RU2327672C2 - Состав для изготовления теплоизоляционного материала - Google Patents
Состав для изготовления теплоизоляционного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327672C2 RU2327672C2 RU2005141699/03A RU2005141699A RU2327672C2 RU 2327672 C2 RU2327672 C2 RU 2327672C2 RU 2005141699/03 A RU2005141699/03 A RU 2005141699/03A RU 2005141699 A RU2005141699 A RU 2005141699A RU 2327672 C2 RU2327672 C2 RU 2327672C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- clay
- foaming agent
- water
- heat
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению пенокерамики - высокоэффективного теплоизоляционного материала, предназначенного для применения в гражданском и промышленном строительстве, для теплоизоляции технологического оборудования, трубопроводов и т.д., эксплуатируемых при низких и высоких значениях температуры, а также в условиях прямого контакта с открытым пламенем газовых горелок, печей, котлов и др. Состав для изготовления теплоизоляционного материала включает, мас.%: высокомодульное жидкое стекло 20-45, глинистое сырье 20-60, армирующую добавку 1-3, пенообразователь 1-5, воду и дополнительно - по меньшей мере, один оксид металла II-IV группы 0.5-30. В качестве глинистого сырья используют глину, выбранную из группы: Афонинского, Богородского, Мордовского, Берлинского и Веселовского месторождений и глина ПГСОА (ГОСТ 2542-81), а в качестве пенообразователя - композицию, содержащую, мас.%: алюминиевая пудра (активный или пассивированный порошок) - 10-20; карбоксиметилцеллюлоза 0.01-0.4; оксид бария 0-0.1; хромокалиевые квасцы 0.02-0.03; вода 80-90. Технический результат: повышение прочности при сжатии получаемых теплоизоляционных изделий, расширение рабочего диапазона температур. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Область техники
Изобретение относится к области промышленной продукции и может быть использовано для получения синтетической пенокерамики - высокоэффективного средства для теплоизоляции трубопроводов различного назначения, технологического оборудования, бытовых и технических сооружений, а также в виде фасонных изделий или формируется непосредственно на теплоизолируемой поверхности путем налива или намазывания.
Уровень техники
Разработанный способ решает ту же задачу - создание высокоэффективной теплоизоляции, работающей в области высоких и низких температур, что и известные технические решения [1-3].
Известен способ изготовления звукопоглощающего материала [SU №1216170, С1 24.11.1983], который включает следующие компоненты, в мас.%:
Растворимое стекло | 10-12 |
Минеральное волокно | 34-68 |
Глинистый компонент | 10-30 |
Поливинилацетат | 10-20 |
Хлористый кальций | 1-2 |
Борная кислота | 1-2 |
Недостатком данного способа является использование в составе керамики дорогостоящих соединений, таких как поливинилацетат, что приводит к повышению себестоимости конечного продукта и делает его производство экономически невыгодным.
Известен способ изготовления теплоизоляционного материала [RU №2026844, С1 10.05.1992], имеющий следующий состав, в мас.%:
Жидкое стекло | 48-53 |
Кремний | 15-23 |
Гидрат окиси алюминия | 8-10 |
Гидрат окиси натрия | 3-4 |
Каолин | 17-19 |
Данный состав обладает клеящими свойствами и качествами связующего вещества для теплоизоляционных и диэлектрических материалов с высокими механическими свойствами в условиях нормальных, низких и высоких температур.
Недостатками этого способа являются высокая стоимость исходных компонентов, таких как кремний, гидрат окиси алюминия и гидрат окиси натрия, которые в данном составе составляют 30%; ограниченная доступность каолина, завоз которого в другие районы является экономически невыгодным.
Кроме того, недостаточная механическая прочность на сжатие и ограничение верхнего значения температуры эксплуатации до 1200°С ограничивают возможности применения данного способа при изготовлении теплоизоляционного материала.
В качестве прототипа выбран способ [RU №2091348, C1 14.09.1995], который содержит большее число признаков, общих с заявляемым способом, нежели приведенные выше.
Этот способ характеризуется тем, что для создания теплоизоляционного материала на базе дешевого и доступного сырья использован следующий состав, включающий жидкое стекло, глинистое сырье и пенообразователь, стекловолокно (или родственный материал), карбоксиметилцеллюлозу и воду при следующем содержании компонентов, в мас.%:
Жидкое стекло | 18-30 |
Глинистое сырье | 47-57 |
Пенообразователь | 1-3 |
Стекловолокно | 4-9 |
Карбоксиметилцеллюлоза | 1-4,5 |
Вода | 9-19.5 |
В качестве глинистого сырья использована глина типа красной железисто-монтмориллонитовой состава МxSi8-хAl4O20(OH)4×nH2О, где М - металл из ряда Fe, Al, Mg, Ca, Na и другие, чаще всего 1<х<4.
В качестве пенообразователя в данном техническом решении использована алюминиевая пудра.
Данный состав дает прочность керамики на сжатие 2.5-3 МПа и диапазон эксплуатации теплоизоляционного материала до 1500°С при использовании экологически чистых сырьевых источников.
Этот способ обладает следующими недостатками. Использование в качестве пенообразователя алюминиевой пудры марки ПАП-1 (ГОСТ 5494-71), производимой промышленностью, при производстве синтетической пенокерамики приводит к тому, что вспенивание происходит слишком быстро, через 2-3 мин, и массу трудно выложить в формы, если производство идет в большом масштабе. Поэтому в производстве остро стоит проблема снижения активности промышленного порошка алюминия, чтобы увеличить время начала вспенивания массы.
Другим недостатком данного способа является высокая летучесть порошкообразного алюминия, которая создает экологические проблемы на производстве: запыленность помещений и аллергические реакции у работающих с ним.
Еще одним недостатком данного способа является низкая механическая прочность получаемой пенокерамики и высокая влагонасыщаемость.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на получение следующего технического результата:
- для регулирования прочности, плотности, пористости, влагонасыщаемости и термической стойкости в зависимости от поставленной технологической задачи используется разнообразное глинистое сырье - глины Афонинского, Богородского, Мордовского, Берлинского и Веселовского месторождений и глина ПГСОА, различающиеся соотношением SiO2/Al2О3;
- для регулирования времени начала вспенивания керамической массы пенообразователь вводится в виде алюминийсодержащих композиций (АСК) следующего состава, в мас.%: алюминиевая пудра (активный или пассивированный порошок) - 10-20; карбоксиметилцеллюлоза 0.01-0.4; оксид бария 0-0.1; KCr(SO4)2·12H2O 0.02-0.03; вода 80-90. Применение АСК позволяет увеличить время начала вспенивания до 20 мин и при этом полностью устранить запыленность помещений.
Кроме того, способ обладает следующими достоинствами - для увеличения прочности и термостойкости образцов в состав керамики вводятся оксиды металлов II-IV групп и их композиции.
Кроме того, способ характеризуется тем, что для удешевления конечного продукта, уменьшения плотности и улучшения изолирующих свойств в качестве армирующей добавки используется стекловолокно, минеральная вата, волокнистый и порошкообразный асбест, корундовая вата.
В соответствии с изобретением в способ, включающий изготовление теплоизоляционного материала, введены новые признаки, а именно:
- для повышения прочности и термостойкости расширен спектр глинистого сырья, и в состав керамики вводят оксиды металлов II-IV групп и их композиции;
- для регулирования времени начала вспенивания и устранения запыленности при производстве керамики пенообразователь вводится в виде алюминийсодержащих композиций;
- для удешевления конечного продукта, уменьшения плотности и улучшения изолирующих свойств в качестве армирующей добавки использованы стекловолокно, минеральная вата, асбест, корундовая вата.
В основе изобретения лежат новые теоретические и экспериментальные исследования по изучению влияния различных факторов на параметры вспенивания при производстве теплоизоляционных материалов [ЖОХ. 2003. Т.73. Вып.5. С.729; Вестник ННГУ. Н.Новгород. 1999, Вып.2. С.86], а также исследования по способам снижения активности алюминиевой пудры и способам создания устойчивых алюминийсодержащих композиций.
Выбор оптимальных соотношений компонентов состава высокомодульного жидкого стекла, глинистого сырья, армирующих добавок, пенообразователя, оксидов металлов II-IV групп и воды позволяет повысить пределы прочности на сжатие до 3.1-4.5 МПа и расширить предел рабочего диапазона эксплуатации получаемого теплоизоляционного материала до 1600÷1800°С при использовании экологически чистых сырьевых источников.
Состав готовят следующим образом. Отдозированное глинистое сырье определенного состава подают в шаровую мельницу, где его измельчают и перетирают до дисперсии 0.2-0.3 мм. Затем в шаровую мельницу добавляют отдозированный армирующий материал.
Массу перемешивают с целью получения сухой шихты с равномерным распределением всех компонентов. Сухую шихту после шаровой мельницы подают в бетоносмеситель, куда добавляют отдозированное жидкое стекло с модулем 2.1-2.6, определенное количество оксидов металлов II-IV групп и воду. Смесь перемешивают до однородной пластичной массы. К полученной массе добавляют отдозированное количество вспенивателя в виде алюминийсодержащих композиций с определенной активностью, что позволяет регулировать время начала вспенивания. Смесь перемешивают до получения однородной пластичной массы, которую затем наносят на поверхность конструкции или заполняют конструкцию.
Формирование пенокерамики и ее отверждение происходит в две стадии. Первая стадия - вспенивание (4-100 мин) и последующее отверждение массы 10-120 мин, вторая - нарастание механической прочности материала до максимального значения в течение 1-2-х суток при комнатной температуре.
В табл.1 приведена зависимость параметров вспенивания керамики и ее свойств от состава пенообразователя, в табл.2, 3 - зависимость свойств керамики от состава глин и добавок оксидов металлов II-IV групп.
Таблица 1 Зависимость параметров вспенивания керамики и ее свойств от состава пенообразователя (состав керамики, мас.%: высокомодульное жидкое стекло (М=2.6) - 42, глинистое сырье - 23, пенообразователь - 1, стекловолокно - 2, вода - 33) |
|||||||
№ | Пенообразователь | Время обработки Al при 200°С, мин | Время хранения, сутки | Время начала подъема массы, мин | Время паровыделения, мин | ρ, кг/м3 | Предел прочности на сжатие, МПа |
1 | Алюминиевая пудра | прототип (без обработки) | без ограничения | 3 | 4 | 600 | 2.0 |
2 | АСКa) | 0 | 1-12 | 2.5 | 6.3-7.6 | 310 | 3.4 |
3 | 15 | 1-12 | 6.5-8.0 | 21-40 | 460 | 3.5 | |
4 | 30 | 1-12 | 11-20 | 78-105 | 520 | 3.4 | |
а) АСК - алюминийсодержащая композиция, в мас.%: алюминий 10-20; карбоксиметилцеллюлоза 0.01-0.4: хромокалиевые квасцы 0.02-0.03; вода 80-90. |
Таблица 2 Зависимость свойств керамики от состава глин (армирующая добавка - стекловолокно 3%, высокомодульное жидкое стекло (М=2.6) - 42%, пенообразователь - 3%) |
|||||||
Глина | мас.% в составе керамики | ρ, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | Водопоглощение по объему % (за 10 дней) | Рабочий диапазон температур, °С | Пористость, % | Коэффициент: теплопроводности, Вт/м°C |
Мызинская (прототип) | 47 | 600 | 2.0 | 8-10 | 1500 | 72 | 0.14 |
Афонинская | 7 | 190 | 3.1 | 4.5 | 1550 | 92 | 0.08 |
13 | 300 | 3.3 | 4.0 | 1600 | 84 | 0.09 | |
21 | 430 | 3.4 | 3.4 | 1600 | 88 | 0.10 | |
21 | 430 | 3.4 | 3.5 | 1600 | 87 | 0.10 | |
21a) | 420 | 3.4 | 3.6 | 1600 | 86 | 0.10 | |
21б) | 425 | 3.3 | 3.5 | 1600 | 85 | 0.10 | |
33 | 600 | 3.6 | 8.7 | 1600 | 81 | 0.11 | |
Мордовская | 7 | 250 | 3.2 | 4.5 | 1550 | 87 | 0.08 |
13 | 350 | 3.6 | 5.0 | 1600 | 84 | 0.10 | |
21 | 420 | 3.8 | 7.3 | 1600 | 81 | 0.11 | |
Богородская | 21 | 460 | 4.2 | 9.7 | 1650 | 78 | 0.12 |
Берлинская | 21 | 470 | 4.0 | 4.5 | 1750 | 80 | 0.12 |
ПГСОА | 21 | 380 | 3.9 | 4.5 | 1650 | 85 | 0.12 |
Веселовская | 21 | 400 | 4.0 | 5.0 | 1750 | 83 | 0.12 |
Армирующая добавка: а) корундовая вата - 3%, б) асбест - 3%, в) минеральная вата - 3%. |
Таблица 3 Зависимость свойств керамики от добавок оксидов металлов II-IV групп (глина афонинская - 21% в составе керамики, пенообразователь - 3%, стекловолокно - 3%, высокомодульное жидкое стекло (М=2.6)-42%) |
||||||
Оксиды | мас.% в составе | ρ, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | Водопоглощение по объему % (за 10 дней) | Рабочий диапазон температур, °С | Пористость, % |
ВаО | 0.25-3 | 440 | 4.5 | 5.0 | 1600 | 80 |
ZrO2 | 0.5-5 10-21 30 |
370-400 420 600 |
3.5 4.5 4.5 |
6.2 7.0 7.0 |
1750 1800 1800 |
72-85 80 73 |
СаО | 1-5 | 410-430 | 3.1 | 5.3 | 1500 | 82 |
ВаО-ZrO2 | 1-1 | 420 | 4.4 | 5.3 | 1600 | 78 |
КМЦ-ВаО | 1-2 | 430 | 4.5 | 6.0 | 1600 | 83 |
ZnO | 2-5 | 350-400 | 4.3 | 7.1 | 1650 | 85 |
СаО-КМЦ | 1-1 | 430 | 3.4 | 5.7 | 1600 | 85 |
MgO | 2-3 | 350 | 3.1 | 6.0 | 1600 | 83 |
Al2O3 | 3-5 30 |
400 420 |
3.3 3.5 |
5.8 5.8 |
1600 1650 |
79 76 |
Claims (2)
1. Состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий высокомодульное жидкое стекло, глинистое сырье, армирующую добавку, пенообразователь и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит, по меньшей мере, один оксид металла II-IV группы, в качестве глинистого сырья используют глину, выбранную из группы: Афонинского, Богородского, Мордовского, Берлинского и Веселовского месторождений и глина ПГСОА (ГОСТ 2542-81), а в качестве пенообразователя - композицию, содержащую, мас.%: алюминиевая пудра (активный или пассивированный порошок) 10-20; карбоксиметилцеллюлоза 0,01-0,4; оксид бария 0-0,1; хромокалиевые квасцы 0,02-0,03; вода 80-90 при следующем соотношении компонентов в составе, мас.%:
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве армирующей добавки используют стекловолокно, минеральную вату, асбест (волокнистый и порошкообразный) или корундовую вату.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141699/03A RU2327672C2 (ru) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Состав для изготовления теплоизоляционного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141699/03A RU2327672C2 (ru) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Состав для изготовления теплоизоляционного материала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005141699A RU2005141699A (ru) | 2007-07-10 |
RU2327672C2 true RU2327672C2 (ru) | 2008-06-27 |
Family
ID=38316440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141699/03A RU2327672C2 (ru) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Состав для изготовления теплоизоляционного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2327672C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011005240A1 (ru) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | Gavrilyuk Aleksandr Yurevich | Способ получения пенокерамики и изделий из нее |
RU2481299C1 (ru) * | 2012-02-09 | 2013-05-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя |
RU2531715C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения теплоизоляционного материала |
RU2568199C1 (ru) * | 2014-06-26 | 2015-11-10 | Игорь Александрович Кисиль | Минеральный вспененно-волокнистый теплоизоляционный материал |
-
2005
- 2005-12-29 RU RU2005141699/03A patent/RU2327672C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГРИГОРЬЕВ П.Н. и др. Растворимое стекло (получение, свойства и применение). - М.: Гос. изд-во литературы по строительству, 1956, с.89-91, 345. Огнеупорное производство. Справочник./Под ред. Д.И.Гавриша. - М.: Металлургия, 1965, т.1, с.10-13. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011005240A1 (ru) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | Gavrilyuk Aleksandr Yurevich | Способ получения пенокерамики и изделий из нее |
RU2481299C1 (ru) * | 2012-02-09 | 2013-05-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного слоя |
RU2531715C1 (ru) * | 2013-07-18 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Способ получения теплоизоляционного материала |
RU2568199C1 (ru) * | 2014-06-26 | 2015-11-10 | Игорь Александрович Кисиль | Минеральный вспененно-волокнистый теплоизоляционный материал |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005141699A (ru) | 2007-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102036932B (zh) | 耐久氯氧镁水泥及其制备方法 | |
CN106673678B (zh) | 一种莫来石轻质隔热砖及其制备方法 | |
AU2008200043A1 (en) | Low embodied energy wallboards and methods of making same | |
CN113968700B (zh) | 一种高韧高强低湿涨纤维水泥外墙板及其制备方法 | |
CN105272098A (zh) | 复合无机水合盐相变材料及无机复合相变板的制备方法 | |
CN105130228A (zh) | 一种镁质硫铝酸盐水泥及其与纤维增强复合材料制备板材的方法 | |
CN105298011A (zh) | 一种矿物纤维增强镁水泥复合夹心轻质隔墙及制备方法 | |
CA2418235A1 (en) | Plasterboard composition, preparation of this composition and manufacture of plasterboards | |
RU2327672C2 (ru) | Состав для изготовления теплоизоляционного материала | |
CN1944326B (zh) | 绝热保温材料及其应用 | |
KR102034611B1 (ko) | 방수형 기포콘크리트 블록의 습식 제조방법 | |
RU2387617C1 (ru) | Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов | |
EP1142848B1 (en) | Calcium silicate board and method of manufacturing same | |
RU2504529C1 (ru) | Способ получения теплоизоляционного огнестойкого материала | |
CN111592289A (zh) | 一种介孔材料复合硅酸钙防火板及其制备方法 | |
KR20040100202A (ko) | 경량·흡음 콘크리트 조성물 및 흡음재 제조방법 | |
RU2592909C2 (ru) | Пористый материал на основе кремнезема и портландита для заполнения изолирующего кирпича с контролируемой структурой и соответствующий способ получения | |
US9957197B1 (en) | Porous geopolymers | |
RU2251540C1 (ru) | Способ изготовления пенокерамических изделий | |
RU2091348C1 (ru) | Состав для изготовления теплоизоляционного материала | |
RU2536693C2 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона | |
CN115784690B (zh) | 改善3d打印各向异性的耐高温eps混凝土材料及其制备方法 | |
RU2057741C1 (ru) | Композиция для получения теплоизоляционного материала | |
RU2359945C1 (ru) | Строительный раствор | |
RU2541340C1 (ru) | Сырьевая смесь для газобетона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081230 |