RU2530151C1 - Способ получения блочного термостойкого пеностекла - Google Patents
Способ получения блочного термостойкого пеностекла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530151C1 RU2530151C1 RU2013130436/03A RU2013130436A RU2530151C1 RU 2530151 C1 RU2530151 C1 RU 2530151C1 RU 2013130436/03 A RU2013130436/03 A RU 2013130436/03A RU 2013130436 A RU2013130436 A RU 2013130436A RU 2530151 C1 RU2530151 C1 RU 2530151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foaming
- glass
- foam glass
- rate
- annealing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, прочности конечного продукта, снижении энергозатрат и сокращении времени отжига. Пенообразующую смесь помещают в металлические формы, которые нагревают в печи со скоростью 3,7°C/мин до 820°C с выдержкой 40 мин с последующим резким охлаждением до 600°С со скоростью 2,0°C/мин и отжигом 12 часов. 4 табл.
Description
Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла и может быть использовано в атомной технике и промышленности строительных материалов.
В настоящее время существует ряд способов получения блочного пеностекла. Так, по патенту США 3151966, Кл. 65-22 от 06.10.64 [1] блочное пеностекло в виде плит получают путем продувки воздуха или другого газа через расплав стекломассы, причем расплав охлаждают таким образом, что пузырьки воздуха или газа сохранились в конечном продукте.
Недостатком данного способа является неоднородность пор по размерам и неравномерность распределения их по объему пеностекла.
Наиболее близким техническим решением является способ получения блочного пеностекла, включающий нагрев предварительно подготовленной и уложенной в формы пенообразующей смеси со скоростью 3,3°C/мин, вспенивание в течение 1 часа, резкое охлаждение со скоростью 1,65°C/мин в течение 2-х часов и отжиг в течение 14 часов 44 минут со скоростями охлаждения 0,4°C/мин (до 400°C) и 0,7°C/мин (до 50°) [Минько Н.И., Пучка О.В., Бессмертный B.C. и др. Пеностекло. Научные основы и технология. - Воронеж: Научная книга - с.83 раздел 4.3.1, второй абзац].
Недостатками данного способа является длительность технологического процесса, высокая энергоемкость и низкая термостойкость конечного продукта.
Целью предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта, снижение энергозатрат и сокращение времени вспенивания шихты.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе используют пенообразующую смесь на основе боя стекла, нагрев пенообразующей смеси производят со скоростью 3,7°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 820°C в течение 40 мин с последующим резким охлаждением до 600°C со скоростью 2,0°C/мин и отжигом в течение 12 часов.
Отличительными признаком предлагаемого способа является сокращение времени вспенивания пенообразующей смеси при повышенных скоростях нагрева с последующим резким охлаждением, что способствует микрозакаливанию конечного продукта и в конечном итоге обеспечивает повышение качества продукта, в частности термостойкости блочного пеностекла.
Изобретательский уровень подтверждается тем, что предлагаемый способ получения блочного термостойкого пеностекла позволяет не только получить высококачественный продукт, но и сократить время вспенивания, а также снизить энергозатраты.
Проведенный анализ известных способов получения блочного пеностекла позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».
За качественный показатель термостойкого блочного пеностекла была принята величина термостойкости, которая формировалась на стадиях охлаждения и отжига.
Термостойкое блочное пеностекло является конструкционным материалом атомных и гидроэлектростанций, а также используется теплоизоляционный материал в различных теплотехнических агрегатах, печах и др.
На величину термостойкости стекол, в частности блочного пеностекла, при прочих усредненных показателях по химическому составу и термическому коэффициенту линейного расширения определяющее значение играют такие технологические параметры, как скорость подъема температуры пенообразующей смеси, время выдержки при максимальной температуре вспенивания, скорость охлаждения до оптимальной температуры отжига, время отжига.
На первом этапе нами определены оптимальные технологические параметры вспенивания: скорость нагрева и время выдержки при максимальной температуре (табл.1).
Таблица 1 | ||||||||
Оптимальные технологические параметры вспенивания | ||||||||
Скорость нагрева, °C/мин | Температура вспенивания, °C | Время вспенивания, мин | Размер пор, мм | Прочность, МПа | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
800 | 30 | 0,1-0,6 | 1,42 | |||||
800 | 40 | 0,1-0,8 | 1,39 | |||||
800 | 50 | 0,1-0,9 | 1,35 | |||||
3,3 | 820 | 30 | 0,1-0,9 | 1,68 | ||||
820 | 40 | 0,1-1,0 | 1,62 | |||||
820 | 50 | 0,1-1,1 | 1,59 | |||||
840 | 30 | 0,1-0,9 | 1,52 | |||||
840 | 40 | 0,1-1,1 | 1,49 | |||||
840 | 50 | 0,1-1,2 | 1,32 | |||||
800 | 30 | 0,2-1,0 | 1,92 | |||||
800 | 40 | 0,3-1,2 | 1,90 | |||||
800 | 50 | 0,4-1,3 | 1,87 | |||||
3,7* | 820 | 30 | 0,4-1,4 | 1,85 | ||||
820* | 40* | 0,4-1,5 | 2,0* | |||||
820 | 50 | 0,4-1,6 | 1,91 | |||||
840 | 30 | 0,2-1,5 | 1,89 | |||||
840 | 40 | 0,3-1,6 | 1,95 | |||||
840 | 50 | 0,4-1,8 | 1,91 | |||||
800 | 30 | 0,1-0,6 | 1,61 | |||||
800 | 40 | 0,1-0,8 | 1,59 | |||||
800 | 50 | 0,1-0,9 | 1,55 | |||||
3,9 | 820 | 30 | 0,6-2,0 | 1,72 | ||||
820 | 40 | 0,7-2,3 | 1,70 | |||||
820 | 50 | 0,8-2,5 | 1,62 | |||||
840 | 30 | 0,8-2,7 | 1,63 | |||||
840 | 40 | 0,9-2,8 | 1,61 | |||||
840 | 50 | 1,0-3,0 | 1,57 | |||||
* - оптимальный режим |
На втором этапе определены такие технологические параметры, как скорость охлаждения и время отжига при оптимальной температуре (табл.2).
Таблица 2 | |||
Оптимальные параметры отжига | |||
Температура охлаждения, °C | Скорость охлаждения, °C/мин | Время отжига, час | Термостойкость, ΔТ, °C |
1,8 | 14 | 190 | |
12 | 205 | ||
10 | 195 | ||
2,0 | 14 | 210 | |
590 | 12 | 220 | |
10 | 215 | ||
2,2 | 14 | 180 | |
12 | 200 | ||
10 | 185 | ||
1,8 | 14 | 205 | |
600* | 12 | 220 | |
10 | 215 | ||
2,0* | 14 | 240 | |
12 | 260 | ||
10 | 250 | ||
2,2 | 14 | 200 | |
12 | 210 | ||
10 | 205 | ||
1,8 | 14 | 170 | |
610 | 12 | 175 | |
10 | 170 | ||
2,0 | 14 | 195 | |
12 | 210 | ||
10 | 205 | ||
2,2 | 14 | 175 | |
12 | 185 | ||
10 | 180 |
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблице 3. Как видно из таблицы 3, разработанный способ получения блочного термостойкого стекла позволяет получить высококачественный продукт с сокращением энергозатрат и времени производства.
Таблица 3 | ||||
Технологические параметры и свойства пеностекла | ||||
№ п/п | Наименование | Ед. измерений | Известный способ [2] | Предлагаемый способ |
1 | Состав | мас.% | тарное стекло 3Т-1 | тарное стекло 3Т-1: медицинское стекло АБ=50:50 |
2 | Температура вспенивания | °C | 850 | 820 |
3 | Скорость подъема температуры | °C/мин | 3,3 | 3,7 |
4 | Время вспенивания | мин | 60 | 40 |
5 | Резкое охлаждение | °C | 600 | 600 |
6 | Скорость охлаждения | °C/мин | 1,65 | 2,0 |
7 | Отжиг | Час (мин) | 14 час 44 мин | 12 час |
8 | Термостойкость | ΔТ, °C | 160* | 250 |
9 | Прочность при сжатии | МПа | 1,5-1,8* | 2,0 |
10 | Плотность | кг/м | 200-210* | 20614 |
11 | Теплопроводность | Вт/м к | 0,061* | 0,057 |
12 | Водопоглощение | % | 2,8* | 2,2 |
* - по собственным исследованиям |
Пример
В качестве исходных компонентов брали медицинское стекло марки АБ и тарное стекло марки 3Т-1 в соотношении 50:50 мас.% (1:1). Химический состав стекол представлен в таблице 4.
Таблица 4 | |||||||
Химический состав стекол | |||||||
№ п/п | Наименование стекол | Содержание компонентов, мас.% | |||||
SiO2 | Al2O3 | CaO+MgO | Na2O | SO3 | K2O | ||
1 | Медицинское стекло марки АБ | 73,0 | 3,0 | 9,5 | 13,5 | - | 1,0 |
2 | Гарное стекло марки 3Т-1 | 71,0 | 3,5 | 11,0 | 14,0 | 0,5 | - |
Пенообразующую смесь готовили в шаровой фарфоровой мельнице объемом 10 л с уралитовыми шарами с одновременным помолом и перемешиванием стекольного порошка и пенообразователя в течение 6 часов.
Пенообразователем служила сажа в количестве 1 мас.%. В конечном итоге пенообразующая смесь имела следующий состав (мас.%):
медицинское стекло марки АБ - 49,5
тарное стекло марки 3Т-1 - 49,5
сажа - 1,0
После помола пенообразующую смесь извлекали из шаровой мельницы. Затем металлические формы заполняли на одну треть пенообразующей смесью и уплотняли пуансоном. Металлические формы с пенообразующей смесью помещали в муфельную печь.
Температурный режим печи с ранее определенными оптимальными параметрами был следующий:
- скорость нагрева до температуры вспенивания - 3,7°C/мин;
- выдержка при 820°C в течение 40 мин;
- резкое охлаждение до 600°C со скоростью 2,0°C/мин;
- отжиг в течение 12 часов с самопроизвольным остыванием печи до 50°C.
После остывания муфельной печи из нее извлекали формы с блочным термостойким пеностеклом. Пеностекло извлекали из форм и проводили контроль качества конечного продукта.
Контроль качества конечного продукта.
Водопоглощение блоков термостойкого пеностекла определяли по ГОСТ 2409-80 методом насыщения их водой с последующим гидростатическим взвешиванием. Водопоглощение В определяли по формуле:
B=(m1·m)·100/m,
где m - масса сухого образца при взвешивании, г,
m1 - масса образца, насыщенного водой.
Величину водопоглощения определяли как среднее трех измерений:
Плотность блоков термостойкого стекла определяли на кубиках размером 30×30×30 мм статистическим методом с использованием штангенциркуля (точность измерения 0,01 мм) и электронных весов фирмы «Adveturer» с точностью измерения 0,01 г.
Плотность термостойкого блочного пеностекла с доверительным интервалом составляла:
206±4 кг/м3
Теплопроводность измеряли с помощью электронного измерителя ИТП-МТ-4 по ГОСТ 7076-99. Для определения теплопроводности готовили образцы в виде пластин размером 100×100×20 мм. Измерения показали, что теплопроводность блочного термостойкого пеностекла составляла 0,0057 Вт/мк.
Прочность на сжатие проводили по ГОСТ 17177-94 на гидравлическом прессе ПСУ-10 на образцах кубической формы размером 30×30×30 мм.
За результат испытаний принимали среднее арифметическое пять определений прочности при сжатии образцов:
Термостойкость блоков определяли размером 50×50×50 мм путем поперечного нагрева в печи с интервалом нагрева 10°C и последующим остыванием на воздухе до 20°C до появления трещин и сколов. Образцы блоков оптимального состава выдерживали нагрев без видимых следов разрушения до 270°C.
Термостойкость определяли как разность температур в печи и нормальными условиями:
ΔТ=270-20=250°C
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить высококачественное термостойкое блочное пеностекло.
Claims (1)
- Способ получения блочного термостойкого пеностекла, включающий совместный помол компонентов с пенообразователем, нагревание и вспенивание в металлических формах, стабилизацию, замедленное и быстрое охлаждение, отличающийся тем, что нагрев пенообразующей смеси производят со скоростью 3,7°C/мин с выдержкой при максимальной температуре 820°C в течение 40 мин с последующим резким охлаждением до 600°C со скоростью 2,0°C/мин и отжигом в течение 12 часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130436/03A RU2530151C1 (ru) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130436/03A RU2530151C1 (ru) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2530151C1 true RU2530151C1 (ru) | 2014-10-10 |
Family
ID=53381566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013130436/03A RU2530151C1 (ru) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2530151C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730236C1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-08-19 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU814917A1 (ru) * | 1979-06-29 | 1981-03-23 | Государственный Научно-Исследовательскийинститут Стекла | Способ получени поризованногоСилиКАТНОгО МАТЕРиАлА |
SU1337357A1 (ru) * | 1986-04-09 | 1987-09-15 | Минский научно-исследовательский институт строительных материалов | Способ отжига пеностекла |
RU2290372C1 (ru) * | 2005-07-11 | 2006-12-27 | Владимир Иванович Наумов | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла |
CN102020414A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 杨洪香 | 利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法 |
-
2013
- 2013-07-02 RU RU2013130436/03A patent/RU2530151C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU814917A1 (ru) * | 1979-06-29 | 1981-03-23 | Государственный Научно-Исследовательскийинститут Стекла | Способ получени поризованногоСилиКАТНОгО МАТЕРиАлА |
SU1337357A1 (ru) * | 1986-04-09 | 1987-09-15 | Минский научно-исследовательский институт строительных материалов | Способ отжига пеностекла |
RU2290372C1 (ru) * | 2005-07-11 | 2006-12-27 | Владимир Иванович Наумов | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла |
CN102020414A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 杨洪香 | 利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МИНЬКО Н.И. и др. Пеностекло. Научные основы и технолгии, Воронеж, Научная книга, с.83. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730236C1 (ru) * | 2019-12-27 | 2020-08-19 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Effects of pore structure on thermal conductivity and strength of alumina porous ceramics using carbon black as pore-forming agent | |
Bai et al. | Preparation of foam glass from waste glass and fly ash | |
CN1326803C (zh) | 一种空心铸件陶瓷型芯及其制备方法 | |
CN110255892A (zh) | 化学强化玻璃以及化学强化用玻璃 | |
Tan et al. | The effect of cooling rate on the structure of sodium silicate glass | |
WO2020011170A1 (zh) | 一种二步法化学强化碱铝硅酸玻璃组合物及其制备方法 | |
CN103981445A (zh) | H13热作模具钢生产工艺 | |
CN104359735B (zh) | 一种高碳不锈钢标样的制备方法 | |
CN102167500B (zh) | 一种不透明石英实验室器皿的制备方法 | |
RU2530151C1 (ru) | Способ получения блочного термостойкого пеностекла | |
Wang et al. | Intrinsic correlation of the plasticity with liquid behavior of bulk metallic glass forming alloys | |
AU2009248679A1 (en) | Cellular ceramic plates with asymmetrical cell structure and manufacturing method thereof | |
CN110078477B (zh) | 一种氧化镁陶瓷型芯及其制备方法 | |
CN109279787A (zh) | 一种可快速离子交换的高铝玻璃 | |
RU2536543C1 (ru) | Способ получения блочного термостойкого пеностекла | |
US2600525A (en) | Cellular glass of increased durability | |
RU2363685C1 (ru) | Способ получения строительного материала | |
JP2013245124A (ja) | ホウ珪酸ガラスの製造方法 | |
CN107285628A (zh) | 一种纳米陶瓷改性高强度平板玻璃的制备方法 | |
CN104876447B (zh) | 一种Li‑Al‑Si系多孔微晶玻璃的制备方法 | |
CN104176938B (zh) | 以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法 | |
Lotov | Making foam glass based on natural and technogenic aluminosilicates | |
Kang et al. | Structure and properties of CaO–MgO–Al2O3–SiO2 glasses obtained by vitrification of granite wastes | |
CN102503146B (zh) | 含碳化硼和氧化镱的熔融石英陶瓷材料的制备方法 | |
RU2730236C1 (ru) | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180703 |