Ячеистый теплозвукоизоляционный материал


 


Владельцы патента RU 2540732:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области создания пористых теплозвукоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве, судостроении и энергетической промышленности. Технический результат изобретения заключается в улучшении звукоизолирующих характеристик и снижении водопоглощения теплоизоляционного материала. Указанный технический результат достигается тем, что ячеистый теплозвукоизоляционный материал получают из смеси, включающей углеродсодержащий газообразователь - сажу 0,5-1 мас.%, тонкомолотый стекловидный материал в количестве 99-99,5 мас.%, который содержит более 79% стеклофазы и в количестве от 5 до 20% кристаллической фазы с размером частиц менее 0,5 мкм. 1 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве зданий и сооружений, судостроении и энергетической промышленности. Технический результат изобретения заключается в улучшении звукоизолирующих характеристик и снижении водопоглощения теплоизоляционного материала.

Пеностекольные материалы являются одними из высокоэффективных, которые обладают влагостойкостью, негорючестью, технологичностью и относятся к экологически безопасным. Известно, что звукопоглощающее пеностекло, которое получается с использованием карбонатных газообразователей, имеет структуру сообщающихся пор. В пористых поглотителях звук гасится за счет вязкого трения воздуха о стенки пор и превращении части звуковой энергии вследствие этого в теплоту. Недостатком такого пеностекла является высокое водопоглощение более 50% по объему. Теплоизоляционное пеностекло, которое получается с использованием углеродсодержащих газообразователей, имеет структуру замкнутых пор, что значительно снижает водопоглощение (менее 3-5%). Однако при этом теплоизоляционное пеностекло имеет невысокую звукопоглощающую способность. Коэффициент звукопоглощения пеностекла с малым водопоглощением в интервале частот 80-800 Гц характеризуется величиной 0,03-0,06 и для 800-3000 Гц 0,06-0,14. Коэффициент звукопоглощения пеностекла с большим водопоглощением в интервале частот 640-500 Гц составляет 0,38-0,74 [Шилл Ф. Пеностекло, М., Издательство литературы по строительству, 1965. - 308 с.].

Теплоизоляционное пеностекло, как правило, не применяют в качестве звукопоглощающего слоя в конструкциях облицовок внутренних поверхностей помещений и шумозащитных сооружений. В то же время теплоизоляционное пеностекло с закрытыми порами, характеризующееся определенными акустическими характеристиками и физико-механическими показателями, можно использовать в качестве звукоизоляционного [ГОСТ 23499-2009. Материалы и изделия звукоизоляционные и звукопоглощающие строительные].

Известна композиция для изготовления теплозвукоизоляционных изделий [RU 2014306, МПК C04B 28/14, C04B 38/00, 16.06.1994], которая содержит, мас.%: гипсоцементнопуццолановое вяжущее 17,24-17,91; перлитовый песок, гидрофобизированный метилсиликонатом натрия 15,25-16,47; стекловолокно 1,15-1,19; вода - остальное. Полученные изделия характеризуются плотностью 254-267,5 кг/м3, пределом прочности при изгибе 0,25-0,26 МПа, коэффициентом звукопоглощения 0,64-0,66 относительно ед., теплопроводностью в эксплуатационных условиях 0,069-0,072 Вт (м К). Недостатком данной композиции является сложность многокомпонентного состава и высокая степень влагонасыщения образцов в условиях эксплуатации (более 6%).

Известен огнестойкий пористый теплозвукоизоляционный материал [RU 2344109, МПК C04B 38/0, C04B 40/00, 25.04.2007], получаемый из сырьевой смеси, включающей, мас.%: волокнистый материал 2,5-2,8; тонкомолотый неорганический наполнитель 0,3; смачиватель СВ-102 0,5; гидрофобизирующий и связывающий компонент ГКЖ-94 0,4; жидкая дисперсионная среда - вода 96,3-96,7. Данный теплозвукоизоляционный материал, состоящий преимущественно из закрытых пористых ячеек, является огнестойким, негорючим, стойким к механическим и химическим воздействиям, имеет максимальную рабочую температуру 1000°C и коэффициент теплопроводности 0,029-0,036 Вт/м·К. Недостатком этого состава и способа получения является изначально высокое содержание воды в количестве 96,3-96,7%, что предполагает ее удаление и представляет собой энергетически затратную операцию.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является пеностекло, обладающее повышенными звукопоглощающими свойствами [RU 2266874 C03C 11/00, 30.04.2002], которое получено из шихты, включающей стекло, карбонатный газообразователь, дополнительно карбонатную крупку с размером частиц 0,5-2,5 мм и оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбонатный газообразователь 0,5-5,0; карбонатная крупка 1,0-10,0; оксид железа 0,5-7,0; стекло остальное. Заявленное пеностекло оптимального состава имеет следующие характеристики: объемная масса 165 кг/м3, водонасыщение 4,8 мас.%, индекс изоляции воздушного шума 82 дБ. Недостатком данной шихты является сложный состав газообразователя, а именно три компонента, один из которых должен иметь определенный гранулометрический состав (0,5-2,5 мм), что предполагает дополнительную технологическую операцию подготовки путем отсева определенной фракции на ситах. Кроме того, основным компонентом шихты (78-98,5 мас.%) являются отходы стекольной промышленности, бой тарного и листового стекла, бой ампульного и кинескопного стекла. Данные виды стеклобоя имеют разные составы и вязкостные характеристики, поэтому их нельзя использовать в смешанном виде, а отдельно взятого стеклобоя, ввиду отсутствия централизованного сбора в России, нет в достаточных для производства пеностекла количествах. Отходы стекольной промышленности полностью используются на стекольных предприятиях, что позволяет снизить его энерго- и материальные затраты. Недостатком состава данной шихты также является использование карбонатного газообразователя, который приводит к образованию открытых пор, что сказывается на водопоглощении образцов. Поэтому водонасыщение образцов по данным патента составляет от 4,8 до 18,9 мас.%.

Задача изобретения заключается в улучшении звукоизолирующих характеристик, а именно в повышении индекса изоляции воздушного шума и снижении значения водопоглощения теплоизоляционного пеностекольного материала.

Технический результат достигается тем, что ячеистый теплозвукоизоляционный материал включает углеродсодержащий газообразователь и тонкомолотый стекловидный материал. Стекловидный материал в количестве 99-99,5 мас.%, сажа 0,5-1 мас.%. Стекловидный материал содержит более 79 мас.% стеклофазы и в количестве от 5 до 20 мас.% кристаллической фазы с размером частиц менее 0,5 мкм.

Кристаллическая фаза влияет на формирование ячеек несферической формы, что улучшает звукоизоляционные свойства материала, и повышает механическую прочность межпоровой перегородки. При этом субмикронный размер частиц кристаллической фазы не влияет на водопоглощение материала, значение которого не превышает 2,5 мас.%.

Пример конкретного выполнения.

Стекловидный материал, являющийся сырьем для изготовления теплозвукоизоляционного пеностекла, получают следующим способом. Подготавливают фракцию высококремнеземистого сырья с содержанием SiO2 более 60 мас.% путем прогрева при температуре 200-450°C. Затем добавляют кальцинированную соду в количестве 12-16 мас.%. Смесь смешивают и компактируют на валковом прессе. Термообработка компактированной шихты в интервале температур 900-950°C позволяет получить стекловидный материал, фазовый состав которого по данным рентгенофазового анализа представлен стекловидной фазой и остаточным количеством кристаллической фазы. Измельченный стеклогранулят до удельной поверхности не менее 5000 см2/г перемешивают с 0,5 мас.% газообразователя - сажи, загружают в металлические формы и вспенивают при температурах 800-850°C. Скорость нагрева до температуры вспенивания составляет 400-450°C/ч, выдержка при конечной температуре 15-20 мин. Вспененный материал охлаждают 12-14 ч.

Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты измеренных свойств и индекса изоляции воздушного шума полученных образцов. Для оценки звукоизолирующих свойств образцов использована стандартная установка, состоящая из генератора звуковых волн и звукоприемника. Индекс изоляции воздушного шума оценивался по СниП 11-12-77 путем измерения степени поглощения звуковых волн нормативных частот (63, 125, 250, 500, 1000, 2000,4000 и 8000 Гц).

Как видно из табл. 1, полученный материал обладает повышенными значениями индекса изоляции и низким водопоглощением. При этом в качестве газообразователя используется одна сажа, по сравнению с аналогом, получаемым с применением трехкомпонентного газообразователя.

Смесь для получения ячеистого теплозвукоизоляционного материала включает углеродсодержащий газообразователь и тонкомолотый стекловидный материал, отличающаяся тем, что стекловидный материал в количестве 99-99,5 мас.%, который содержит более 79% стеклофазы и в количестве от 5 до 20% кристаллической фазы с размером частиц менее 0,5 мкм, сажа 0,5-1 мас.%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к гранулированным вспененным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении реакционной способности пеностекла.

Изобретение относится к составам для получения теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла.
Изобретение относится к пористым стекломатериалам. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры и времени плавления шихты.

Изобретение относится к получению блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в сокращении времени вспенивания, снижении энергозатрат, в повышении термостойкости, прочности пеностекла.

Изобретение относится к комплексной переработке железистых редкометальных руд с получением пористого стекломатериала. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы для получения стекломатериала.

Изобретение относится к области получения блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, прочности конечного продукта, снижении энергозатрат и сокращении времени отжига.
Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла и температуры вспенивания гранулированного пеношлакостекла до 800-850 С°.
Изобретение относится к производству гранулированного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, упрощении способа производства гранулированного пеностекла при сохранении высокой щелочностойкости получаемого гранулированного пеностекла.

Способ и устройство для изготовления пористого остеклованного блока могут найти применение в строительстве для изготовления крупноблочных теплоизоляционных и стеновых конструкций и в качестве наполнителей легких бетонов.
Изобретение относится к производству пеностекла. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии изготовления пеностекла.

Изобретение относится к гранулированной пеностеклокерамике. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии, расширении сырьевой базы при получении пеностеклокерамики с высокими эксплуатационными свойствами вплоть до 620-700°С. Осуществляют совместный помол предварительно подготовленных стекольного сырья, глины, углеродного газообразователя. К полученной шихте добавляют воду и формуют из нее гранулы. Гранулы смешивают с тонкоизмельченными опилками, вспенивают в газовой среде с содержанием СО 1-3% при температуре 830-850°С во вращающей печи с углом ее наклона 18-20°. После процесса вспенивания гранулы в пиропластичном состоянии формуют в полосу заданной геометрии. Затем полосу отжигают при начальной температуре 300-400°С с понижением до конечной температуры 80-90°С, режут, упаковывают и складируют. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и улучшении экологии окружающей среды за счет утилизации отходов производств энергонасыщенных материалов - тротила и нитробензола. Шихта для получения пеностекла изготавливается из мелкоизмельченного силикатного стекла следующего состава, мас.%: SiO2 - 60-72,5; СаО - 4,5-7,0; MgO - 1,5-3,5; Аl2O3 - 1,0-2,5; Na2O - 12,5-16,5. Стекло изготовлено на основе отходов производств тротила и нитробензола. К стеклу добавляют доломит в количестве 1,5-2,2% от общей массы шихты. 3 табл.
Изобретение относится к области получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и улучшении экологии окружающей среды за счет утилизации отходов производства тротила. Шихта для получения пеностекла изготавливается из мелкоизмельченного силикатного стекла следующего состава, масс. %: SiO2 - 60-72,5; СаО - 4,5 - 7,0; MgO - 1,5-3,5; Аl2O3 - 1,0-2,5; Na2O - 12,5-16,5. Стекло изготовлено на основе отходов производства тротила. К стеклу добавляют доломит в количестве 1,5-2,2% от общей массы шихты. 3 табл.
Изобретение относится к пеностеклу. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности и однородности крупногабаритного пеностекла, снижении брака и сведении к минимуму процесса механической обработки пеностекла. Заготовки формуют из композиции, содержащей порошок стекла, вяжущее, силикат натрия и воды, методом прессования, или экструзии, или литья. Проводят предварительный нагрев заготовок при температуре 50-100 градусов до твердения композиции. Готовое изделие в виде блока формируют из прямоугольных сырцовых заготовок малых размеров, расположенных правильными рядами и/или слоями, при этом в печи расстояние между заготовками соответствует 0,75-1,2 раза от линейного размера заготовки. 4 з.п. ф-лы, 11 пр.
Изобретение относится к гранулированному пеностеклу. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии производства. Стеклобой измельчают в шаровой или любой другой мельнице до удельной поверхности 6000-20000 см2/г. В процессе измельчения осуществляют гидроксилирование стеклобоя в течение 30-60 минут. Одновременно измельчают диатомит до размера частиц 250-300 мкм. Затем измельченный диатомит отдельно или в смеси с молотым стеклобоем подвергают механоактивации в течение 1-5 минут в планерной мельнице. Затем добавляют порообразователь, содержащий глицерин и раствор жидкого стекла, и воду до получения пластичного теста с влажностью массы 15-18%. Формуют гранулы, высушивают их при температуре 100-150°C до влажности 2-5%, затем обжигают в печи при температуре 750-800°C. 3 пр., 2 табл.

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к производству гранулированных материалов на силикатной основе, используемых в качестве заполнителя, в частности, легких и особо легких бетонов, а также для насыпной тепло-звукоизоляции. Полезная модель направлена на расширение фракционного состава производимых гранул, на производство гранул сферической формы, на комплексную механизацию технологической линии производства гранулированных материалов на основе кремнистых пород (диатомитов, опок, трепелов), а также на снижение себестоимости гранулированных пеностеклокристаллических материалов. Указанный технический результат достигается тем, что в состав технологической линии для производства гранулированных пеностеклокристаллических материалов, входит смесительное устройство, состоящее из производственного блока смешения и формования сырцовых гранул и из производственного блока смешения и вспенивания сырцовых гранул, фракционирования и хранения готовой продукции. Смесительное устройство технологической линии содержит приемные и расходные бункера с дозаторами, накопительные устройства, тарельчатый смеситель-гранулятор, установленный на производственном блоке смешения и формования сырцовых гранул и размещенный за смесителем-гранулятором скоростного типа, барабанную вращающуюся печь на производственном блоке смешения и вспенивания сырцовых гранул. Кроме того на блоке смешения и вспенивания сырцовых гранул, фракционирования и хранения готовой продукции предусмотрена закрытая система технологического транспорта и сортировки готового продукта, состоящая из системы непрерывного пневмотранспорта, в которую входят трубопроводы, разгрузочные циклоны и вентиляторы. Применение данного смесительного устройства на технологической линии для производства гранулированных материалов позволило снизить среднюю насыпную плотность с 210 до 180 кг\м3, при этом коэффициент теплопроводности снизился на 15%. Применение комплексной механизации позволило существенно снизить энергозатраты, затраты сырья на 1 м3 готовой продукции, понизить себестоимость готовой продукции. Повысилась надежность работы оборудования, снизились затраты на обслуживание линии, улучшились экологические показатели производства.

Изобретение относится к получению блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении качества конечного продукта, снижения энергозатрат и сокращения времени вспенивания. Пенообразующая смесь содержит медицинские стекла XT, АБ и тарное стекло марки ЗТ-1 в соотношении 1:1:2. Затем указанную смесь нагревали в металлических формах со скоростью 3,7°C/мин с выдержкой при 815°C в течение 40 минут с последующим резким охлаждением с 600°C до 400°C со скоростью 0,6°C/мин и с 400°C до 50°C со скоростью 0,8°C/мин. 4 табл.

Изобретение относится к составам для пеностеклокерамических гранулированных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса при одновременном увеличении прочности пеностеклокерамических гранул. Шихта содержит следующие компоненты, мас.%: кремнеземсодержащая опал-кристобалитовая порода 58-65; кальцинированная сода 19-25; доломит 10-15; легкоплавкая глина 3-5. Доломит имеет размер фракций 0,08-0,63 мм, а легкоплавкая глина должна содержать оксида алюминия не менее 20%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы для получения пеностекла. Шихта для изготовления пеностекла содержит, мас. %: молотый стеклобой 75,0-90,0; отходы водоподготовки ТЭЦ 10,0-25,0. Отходы содержат следующие компоненты, мас.%: гидроксид железа 5,0-10,0; гидроксиды кальция и магния 2,0-4,0; гипс - 2,0-5,0; карбонат кальция - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к гранулированному пеностеклокерамическому материалу. Техническим результатом является повышение качества гранулята, а также упрощение процесса грануляции, снижение энергетических затрат, улучшение условий труда и охраны окружающей среды в процессе производства получаемого полуфабриката. Кремнеземсодержащее сырье проходит предварительную подготовку вылеживанием на складе при влажности 15-50%. Сырье измельчают до фракции 1-2 мм. Затем в аттриторе смешивают следующие компоненты, мас%: опал-кристобалитовые породы - 59-66, щелочной компонент - 19-26, доломит - 8-15 при влажности суспензии 50-67%. Измельчают до фракции 80-40 мкм с образованием золя, который затем в сушильно-грануляционной установке подвергают распылительному пиролизу при температуре 450-600°C, переводят в гель, гранулируют. Полученный мелкодисперсный гранулят-полуфабрикат с размером гранул 100-1500 мкм подвергают вспениванию при термической обработке во вращающейся печи с разделительной средой при температуре 750-850°C и последовательному охлаждению с рассевом на фракции от 200 до 3000 мкм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.
Наверх