[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2459769C2 - Method of producing foamed glass - Google Patents

Method of producing foamed glass Download PDF

Info

Publication number
RU2459769C2
RU2459769C2 RU2010139445/03A RU2010139445A RU2459769C2 RU 2459769 C2 RU2459769 C2 RU 2459769C2 RU 2010139445/03 A RU2010139445/03 A RU 2010139445/03A RU 2010139445 A RU2010139445 A RU 2010139445A RU 2459769 C2 RU2459769 C2 RU 2459769C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
foaming
mixture
foam glass
foam
Prior art date
Application number
RU2010139445/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010139445A (en
Inventor
Михаил Павлович Зайцев (RU)
Михаил Павлович Зайцев
Владимир Иванович Лоскутов (RU)
Владимир Иванович Лоскутов
Original Assignee
Михаил Павлович Зайцев
Владимир Иванович Лоскутов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Павлович Зайцев, Владимир Иванович Лоскутов filed Critical Михаил Павлович Зайцев
Priority to RU2010139445/03A priority Critical patent/RU2459769C2/en
Publication of RU2010139445A publication Critical patent/RU2010139445A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459769C2 publication Critical patent/RU2459769C2/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of foamed glass. Powdered mixture based on crushed glass and mineral substance - talc, is prepared, with the following ratio of components in wt %: talc 2-8, glass - the balance. The mixture is heated in a metal mould at foaming temperature of 720-780°C, followed by annealing.
EFFECT: simple method of producing foamed glass, low cost thereof, high strength, water absorption and frost resistance of the obtained material.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству пеностекла. Технические характеристики пеностекла соответствуют самым высоким требованиям к теплоизоляционно-конструкционным материалам и позволяют использовать его для всех видов ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения в любых климатических зонах.The invention relates to the production of foam glass. Technical characteristics of foam glass meet the highest requirements for thermal insulation and structural materials and allow it to be used for all types of building envelopes of buildings and structures for various purposes in any climatic zone.

Пеностекло имеет существенные положительные качества, которые делают его полезным. Уникальная совокупность свойств пеностекла позволяет применять этот материал достаточно широко. Он может использоваться как теплоизоляционно-конструкционный материал в строительном и жилищно-коммунальном комплексах, а также в сельском хозяйстве, энергетике, машиностроении, химической и нефтехимической отраслях, пищевом, бумажном, фармацевтическом и других производствах.Foam glass has significant positive qualities that make it useful. A unique combination of foam glass properties allows the use of this material quite widely. It can be used as a heat-insulating and structural material in construction and housing and communal complexes, as well as in agriculture, energy, engineering, chemical and petrochemical industries, food, paper, pharmaceutical and other industries.

Качество и показатели свойств пеностекла зависят от его прочностных характеристик, теплопроводности, объемного водопоглощения, морозостойкости и др. К недостаткам пеностекла можно отнести большие затраты на оборудование и технологическую энергию.The quality and properties of foam glass depend on its strength characteristics, heat conductivity, volumetric water absorption, frost resistance, etc. The disadvantages of foam glass include the high cost of equipment and technological energy.

В промышленности для изготовления пеностекольных плит и блоков применяют в основном «порошковый» способ, который заключается в спекании смеси из тонкомолотого стекольного порошка с газообразователем.In industry, for the manufacture of foam-glass plates and blocks, the “powder” method is mainly used, which consists in sintering a mixture of finely ground glass powder with a blowing agent.

Известен способ (патент США №2775524), по которому осуществляется диспергирование стеклобоя со специальным образом подготовленным материалом из группы диатомита, кремнезема с удельной поверхностью более 10 м2/г, содержащего углерод в количестве 5-50 массовых частей на 100 частей, из расчета 0.08-0.15 мас.% углерода от массы стеклобоя, нагрев до температуры, достаточной для размягчения и вспенивания стекла, охлаждение и отжиг.A known method (US patent No. 2775524), in which the dispersion of cullet is carried out with a specially prepared material from the group of diatomite, silica with a specific surface area of more than 10 m 2 / g, containing carbon in the amount of 5-50 mass parts per 100 parts, based on 0.08 -0.15 wt.% Carbon by weight of cullet, heating to a temperature sufficient to soften and foaming the glass, cooling and annealing.

Известен способ получения пеностекла (патент США №5516351, C03B 19/06), который включает использование измельченного стекла и вспенивателя из числа CaCO3 или CaSO4 заданного гранулометрического состава, смешение их в мельнице, заполнение формы, вытеснение из смеси воздуха продуванием ее газами SOx и/или COx и нагревание до температуры вспенивания, охлаждение и отжиг, позволяющий использовать стекло смешанного типа. Общеизвестно, что применение ингредиентов, химические реакции которых со стеклом сопровождаются вспениванием, не обеспечивает получение мелкопористого пеностекла с преимущественно и/или полностью закрытыми от внешней среды порами. Кажущаяся плотность, теплоизоляционные, механические и др. свойства таких материалов быстро и сильно деградируют в среде влажной атмосферы. Применение газов SOx и COx приводит к удорожанию производства, имеет неблагоприятные экологические последствия и требует больших затрат на улавливание и переработку опасных для работающего персонала и окружающей среды газообразных выделений.A known method of producing foam glass (US patent No. 5516351, C03B 19/06), which includes the use of ground glass and a foaming agent from the number of CaCO 3 or CaSO 4 of a given particle size distribution, mixing them in a mill, filling out a mold, displacing air from the mixture by blowing it with SO gases x and / or CO x and heating to a foaming temperature, cooling and annealing, allowing the use of mixed glass. It is well known that the use of ingredients whose chemical reactions with glass are accompanied by foaming does not provide fine-porous foam glass with mostly and / or completely closed pores from the external environment. The apparent density, thermal insulation, mechanical and other properties of such materials quickly and severely degrade in a humid atmosphere. The use of SO x and CO x gases leads to a higher cost of production, has adverse environmental consequences and requires high costs for the capture and processing of gaseous emissions hazardous to operating personnel and the environment.

Известно, получение теплоизоляционного пеностекла с использованием углеродсодержащих пенообразователей (кокс, сажа, антрацит), а также с применением карбонатных пенообразователей (мел, мрамор, доломит).It is known to produce heat-insulating foam glass using carbon-containing foaming agents (coke, soot, anthracite), as well as using carbonate foaming agents (chalk, marble, dolomite).

Известен способ получения пеностекла (патент на изобретение RU №2187473, C03B 19/08, от 12 июля 2000 года), который относится к способам получения пеностекла из утилизируемых стеклоотходов, состоящий в том, что стеклобой диспергируют до удельной поверхности 6000-20000 см2/г, затем гидроксилируют до насыщения влагой 0,4-1,6 мас.% и к 75-98 мас.% гидроксилированного стеклобоя добавляют 2-25 мас.% вспенивающей смеси, включающей в качестве углеродсодержащего компонента активную сажу с удельной поверхностью 75-150 м2/г, в качестве сульфата металла - сульфат натрия и дополнительно жидкое натриевое стекло и оксид бора при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: жидкое натриевое стекло 0.5-5.0, активная сажа с удельной поверхностью 75-150 м2/г 0.2-1.5, сульфат натрия 0.5-1.5, активный кремнезем 0.6-12.0, оксид бора 0.2-5.0, перемешивают, гранулируют в частицы диаметром 30-2000 мкм, засыпают в форму и подуплотняют до кажущейся плотности 0.96-1.35 г/см3, спекают при температуре 450-700°С, вспенивают, подвергают закалке при температуре 540-620°С со скоростью 80-300°С/мин и отжигают при температуре 420-520°С. Использование этого способа решает проблему утилизации накопившихся в большом объеме бытовых и промышленных технических отходов щелочных алюмосиликатных стекол. Но выходные свойства конечного продукта в известном способе далеко не всегда находятся на должном уровне. Кроме того, при изготовлении пеностекла по этому способу используют большое число компонентов в составе материала, необходимого для получения пеностекла. Помимо непосредственно компонентов самой вспенивающей смеси (окислитель - сульфат натрия, восстановитель - активная сажа), в состав добавки входят компоненты, влияющие непосредственно на свойства расплава и выходные показатели свойств пеностекла (активный кремнезем, оксид бора, жидкое стекло). Применяемые в известном способе добавки необходимы для достижения требуемых выходных свойств пеностекла, но, как известно, большое количество компонентов всегда затрудняет технологический процесс производства материала со стабильными свойствами. Это связано в первую очередь с проблемами равномерного распределения ингредиентов в шихте и непосредственно во вспененном стекле. Особенно это важно при производстве пеностекла, где распределение компонентов добавки в массе шихты и утилизируемого стеклобоя должно быть равномерным, в противном случае вспенивание в объеме стекла пойдет неравномерно, что приведет к неоднородности структуры из-за образования каверн, неравномерного объемного распределения пор. Это приведет к дефектности, неоднородности свойств вспененного материала.A known method of producing foam glass (patent for invention RU No. 2187473, C03B 19/08, dated July 12, 2000), which relates to methods for producing foam glass from recyclable waste glass, consisting in the fact that the cullet is dispersed to a specific surface of 6000-20000 cm 2 / g, then hydroxylated to a moisture content of 0.4-1.6 wt.% and to 75-98 wt.% hydroxylated cullet add 2-25 wt.% a foaming mixture comprising active carbon black with a specific surface area of 75-150 as a carbon-containing component m 2 / g, as metal sulfate - sodium sulfate and additional relatively liquid sodium glass and boron oxide in the following ratio of ingredients, wt.%: liquid sodium glass 0.5-5.0, active carbon black with a specific surface area of 75-150 m 2 / g 0.2-1.5, sodium sulfate 0.5-1.5, active silica 0.6-12.0 boron oxide 0.2-5.0, mixed, granulated into particles with a diameter of 30-2000 microns, filled into a mold and compacted to an apparent density of 0.96-1.35 g / cm 3 , sintered at a temperature of 450-700 ° C, foamed, subjected to hardening at a temperature of 540 -620 ° C at a rate of 80-300 ° C / min and annealed at a temperature of 420-520 ° C. Using this method solves the problem of utilizing alkaline aluminosilicate glasses that have accumulated in a large volume of domestic and industrial technical waste. But the output properties of the final product in the known method are far from always at the proper level. In addition, in the manufacture of foam glass by this method, a large number of components are used in the composition of the material necessary to produce foam glass. In addition to the components of the foaming mixture itself (oxidizing agent - sodium sulfate, reducing agent - active soot), the additive also includes components that directly affect the melt properties and the output properties of foam glass (active silica, boron oxide, water glass). The additives used in the known method are necessary to achieve the required output properties of the foam glass, but, as you know, a large number of components always complicates the technological process of producing a material with stable properties. This is primarily due to the problems of uniform distribution of ingredients in the mixture and directly in the foamed glass. This is especially important in the production of foam glass, where the distribution of the components of the additive in the mass of the charge and recyclable cullet should be uniform, otherwise foaming in the glass volume will go uneven, which will lead to heterogeneity of the structure due to the formation of caverns, uneven volume distribution of pores. This will lead to defectiveness, heterogeneity of the properties of the foam material.

По этому способу шихту, содержащую тщательно перемешанные тонкомолотые порошки стекла и углеродсодержащего газообразователя, дозируют в металлические формы и направляют в печь вспенивания (1 стадия). В печи вспенивания в течение 1-3 ч осуществляется нагрев до температур вспенивания. Шихта при нагреве претерпевает ряд превращений: при T>600°С порошок стекла размягчается и спекается, превращаясь в вязкую стекломассу; при температурах выше 750°С углеродный газообразователь с заметной скоростью начинает распадаться с образованием газообразных продуктов. При T>800°С давление выделяющихся газов и вязкость расплава стекла становятся достаточными для вспенивания стекла с образованием замкнутых газовых ячеек. Вспенивание стекла при использовании углеродных газообразователей обычно проводят при температурах 830-890°С. После печи вспенивания форму с блоком пеностекла резко охлаждают до температур 500-600°С, замораживая полученную ячеистую структуру. При этих температурах блоки пеностекла вынимают из форм, чтобы предотвратить их раздавливание металлом в процессе охлаждения в печи отжига. Далее следует отжиг в туннельной печи (2 стадия), головная часть которой обогревается. Затем пеностекло механически обрабатывается пилами для придания блоку прямоугольной формы. Эта операция сопровождается выделением большого количества стеклянной пыли и появлением обрезков пеностекла. Пеностекло, получаемое по углеродной технологии 2-стадийным способом, имеет замкнутые поры и низкие коэффициенты теплопроводности.According to this method, a mixture containing carefully mixed finely ground powders of glass and a carbon-containing blowing agent is metered into metal forms and sent to a foaming furnace (1 stage). In a foaming furnace, heating to foaming temperatures is carried out for 1-3 hours. The mixture undergoes a series of transformations when heated: at T> 600 ° С, the glass powder softens and sinter, turning into a viscous glass mass; at temperatures above 750 ° C, the carbon gas blower begins to decompose at a noticeable rate with the formation of gaseous products. At T> 800 ° С, the pressure of the evolved gases and the viscosity of the glass melt become sufficient for foaming the glass with the formation of closed gas cells. Foaming glass using carbon blowing agents is usually carried out at temperatures of 830-890 ° C. After the foaming furnace, the mold with the foam glass block is sharply cooled to temperatures of 500-600 ° C, freezing the resulting cellular structure. At these temperatures, the foam glass blocks are removed from the molds to prevent them from being crushed by the metal during cooling in the annealing furnace. This is followed by annealing in a tunnel furnace (stage 2), the head of which is heated. Then the foam glass is machined with saws to give the block a rectangular shape. This operation is accompanied by the release of a large amount of glass dust and the appearance of scraps of foam glass. Foam glass obtained by carbon technology in a 2-stage method has closed pores and low thermal conductivity.

Недостатками способов, при которых используют углеродные газообразователи, являются:The disadvantages of the methods in which carbon blowing agents are used are:

- высокие температуры вспенивания (>800°С) требуют повышенного расхода электроэнергии, применения дорогих жаропрочных сталей, снижают сроки службы оборудования и оснастки, а также способствуют кристаллизации стекла, что снижает прочность пеностекла и увеличивает долю перфорированных пор;- high foaming temperatures (> 800 ° C) require increased energy consumption, the use of expensive heat-resistant steels, reduce the service life of equipment and tools, and also contribute to crystallization of glass, which reduces the strength of foam glass and increases the proportion of perforated pores;

- между печами вспенивания и отжига при температурах 500-600°С вручную осуществляется опасная операция выемки блоков пеностекла из форм и перегрузка их в печь отжига;- between the foaming and annealing furnaces at temperatures of 500-600 ° C, a dangerous operation is carried out to remove the foam glass blocks from the molds and transfer them to the annealing furnace;

- поры пеностекла содержат токсичный сероводород.- foam glass pores contain toxic hydrogen sulfide.

Известно также решение в соответствии с патентом РФ №2167112 "Способ получения пеностекла" МПК 7 C03C 11/00, C03B 19/08, где в качестве сырья также используют стеклобой, температуры вспенивания ниже на 10-40°С, чем в вышеупомянутом, а число компонентов шихты уменьшено до четырех. В данном способе готовят композицию, состоящую из порошков, полученных помолом в шаровой мельнице бутылочного стекла, песка, силиката натрия, углеродного газообразователя (кокс, древесный уголь, сажа), которую затворяют водой, полученную пасту нагревают со скоростью 5-10°С/мин до температур 750-850°С и выдерживают при этой температуре 4-5 ч, затем блоки охлаждают в той же печи.There is also a solution in accordance with RF patent No. 2167112 "Method for producing foam glass" IPC 7 C03C 11/00, C03B 19/08, where cullet is also used as raw material, foaming temperatures are lower by 10-40 ° C than in the above, and the number of charge components is reduced to four. In this method, a composition is prepared consisting of powders obtained by grinding in a ball mill of bottle glass, sand, sodium silicate, carbon blowing agent (coke, charcoal, soot), which is shut with water, the resulting paste is heated at a rate of 5-10 ° C / min to temperatures of 750-850 ° C and maintained at this temperature for 4-5 hours, then the blocks are cooled in the same furnace.

Этот способ также обладают следующими недостатками:This method also has the following disadvantages:

- использование 4-компонентной шихты;- use of a 4-component mixture;

- введение дополнительных операций - получение пасты и формирование блока;- introduction of additional operations - receiving paste and forming a block;

- углеродный газообразователь наполняет газовые поры токсичным сероводородом.- a carbon blowing agent fills the gas pores with toxic hydrogen sulfide.

Карбонатные газообразователи, в отличие от углеродных, не являются поверхностно-активными веществами, характеризуются значительным сродством к расплаву стекла и не могут оказывать на стекольную пену стабилизирующего действия (Шилл Ф. Пеностекло, Изд-во литературы по строительству, М., 1965, 307 с.; Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла, Минск: Наука и техника, 1972, 304 с.). Эти газообразователи на 70-100°С снижают температуру вспенивания, но пеностекло получается губчатым, с перфорированными стенками газовых ячеек. Считается, что получить пеностекло, характеризующееся малым водопоглощением (менее 10%) и плотностью <200 кг/м3, используя карбонаты, невозможно, что и явилось причиной отказа от этой технологии в мировой практике. По этой технологии получают лишь акустическое и гранулированное пеностекло.Carbonate blowing agents, unlike carbon, are not surface-active substances, are characterized by a significant affinity for molten glass and cannot exert a stabilizing effect on glass foam (Schill F. Penosteklo, Publishing House of Construction Literature, M., 1965, 307 pp. .; Demidovich BK Production and application of foam glass, Minsk: Science and technology, 1972, 304 p.). These blowing agents reduce the foaming temperature by 70-100 ° C, but the foam glass is spongy, with perforated walls of the gas cells. It is believed that it is impossible to obtain foam glass characterized by low water absorption (less than 10%) and a density of <200 kg / m 3 using carbonates, which was the reason for the rejection of this technology in world practice. By this technology only acoustic and granular foam glass is produced.

Наиболее близким к заявляемому способу, который лишен некоторых недостатков вышеописанных способов, является способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла (патент RU №2237031 "Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла" МПК8 C03C 11/00, C03B 19/08), включающий приготовление порошкообразной смеси стекла и газообразоватедя, нагрев смеси в металлической форме в печи вспенивания, отжиг изделий, в смесь дополнительно вводят минеральное поверхностно-активное вещество в количестве 3-5 мас.% смеси, используют карбонатные газообразователи, а также металлические формы, у которых перед печью отжига освобождают крышку и одну из стенок, делая их подвижными, предотвращая раздавливание блока пеностекла в печи отжига, который осуществляют, используя тепло блоков и форм, причем непосредственно вспенивание при температуре 750±10°С ведут в течение 20-30 мин, а скорость снижения температуры в печи отжига от 550 до 50°С составляет 0,7-0,8°С/мин. Этот способ более технологичен и экологичен, осуществляется при более низких температурах. Однако для производства пеностекла используют три компонента, в том числе карбонатные газообразователи, поэтому способ остается достаточно сложным, а пеностекло, получаемое этим способом, дорогим.Closest to the claimed method, which is devoid of some of the disadvantages of the above methods, is a method for the production of heat-insulating block foam glass (patent RU No. 2237031 "Method for the production of heat-insulating block foam glass" IPC 8 C03C 11/00, C03B 19/08), including the preparation of a powdery mixture of glass and gas formation, heating the mixture in metal form in a foaming furnace, annealing the products, an additional mineral surfactant is added to the mixture in an amount of 3-5 wt.% of the mixture, carbonate gases are used browser, as well as metal molds in which the cover and one of the walls are released in front of the annealing furnace, making them movable, preventing crushing of the foam glass block in the annealing furnace, which is carried out using the heat of the blocks and forms, and directly foaming at a temperature of 750 ± 10 ° С lead for 20-30 minutes, and the rate of temperature decrease in the annealing furnace from 550 to 50 ° C is 0.7-0.8 ° C / min. This method is more technological and environmentally friendly, carried out at lower temperatures. However, for the production of foam glass, three components are used, including carbonate blowing agents, therefore, the method remains quite complex, and the foam glass obtained by this method is expensive.

Кроме того, некоторые из вышеописанных способов не позволяют получить цветное пеностекло, так как стекло, как правило, получается уже окрашенным в черный или серый цвет.In addition, some of the above methods do not allow to obtain colored foam glass, since the glass, as a rule, is already painted black or gray.

Заявляемое изобретение решает задачу создания более простого и дешевого способа получения пеностекла, а техническим результатом является соответственно упрощение и удешевление способа.The claimed invention solves the problem of creating a simpler and cheaper method for producing foam glass, and the technical result is, accordingly, the simplification and cheapening of the method.

Этот технический результат достигается тем, что при производстве пеностекла, включающем приготовление порошкообразной смеси, включающей измельченное стекло и минеральное вещество, нагрев смеси в металлической форме в печи при температуре вспенивания, отжиг изделия, температуру вспенивания выбирают в пределах 720-780°С, а в качестве минерального вещества используют тальк в количестве 2-8 мас.% смеси. Для придания цвета в шихту могут быть добавлены минеральные красители, в качестве которых используют оксиды и сульфиды металлов в количестве 0,1-5%.This technical result is achieved in that in the production of foam glass, including the preparation of a powder mixture, including ground glass and mineral matter, heating the mixture in metal form in an oven at a foaming temperature, annealing the product, the foaming temperature is selected in the range 720-780 ° C, and talc in the amount of 2-8 wt.% the mixture is used as a mineral substance. To add color to the charge, mineral dyes can be added, which are used as metal oxides and sulfides in an amount of 0.1-5%.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Из тарного или оконного боя стекла готовят тонко молотую шихту с удельной поверхностью >400 м2/кг, содержащую стекло (92-98%) от общей массы и слоистый силикат тальк (ГОСТ 21234-75) в количестве 2-8% от общей массы. Увеличение количества талька в шихте свыше 8% приводит к неоправданному расходу талька, так как необходимые свойства не улучшаются, и повышает себестоимость пеностекла, а уменьшение его количества менее 2% к снижению порообразования. Шихту, содержащую тщательно перемешанные, порошки стекла и талька, дозируют в закрытую металлическую форму из легированной стали, которую подают в печь, например, туннельного типа. В течение 1-1,5 часа осуществляют нагрев от комнатной температуры до (720-780°С) и вспенивание (выдержку) при этой температуре в течение (10-30 минут). После вспенивания пеностекло резко охлаждают до температур 500-600°С в течение 3-10 минут, замораживая полученную ячеистую структуру. При этих температурах пеностекольные изделия извлекают из формы и направляют на отжиг в печь туннельного типа. Для облегчения операции извлечения пеностекольных изделий используются формы с разборными стенками.The inventive method is as follows. A fine-ground mixture with a specific surface> 400 m 2 / kg containing glass (92-98%) of the total mass and layered talc silicate (GOST 21234-75) in an amount of 2-8% of the total mass is prepared from a container or window fight of glass. . An increase in the amount of talc in the charge of more than 8% leads to an unjustified consumption of talc, as the necessary properties do not improve, and increases the cost of foam glass, and a decrease in its amount of less than 2% reduces the formation of pore. A mixture containing carefully mixed powders of glass and talc is metered into a closed metal alloy steel alloy, which is fed into a furnace, for example, of a tunnel type. Within 1-1.5 hours, heating is carried out from room temperature to (720-780 ° C) and foaming (aging) at this temperature for (10-30 minutes). After foaming, the foam glass is rapidly cooled to temperatures of 500-600 ° C for 3-10 minutes, freezing the resulting cellular structure. At these temperatures, the foam glass products are removed from the mold and sent to annealing in a tunnel type furnace. To facilitate the extraction of foam glass products, molds with collapsible walls are used.

Использование форм для получения изделия из пеностекла, которые выполнены с (разборными) стенками, позволяет получать различные строительные изделия, в том числе блоки, кирпичи, перемычки, плиты, тротуарную плитку, черепицу и др., с заданными геометрическими размерами и исключить из технологического процесса вредную операцию механической обработки блоков. Поверхность изделия в этом случае имеет остеклованную поверхность, повышающую прочность пеностекла.The use of molds for the production of foam glass products, which are made with (collapsible) walls, allows to obtain various construction products, including blocks, bricks, lintels, slabs, paving slabs, tiles, etc., with specified geometric dimensions and excluded from the technological process harmful operation of machining blocks. The surface of the product in this case has a vitrified surface that increases the strength of the foam glass.

Печь отжига по устройству аналогична печи вспенивания. После печи отжига блоки пеностекла извлекают из форм и упаковывают, и направляют на склад. Формы зачищают металлической щеткой и на внутреннюю поверхность наносят неорганическое защитное покрытие, предотвращающее налипание расплавленного стекла. После нанесения покрытия формы подсушивают, заполняют шихтой и цикл вспенивания - отжига повторяют вновь. Возможно получение цветных изделий. Для этого в смесь стекла и талька при их перемешивании добавляют порошки с удельной поверхностью не менее 400 м2/кг соединений металлов в качестве минерального красителя в количестве 0,1-5 мас.% смеси. Это могут быть оксид кобальта ГОСТ 18671-73, оксид меди ТУ 6-09-02-381-85, диоксид титана ГОСТ 9808-84, двуокись марганца ГОСТ 25823-83, окись марганца ГОСТ 4470-79, окись хрома ТУ 6-09-4272-84, окись железа ТУ 6-09-5346-87, закись железа ГОСТ 2912-79.The annealing furnace for the device is similar to a foaming furnace. After the annealing furnace, the foamglass blocks are removed from the molds and packaged and sent to the warehouse. The molds are brushed with a metal brush and an inorganic protective coating is applied to the inner surface to prevent the adhesion of molten glass. After coating, the molds are dried, filled with a charge and the foaming cycle - annealing is repeated again. It is possible to obtain colored products. To this end, powders with a specific surface area of at least 400 m 2 / kg of metal compounds as a mineral dye in an amount of 0.1-5 wt.% Of the mixture are added to the glass and talc mixture with their mixing. This can be cobalt oxide GOST 18671-73, copper oxide TU 6-09-02-381-85, titanium dioxide GOST 9808-84, manganese dioxide GOST 25823-83, manganese oxide GOST 4470-79, chromium oxide TU 6-09 -4272-84, iron oxide TU 6-09-5346-87, iron oxide GOST 2912-79.

Тальк обладает более мелкой дисперсной структурой по сравнению с молотым стеклом. При перемешивании частицы более крупной фракции (стекла) как бы образуют скелет, пустоты которого заполняются частицами мелкой фракции (талька). При нагреве и достижении температуры 600°С частицы стекла начинают слипаться друг с другом, образуя поры, заполненные тальком и воздухом. Известно, что тальк относится к группе монтмориллонита, вследствие чего обладает листовой кристаллической решеткой (У.Уоррел «Глины и керамическое сырье» перевод с английского. Под ред. д-ра геол.-мин. Наук В.П.Петрова, Изд «Мир», М, 1978 г, с.42-44). У минералов этой группы отдельные кристаллы состоят из многих единичных сложных слоев (пакетов). Эти сложные пакеты прилегают друг к другу кремнеземистыми листами, между ними нет гидроксильных связей и они удерживаются совместно только вандерваальсовыми силами, которые легко разрываются. Вода, находящаяся в межслоевых позициях испаряется уже при температуре 150-300°С, однако вода, находящаяся внутри кристаллической решетки может начать испаряться только при дальнейшем повышении температуры уже после образования пор слипанием частиц стекла. Известно, что при закрытой пористости вода испаряется в порах, образуя микрозоны повышенного давления (В.И.Назаров, Р.Г.Мелконян, В.Г.Калыгин «Техника уплотнения стекольных шихт», М., Легпромбытиздат, 1985 г.). Поры под действием такого давления расширяются, вследствие чего происходит вспучивание стекла. При остывании (замораживании) вспученного стекла поры остаются такого же расширенного размера. Содержащиеся в тальке окислы распределяются по поверхности пор, упрочняя их.Talc has a finer dispersed structure than ground glass. When mixing, particles of a larger fraction (glass) seem to form a skeleton, the voids of which are filled with particles of a small fraction (talc). Upon heating and reaching a temperature of 600 ° C, the particles of glass begin to stick together with each other, forming pores filled with talc and air. It is known that talc belongs to the group of montmorillonite, as a result of which it has a sheet crystal lattice (W. Warrell “Clays and Ceramic Raw Materials” translated from English. Edited by Dr. Geol.-Min. Science V.P. Petrova, Publishing House “Mir” ", M, 1978, p. 42-44). In the minerals of this group, individual crystals consist of many single complex layers (packets). These complex packets are adjacent to each other by siliceous sheets, there are no hydroxyl bonds between them and they are held together only by the van der Waals forces, which are easily broken. Water located in the interlayer positions evaporates already at a temperature of 150-300 ° C, however, water inside the crystal lattice can begin to evaporate only with a further increase in temperature even after the formation of pores by the adhesion of glass particles. It is known that, with closed porosity, water evaporates in the pores, forming high pressure microzones (V.I. Nazarov, R.G. Melkonyan, V.G. Kalygin, “Technique of compaction of glass blends”, M., Legprombytizdat, 1985). Pores under the influence of such pressure expand, as a result of which the glass swells. During cooling (freezing) of the expanded glass, the pores remain of the same expanded size. Oxides contained in talc are distributed over the surface of the pores, strengthening them.

Примеры осуществления способа.Examples of the method.

Пример 1. Смешивали 950 г (92 мас.%) порошка боя оконного или бутылочного стекла или их смеси с 82,6 г (8 мас.%) талька молотого (Mg3Si4O10(OH)2) для керамической промышленности (ГОСТ 21234-75), размалывали до удельной поверхности стекла 600 м2/кг. Смесь засыпали в металлическую форму с размерами 250×125×60 мм и направляли в печь вспенивания периодического действия. Время нагрева печи до температуры 720°С 1 час 10 мин. В промежутке между печами вспенивания и отжига в течение 5 мин производили охлаждение пеноблока до 600°С, после чего замки формы в течение 10-30 с раскрывали, а саму форму направляли в печь отжига. Отжиг в интервале температур 600-50°С проводили со скоростью 1,2°С/мин. Технологические параметры получаемого пеностекла приведены в таблице.Example 1. 950 g (92 wt.%) Of window or bottle glass battle powder or a mixture thereof was mixed with 82.6 g (8 wt.%) Of talcum powder (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ) for the ceramic industry ( GOST 21234-75), ground to a specific glass surface of 600 m 2 / kg. The mixture was poured into a metal mold with dimensions of 250 × 125 × 60 mm and sent to a batch foaming oven. The heating time of the furnace to a temperature of 720 ° C 1 hour 10 minutes In the interval between the foaming and annealing furnaces, the foam block was cooled to 600 ° C for 5 min, after which the mold locks were opened for 10-30 s, and the mold itself was sent to the annealing furnace. Annealing in the temperature range 600–50 ° С was carried out at a rate of 1.2 ° С / min. The technological parameters of the resulting foam glass are shown in the table.

Пример 2. Смешивали 950 г (98 мас.%) порошка боя оконного или бутылочного стекла или их смеси с 19,5 г (2 мас.%) талька молотого (Mg3Si4O10(OH)2) для керамической промышленности (ГОСТ 21234-75), размалывали до удельной поверхности стекла 600 м2/кг. Смесь засыпали в металлическую форму с размерами 250×125×60 мм и направляли в печь вспенивания периодического действия. Время нагрева печи до температуры 780°С 1 час 10 мин. В промежутке между печами вспенивания и отжига в течение 5 мин производили охлаждение пеноблока до 600°С, после чего замки формы в течение 10-30 с раскрывали, а саму форму направляли в печь отжига. Отжиг в интервале температур 600-50°С проводили со скоростью 1,2°С/мин. Технологические параметры получаемого пеностекла приведены в таблице.Example 2. 950 g (98 wt.%) Of window or bottle glass breakdown powder or a mixture thereof was mixed with 19.5 g (2 wt.%) Ground talc (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ) for the ceramic industry ( GOST 21234-75), ground to a specific glass surface of 600 m 2 / kg. The mixture was poured into a metal mold with dimensions of 250 × 125 × 60 mm and sent to a batch foaming oven. The heating time of the furnace to a temperature of 780 ° C 1 hour 10 minutes In the interval between the foaming and annealing furnaces, the foam block was cooled to 600 ° C for 5 min, after which the mold locks were opened for 10-30 s, and the mold itself was sent to the annealing furnace. Annealing in the temperature range 600–50 ° С was carried out at a rate of 1.2 ° С / min. The technological parameters of the resulting foam glass are shown in the table.

Пример 3. Смешивали 1000 г (99,9 мас.%) боя стекла и талька и 1 г минерального красителя (окиси хрома - ГОСТ 2912-79) (0,5 мас.%), размалывали до удельной поверхности 600 м2/кг. Смесь засыпали в металлическую форму с размерами 250×125×60 мм и направляли в печь вспенивания. Время нагрева печи до температуры вспенивания 1 час 10 мин. Время вспенивания при 720°С соответствовало 25 мин. В промежутке между печами вспенивания и отжига в течение 5 мин производили охлаждение пеноблока до 620°С, после чего замки формы в течение 10-30 с раскрывали, а саму форму направляли в печь отжига. Отжиг в интервале температур 600-50°С проводили со скоростью 1,2°С/мин. В результате получали пеностекло в светло-зеленый цвет.Example 3. 1000 g (99.9 wt.%) Of glass and talc breakdown were mixed and 1 g of mineral dye (chromium oxide - GOST 2912-79) (0.5 wt.%), Ground to a specific surface of 600 m 2 / kg . The mixture was poured into a metal mold with dimensions of 250 × 125 × 60 mm and sent to a foaming oven. The heating time of the furnace to a foaming temperature of 1 hour 10 minutes The foaming time at 720 ° C. corresponded to 25 minutes. In the interval between the foaming and annealing furnaces, the foam block was cooled to 620 ° C for 5 min, after which the mold locks were opened for 10-30 s, and the mold itself was sent to the annealing furnace. Annealing in the temperature range 600–50 ° С was carried out at a rate of 1.2 ° С / min. As a result, foam glass was obtained in a light green color.

Пример 4. Смешивали, как в примере 3 1000 г (95 мас.%) боя стекла и талька и 52,6 г минерального красителя (оксид железа - ТУ 6-09-02-5346-87) (5 мас.%). Смесь засыпали в металлическую форму с размерами 250×125×60 мм и направляли в печь вспенивания. Время нагрева печи до температуры вспенивания 1 час 10 мин. Время вспенивания при 780°С соответствовало 25 мин. В промежутке между печами вспенивания и отжига в течение 5 мин производили охлаждение пеноблока до 620°С, после чего замки формы в течение 10-30 с раскрывали, а саму форму направляли в печь отжига. Отжиг в интервале температур 550-50°С проводили со скоростью 1,2°С/мин. В результате получали пеностекло в темно-сиреневый цвет. Благодаря несколько повышенной плотности полученное пеностекло может использоваться как конструкционный элемент в строительстве, например для кладки стен.Example 4. Mixed, as in example 3, 1000 g (95 wt.%) Glass and talc breakdown and 52.6 g of mineral dye (iron oxide - TU 6-09-02-5346-87) (5 wt.%). The mixture was poured into a metal mold with dimensions of 250 × 125 × 60 mm and sent to a foaming oven. The heating time of the furnace to a foaming temperature of 1 hour 10 minutes The foaming time at 780 ° C. corresponded to 25 minutes. In the interval between the foaming and annealing furnaces, the foam block was cooled to 620 ° C for 5 min, after which the mold locks were opened for 10-30 s, and the mold itself was sent to the annealing furnace. Annealing in the temperature range 550–50 ° С was carried out at a rate of 1.2 ° С / min. The result was foam glass in a dark lilac color. Due to the somewhat increased density, the resulting foam glass can be used as a structural element in construction, for example, for masonry walls.

Заявляемый способ получения теплоизоляционно-конструкционного пеностекла является простым, технологичным и позволяет утилизировать бытовые и промышленные отходы стекла.The inventive method of obtaining a heat-insulating structural foam glass is simple, technologically advanced and allows the disposal of household and industrial waste glass.

ТаблицаTable № п/пNo. p / p Наименование показателейThe name of indicators Результаты испытания серии образцов:Test results for a series of samples: Технические требования по ТУ 21002-2009 для марок: D300 D400 D500Technical requirements for TU 21002-2009 for grades: D300 D400 D500 Результаты испытания образцов по прототипуThe results of the testing of samples of the prototype Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Прим. 3Note 3 Прим. 4Note four 1one Предел прочности при сжатии, ГОСТ 10180-90, МПаTensile strength under compression, GOST 10180-90, MPa 7,917.91 7,527.52 7,467.46 7,567.56 2,5-4,52.5-4.5 1,4-2,21.4-2.2 6,06.0 22 Предел прочности при изгибе, МПаBending Strength, MPa 4,704.70 4,514,51 4,54,5 4,534,53 0,70.7 -- 33 Водопоглощение по объему, %, не болееWater absorption by volume,%, no more 0,80.8 0,90.9 0,850.85 0,950.95 Не более 5No more than 5 4four 4four Средняя плотность 12730.1-78, кг/м3 The average density of 12730.1-78, kg / m 3 550550 517517 535535 562562 301-401301-401 190-210190-210 501-350501-350 500-600500-600 55 Морозостойкость, ГОСТ 25485-89 (испытания продолжаются)Frost resistance, GOST 25485-89 (tests are ongoing) F50F50 F50F50 F50F50 F50F50 F50F50 F40-F40- 66 Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/мК, ГОСТ 7076-99Thermal conductivity in the dry state, W / mK, GOST 7076-99 0,110.11 0,110.11 0,100.10 0,100.10 0,083 0,10
0,11
0.083 0.10
0.11
0,076-0,0850,076-0,085
0,042-0,0500.042-0.050

Из таблицы видно, что материал, полученный заявляемым способом, превосходит материал, полученный по способу прототипа по таким показателям, как предел прочности, водопоглощение, морозостойкость, но уступает по теплопроводности.The table shows that the material obtained by the claimed method exceeds the material obtained by the method of the prototype in such indicators as tensile strength, water absorption, frost resistance, but inferior in thermal conductivity.

Технические характеристики полученного заявляемым способом пеностекла соответствуют самым высоким требованиям к теплоизоляционно-конструкционным материалам и позволяют использовать его для всех видов ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения в любых климатических зонах.The technical characteristics of the foam glass obtained by the claimed method correspond to the highest requirements for heat-insulating and structural materials and allow it to be used for all types of enclosing structures of buildings and structures for various purposes in any climatic zones.

Такое пеностекло имеет существенные положительные качества, которые делают его полезным, а именно: долговечность; высокая прочность благодаря повышенной плотности, стабильность размеров, не горит, не выделяет токсичных газов, низкое водопоглощение, высокая морозостойкостьSuch foam glass has significant positive qualities that make it useful, namely: durability; high strength due to increased density, dimensional stability, does not burn, does not emit toxic gases, low water absorption, high frost resistance

Claims (2)

1. Способ производства пеностекла, включающий приготовление порошкообразной смеси, содержащей измельченное стекло и минеральное вещество, нагрев смеси в металлической форме в печи при температуре вспенивания, отжиг изделия, отличающийся тем, что температуру вспенивания выбирают в пределах 720-780°С, а в качестве минерального вещества используют тальк при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тальк 2-8 Стекло Остальное
1. A method for the production of foam glass, comprising preparing a powder mixture containing ground glass and a mineral substance, heating the mixture in metal form in an oven at a foaming temperature, annealing the product, characterized in that the foaming temperature is selected in the range 720-780 ° C, and as mineral matter use talc in the following ratio of components, wt.%:
Talc 2-8 Glass Rest
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении порошкообразной смеси в нее дополнительно добавляют соединения металлов в качестве минерального красителя в количестве 0,1-5 мас.% смеси. 2. The method according to claim 1, characterized in that when preparing the powder mixture, metal compounds are additionally added to it as a mineral dye in an amount of 0.1-5 wt.% Of the mixture.
RU2010139445/03A 2010-09-24 2010-09-24 Method of producing foamed glass RU2459769C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139445/03A RU2459769C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Method of producing foamed glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139445/03A RU2459769C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Method of producing foamed glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139445A RU2010139445A (en) 2012-03-27
RU2459769C2 true RU2459769C2 (en) 2012-08-27

Family

ID=46030623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139445/03A RU2459769C2 (en) 2010-09-24 2010-09-24 Method of producing foamed glass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2459769C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513823C1 (en) * 2013-02-19 2014-04-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Method of producing of coloured foamed glass

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347326A (en) * 1980-03-17 1982-08-31 Asahi-Dow Limited Foamable glass composition and glass foam
JP2001010832A (en) * 1999-06-28 2001-01-16 Ishizuka Glass Co Ltd Glass foam
KR20020015460A (en) * 2000-08-22 2002-02-28 손명모 Preparation of high strength light weight tiles and bricks using the recycling glasses
RU2237031C1 (en) * 2003-05-12 2004-09-27 Наумов Владимир Иванович Method of manufacturing heat-insulating block glass foam
JP2005089202A (en) * 2003-09-12 2005-04-07 Ishizuka Glass Co Ltd Colored glass-based foaming material and its producing method
RU2266874C2 (en) * 2002-04-30 2005-12-27 ООО "СПО Щит" Charge for preparing foam glass

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347326A (en) * 1980-03-17 1982-08-31 Asahi-Dow Limited Foamable glass composition and glass foam
JP2001010832A (en) * 1999-06-28 2001-01-16 Ishizuka Glass Co Ltd Glass foam
KR20020015460A (en) * 2000-08-22 2002-02-28 손명모 Preparation of high strength light weight tiles and bricks using the recycling glasses
RU2266874C2 (en) * 2002-04-30 2005-12-27 ООО "СПО Щит" Charge for preparing foam glass
RU2237031C1 (en) * 2003-05-12 2004-09-27 Наумов Владимир Иванович Method of manufacturing heat-insulating block glass foam
JP2005089202A (en) * 2003-09-12 2005-04-07 Ishizuka Glass Co Ltd Colored glass-based foaming material and its producing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513823C1 (en) * 2013-02-19 2014-04-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Method of producing of coloured foamed glass

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010139445A (en) 2012-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Souza et al. Glass foams produced from glass bottles and eggshell wastes
Fernandes et al. Preparation and characterization of foams from sheet glass and fly ash using carbonates as foaming agents
Chen et al. Preparation and characterization of foam ceramics from red mud and fly ash using sodium silicate as foaming agent
CN104481101B (en) Inorganic thermal insulating decorative panel and production process thereof
Llaudis et al. Foaming of flat glass cullet using Si3N4 and MnO2 powders
Liao et al. Glass foam from the mixture of reservoir sediment and Na2CO3
Yaras et al. Use of carbonation sludge in clay based building materials processing for eco-friendly, lightweight and thermal insulation
RU2333176C1 (en) Method for obtaining construction material
CN107352972B (en) Foamed ceramic light inner partition board prepared from coal gangue and graphite tailings and preparation method
US20160264446A1 (en) Foam glassy materials and processes for production
CN100378027C (en) Porous mullite ceramic materials and method for preparing same
CN106542843B (en) A method of light heat-insulation wall material is prepared using solid waste
CN107244835A (en) A kind of construction material and preparation method thereof
CN107188503A (en) A kind of environmental-friendly construction material and preparation method thereof
Al-Saadi et al. Effect of graphite additions on the intumescent behaviour of alkali-activated materials based on glass waste
RU2300506C1 (en) Building material and the method of its production
Tang et al. Self-foaming high strength artificial lightweight aggregates derived from solid wastes: expansion mechanism and environmental impact
KR20100003920A (en) Foamed glass having highstrength property and method of producing the same
Hu et al. Preparation, characterization and self-foaming mechanism of total-tailings-based foamed glass-ceramics
Ibrahim et al. Sustainable zeolitic tuff incorporating tea waste fired ceramic bricks: Development and investigation
RU2459769C2 (en) Method of producing foamed glass
RU2348596C1 (en) Construction material and method of its production
CN107266119A (en) A kind of construction material of insulation and preparation method thereof
RU2405743C1 (en) Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions)
Păunescu et al. High mechanical strength porous material used as a foam glass gravel experimentally manufactured from glass waste by an unconventional technique