Стекло для пеноматериала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3611040/29-33 (22) 10.05.83 (46) 07 ° 01.85. Бюл. Р 1 (72) Н.И.Иинько, 10.Л.Белоусов и К.И.Ермоленко (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.A.Ãðèøìàíîâà (53) 66.112.9 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 437724, кл. С 03 С 11/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 759471, кл. С 03 С 11/00, -1978. (54)(57) СТЕКЛО ДЛЯ Т ЕНОИАТЕРИАЛА, включающее $102, А120, СаО, MgO, Fe2O, Na<0, Т102, "1n0, о т л и

4(51) 03 С 11 00 С 03 С 10 00 ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения прочности, оно дополнительно содержит FeO и по крайней мере один компонент из группы Cr О, Мп 0, NiO, Ег02 пРи сЛЕДУющем соотношении компонентов, мас.В:

Si 02 47-56

2 3

0,1-3,9

СаО 0 5-4,9

Mg0 0,3-3,2

Fe20 16-31

Na 0 5,58-16,5

>102 0,05-3,0

МпО 0,01-2,0

FeO 0,5-5р45 по крайней мере один компонент иэ группы Cr О,, Мп209, N10, ГгО

0,01 - 4

1133240

Изобретение относится к составам стекол, используемых для производства пеноматериалов.

Известно пеностекло следующего состава, мас.Ъ: Sin 49,5-68,0-;

А1г О 10,5-20,0; Fez О g 0,5-5,0; cao +

+ Mso 5,0-9,0 ; Rg o 14,5-17,0; so>

0,2-0,4.

Указанное пеностекло имеет г еханическую прочность 10-30 кг/см при объемной массе 150-250 кг/м (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стекло для пекоматериала, содержащее, мас.Ъ:

Si Ог 55,0-73 5 15

Al г 10,0-24,0

FeгО 1,6-8,0

СаО 2,0-7,0

MgO 1,3-5,0

NaZO 2,0-4,0 гО 1,4-3,0

so 0,2-0,8

TiO 0,1-2,1

МпО 0,3-0,7

Пеноматериал, получаемый из этого стекла, характеризуется следующими свойствами: водопоглощеыие — не более 1Ъ„ прочность 2,5 МПа при объемной массе 350 кг/м . 2.8 И™а при

275 кг/м и 1,5 МПа при 180 кг/м (2), Целью изобретения является повышение прочности, Это достигается тем, что стекло для пеноматериала, включающее $ 0г, AlZO>, CaO, MgO, Ре2ОУ, НйгО, МпО И

Т О2, дополнительно содержит Feo и З5 по крайней мере один компонент из группы CrZО МпгО Nio Zro< при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

SiO 47,0-56,0 49

А12 09 0,1-3,9

СаО 0,5-4,9

МрО 0,3-3,2

Fe2 О 16,0-31,0

МагО 5,58-16,5 45

Tioz 0,05-3,0

МпО О, 01-2, 0

FeO 0,5-5,45 по крайней мере один компонент из группы Cr< 0, Mn

Шихта включает железосодержащие отходы промышленности или горные породы, кварцевый песок, соду и другие компоненты, необходимые для введения указанных оксидов в стеклоч

Стекло варят при 1350 - 1400 C,в окислительной среде. Стекломассу гранулируют сухим или мокрым сйособом, гранулят размалывают совместно с газообразователем (1-3%) до удельной поверхности 3500-5000 см /г, помещают в металлические формы и нагревают до 850-900 С, после вспенивания и кристаллизации полученный пеноматериал медленно охлаждают. 65

Известно, что прочность пеностекла прямо пропорциональна его объемной массе, следовательно, получить пеностекло с высокой прочностью и низкой объемной массой или, что то же самое, высокой удельной прочностью затруднительно. Известчые пеноматериалы характеризуются повышенной прочностью, однако удельная их прочность низкая. На основе предлагаемого стекла получен пеноматериал, характеризующийся повышенной прочностью 2,5-6,0 МПа при сохранении низкой объемной массы 200-350 кг/м

Удальная прочность таких материалов достигает 0,0185 МПа м/кг. Упрочнение достигается тем, что после вспенивания стекло кристаллизуется с образованием тонкокристаллической структуры, причем кристаллизация не препятствует процессу пекообраэования, так как нижний предел кристаллизации лежит выше оптимальной температурной области пенообразования: вспенивание стекол протекает при 700850 С, а кристаллизация при температурах выше 850 С.

В предлагаемом стекле вследствие увеличения концентрации FezO» а также введения оксидов таких сильных катионов, как Cryo, МпгO3, Nio, ZrOZ, наблюдается процесс метастабильного фазового разделения или микроликвации, которая заканчивается при 820-850 С. Сама по себе ликвация о не влияет на характер вспенивания стекла и на конечные свойства материала вследствие своей метастабильности, однако способна вызвать тонкозернистую кристаллизацию стекла, которая и повышает прочность пеноматериала. Для получения,пеноматериала с высокой удельной прочностью необходимо, чтобы процессы вспенивания и ликвации завершались одновременно, а кристаллизация протекала сравнительно быстро. Для этой цели в стекло введены Feo, NiO, Т Ог. Соотношение между iog, Nago, FeZ o подобрано таким образом, чтобы обеспечить вспенивание стекла при сравнительно низких температурах 700-850 С без кристаллизации.

С целью сохранения высоких значений химической устойчивости состав стекла содержИт Cao, FeO, MSC, которые при кристаллизации изоморфко входят в решетку основной кристаллической фазы — акмита в виде диопсида (Са, Мо, Si О ) и геденбергита (Са, Fe, SiZÎ . Компоненты группы

Cr<0> Мгоз ° Nio ZroZ выполняют несколько функций. Главная из нихвызвать ликвацию стекла. Кроме того, Cr О понижает поверхностное натяжег 3 ние стекла, что положительно влияет на процесс пенообразования. Оксид марганца MngО играет роль окисли1133240

Таблица 1

Номер стекла

Оксид

Известное

1 2

47,0

48,7

56,0

Si0

52,0

0,1

3,9

1,8

А1 О, 20

2,2

3,64

4,9

0,8

1,9

СаО

0,3

1,0

3,2

MgO

27,86

16,0

31,0

25,0

7,78

5,58

16-, 5

12,0

10,0

3,0

0 05

0,8

0,9

0,4

2,0

0,01

МпО

0,45

0 5

0,32

5,45

0,5

FeO

4,1

3,5

0,1

0,4

0,01

0,09

0,08

0,72

010

0i1

zr 02

3,9

О, 86.

1,2

SO>

0,3 теля, т ° е. способствует сме ению равновесия реакции

ГеО + Мп 03 — Ге 0 + МпО

3 вправо.

Конкретные составы стекол приведены в табл. 1.

Fe<0>

Иа О

Т1 О

cr209

2 3

Свойства пеноматериалов, полученных на основе стекол, представлены в табл. 2.

Ожидаемый экономический эффект от

5 внедрения предлагаемого материала составляет 189,25 тыс. руб. в год.

1133240

Таблица 2

Состав

Свойство

Известный

Объемная масса, кг/м

250

275

230

350

200

6,44

6 5

2,8

4,16

6,47

Прочность,МПа

Удельная прочность 10, МПа м /кг

260

2Р8

280

185

Водоустойчивость, гидролитический класс

Водопоглощение, Ф

0,72

12

Температура варки, C

1350

1530

1400

1350

1300

Заказ 9912/22 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственногб комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О.Самохина

Редактор С.Лыжова Техред A. Бабинец Корректор M.Ðoýìàí