводить в массу ячеистого стекла пористые и декорирующие добавки, позволяющие уменьшить вес продукции и улучшить внешний вид изделий.The mixture 6, prepared according to the prototype, has extremely low initial strength characteristics, which do not allow firing blocks of cellular glass without molds. The use of expensive metal forms during firing of cellular glass leads to their rapid wear (oxidation, thermal deformation); they also require a protective coating to prevent glass from sticking. Very laborious and difficult is the process of unloading the calcined blocks from the hot molds and the direction of the blocks for annealing. The presence of forms makes it difficult to visually monitor the processes occurring at temperatures of 740-760 ° C in the furnace. Heating molds leads to additional energy consumption. These disadvantages are deprived of the claimed mixture to obtain a cellular glass. In addition, the sturdy structure of the stabilized foams allows porous and decorating additives to be introduced into the honeycomb glass mass to reduce product weight and improve the appearance of the products.
Пример получения ячеистого стеклаAn example of a cellular glass
Сырьевая база для получения ячеистого стекла чрезвычайно широка: отходы стекольной промышленности, бой тарного, листового, ампульного, кинескопного, электролампового стекла, стеклоблоков и др. Стеклобой (в нашем случае - листового стекла) после щековой дробилки измельчали в молотковой дробилке, дозировали, загружали в шаровую мельницу и доводили до удельной поверхности 450-500 м2/кг. На конечной стадии помола вводили полуводный гипс и портландцемент (в нашем случае - портландцемент марки “500” производства ЗАО “Белгородский цемент”, г. Белгород). Совместный помол вели до достижения равномерного распределения компонентов по массе шихты. Готовую сухую шихту разгружали в бункер.The raw material base for producing cellular glass is extremely wide: waste from the glass industry, container, sheet, ampoule, kinescope, electric lamp glass, glass blocks, etc. Glass cullet (in our case, sheet glass) after the jaw crusher was crushed in a hammer mill, dosed, loaded into ball mill and brought to a specific surface area of 450-500 m 2 / kg At the final stage of grinding, semi-aqueous gypsum and Portland cement were introduced (in our case, Portland cement of the “500” grade manufactured by Belgorodsky Cement CJSC, Belgorod). Joint grinding was carried out until a uniform distribution of the components over the mass of the mixture was achieved. Ready dry mixture was unloaded into the hopper.
Техническую пену готовили в пеногенераторе. В нашем случае применяли пенообразователь “морпен” (производство ООО “СПО Щит”, г. Шебекино, Белгородской области по ТУ 0258-001-01013393-94).Technical foam was prepared in a foam generator. In our case, we used the “morpen” foaming agent (manufactured by LLC “SPO Shield”, Shebekino, Belgorod Region, according to TU 0258-001-01013393-94).
Смешивание технической пены с сухими компонентами полученной шихты производили в высокооборотной лопастной мешалке в течение 10 минут. Соотношение компонентов в шихте представлено в таблице 1.The technical foam was mixed with the dry components of the resulting mixture in a high-speed paddle mixer for 10 minutes. The ratio of components in the mixture are presented in table 1.
Полученную смесь выгружали в пластмассовые формы со съемными стенками. Выдерживали при 20-24°С 8 часов. Формы разбирали, образцы направляли на сушку и сушили до влажности 3-5%. Обжиг производили при температуре 740-750°С в течение 20 минут до полного прогрева, достижения равномерной объемной усадки образца до плотности 400 кг/м3. После обжига образцы отправляли на отжиг. В процессе отжига происходит медленное равномерное охлаждение образцов со скоростью 0,6-0,8°С/мин до температуры 50°С. Отжиг вели 10-12 часов.The resulting mixture was unloaded in plastic molds with removable walls. It was kept at 20-24 ° C for 8 hours. The forms were disassembled, the samples were sent for drying and dried to a moisture content of 3-5%. Firing was carried out at a temperature of 740-750 ° C for 20 minutes until complete heating, achieving uniform volumetric shrinkage of the sample to a density of 400 kg / m 3 . After firing, the samples were sent for annealing. In the process of annealing, a slow uniform cooling of the samples occurs at a rate of 0.6-0.8 ° C / min to a temperature of 50 ° C. Annealing took 10-12 hours.
В таблице 1 представлены конкретные составы ячеистого стекла, в таблице 2 - их прочностные свойства.Table 1 presents the specific compositions of cellular glass, in table 2 their strength properties.
Как видно из приведенных таблиц, использование заявляемой шихты для производства ячеистого стекла позволит понизить трудовые и энергетические затраты и получать высокопрочные строительные материалы. Кроме того, при этом утилизируются отходы любых видов стекол.As can be seen from the above tables, the use of the inventive charge for the production of cellular glass will reduce labor and energy costs and get high-strength building materials. In addition, waste of any kind of glass is disposed of.
ЛитератураLiterature
1. Болдырев А.С. и др. Строительные материалы. Справочник. М.: Стройиздат, 1989.-С. 490-491.1. Boldyrev A.S. and other building materials. Directory. M .: Stroyizdat, 1989.-S. 490-491.
2. Спирин Ю.Л. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1975. -С. 325-328.2. Spirin Yu.L. Handbook for the production of heat and sound insulating materials. M .: Stroyizdat, 1975. 325-328.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121529/03A RU2242437C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Batch for production of cellular glass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002121529/03A RU2242437C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Batch for production of cellular glass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002121529A RU2002121529A (en) | 2004-01-20 |
RU2242437C2 true RU2242437C2 (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002121529/03A RU2242437C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Batch for production of cellular glass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242437C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445280C2 (en) * | 2009-10-27 | 2012-03-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Фирма Экодот" | Crude mixture for making foamed glass |
RU2697981C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of producing foamed glass |
-
2002
- 2002-08-05 RU RU2002121529/03A patent/RU2242437C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГОРЯЙНОВ К.Э. и др. Технология производства полимерных и теплоизоляционных изделий. - М.: Высшая школа, 1975, с.163 - 168. * |
СПИРИН Ю.Л. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов. - М.: Стройиздат, 1975, с.314 - 331. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445280C2 (en) * | 2009-10-27 | 2012-03-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственная Фирма Экодот" | Crude mixture for making foamed glass |
RU2697981C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method of producing foamed glass |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002121529A (en) | 2004-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0543666B2 (en) | ||
BG62648B1 (en) | Building heat insulation material | |
RU2242437C2 (en) | Batch for production of cellular glass | |
US5228914A (en) | Pumice containing composition | |
RU2103242C1 (en) | Foam concrete containing magnesia binder and method for its production | |
RU2327666C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics | |
RU2668599C1 (en) | Composite ceramic mixture | |
US4123284A (en) | Porous ceramic bodies | |
RU2251540C1 (en) | Foam-ceramic items production method | |
US1761108A (en) | Method for the manufacture of cellular building materials | |
JPH08253352A (en) | Production of high-strength inorganic foam | |
RU2231505C1 (en) | Ceramic mass for making wall and facing articles | |
RU2517133C2 (en) | Production of foamed construction materials | |
RU2303020C2 (en) | Ceramic mass | |
US3649315A (en) | Method of manufacturing low density insulting refractories | |
RU2304127C1 (en) | Dry mix for manufacture of non-autoclave aerated concrete and a process for preparing it | |
RU2140888C1 (en) | Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick | |
RU2292324C1 (en) | Method of complex manufacture of articles from autoclave hardening concrete | |
RU2484063C1 (en) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials | |
RU2778880C1 (en) | Alkaline glass binder | |
RU2410362C1 (en) | Raw mixture used for obtaining nonautoclave-hardening aerated concrete | |
JPH11189447A (en) | Artificial lightweight aggregate, production of the same aggregate and lightweight concrete using the same aggregate | |
JPH11228251A (en) | Production of light-weight foamed concrete | |
RU2303014C1 (en) | Raw material mixture for production of silicate wall items and silicate wall item made from this material | |
US2292011A (en) | Process for the preparation of lightweight products |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060806 |