Состав пеностекольного композита



Состав пеностекольного композита
Состав пеностекольного композита
Состав пеностекольного композита
Состав пеностекольного композита
Состав пеностекольного композита
Состав пеностекольного композита

 


Владельцы патента RU 2592002:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к составу пеностекольного композита и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы. Пеностекольный композит включает в себя: молотое стекло, отходы доломитового производства и поликарбоксилат в качестве ПАВ, а также дополнительно содержит углеродные наноструктуры при следующем соотношении компонентов, мас. %: отходы доломитового производства - 0,5-1,0, поверхностно-активное вещество - 10,0, углеродные наноструктуры - 0,5-0,8, стеклобой - остальное. 5 табл.

 

Изобретение относится к составу пеностекольного композита и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

В промышленности теплоизоляционное пеностекло готовят следующим образом [1, 2]. В качестве основного стекла применяют порошки специально сваренного алюмомагнезиального стекла с удельной поверхностью 4000-6000 см2/г и углеродистые пенообразователи с такой же или значительно большей удельной поверхностью: кокс, антрацит, сажа. Для проведения вспенивания пеностекольную шихту засыпают в формы из легированной стали, которые направляют в печь вспенивания, где при 820-850°С шихта нагревается и вспенивается. Нагрев длится 1-1,5 часа, вспенивание - от 30 до 90 мин. Затем формы с пеностеклом резко охлаждают в течение 15-20 мин. Дальнейший процесс стабилизации при 600°С длится 20-40 мин. Таким образом, через 2-3 часа термическая обработка в печи вспенивания заканчивается, пеностекольные блоки извлекаются из форм и помещаются в печь отжига. Отжиг и охлаждение пеностекольных блоков до 30°С осуществляется со скоростью 0,6-1,5°С/мин в течение 8-16 часов. Далее блоки пеностекла подвергают механической опиловке и шлифовке для придания им прямоугольной формы [1, 2]. Недостатками данной технологии являются высокие температуры, высокая стоимость исходного сырья, большое время вспенивания и, как следствие этого, необходимость использования дорогих жаропрочных сталей для форм.

Известно, что в [1] используют углекислый газ 3% и бой листового стекла 97%.

В составе шихты [4] содержится бой тарного стекла 97% и отходы сахарного производства 3% в качестве газообразователя. Отходы сахарного производства имеют следующий состав: СаСО3 - 50%, СаО - 30%, органические составляющие - 20%. Недостатком данной шихты является ограниченность сырьевой базы.

Сырьевая смесь для изготовления пеностекла [5] состоит из аморфного микрокремнезема 25-61%, маршаллита 0,1-37%, кальцинированной соды 20%, доломита 17% и газообразователя 1%. Аморфный микрокремнезем с содержанием оксида кремния не менее 85%. Недостатком этой смеси является высокая себестоимость исходных компонентов.

Шихта [6] состоит из кремнеземсодержащего сырья 60-63%, кальцинированной соды 19-23%, доломита 13-16% и сульфата натрия 0,45-1%. Кремнеземсодержащее сырье содержит кварцевый песок и диатомит. Недостатком данной шихты является высокая энергоемкость процесса производства.

В составе шихты [7] используют диатомит 50-60%, кальцинированную соду 14-17%, доломит 13-15%, циркон 12-15,5% и сульфат натрия 0,5-1,5%. Циркон состоит из оксида кремния 32-33% и оксида циркония 67-68%. Недостатком этой шихты является высокая себестоимость исходных компонентов.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по составу является шихта для получения пеностекла [3]. Известная шихта состоит из карбонатного пенообразователя 1,5-2% (1,5% мела или 2% доломита), ПАВ 4,5-6% (высококремнеземистой глины с содержанием оксида кремния 72-78%) и молотого оконного или тарного стеклобоя - остальное.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - усовершенствование сырьевой смеси для производства пористого материала по карбонатной технологии.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения - расширение сырьевой базы за счет использования отходов доломита и боя стекла любого состава, сокращение энергетических затрат на вспенивание.

Указанный результат достигается тем, что пеностекольный композит включает в себя: молотое стекло, отходы доломитового производства и поликарбоксилат в качестве ПАВ, а также дополнительно содержит углеродные наноструктуры при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отходы доломитового производства - 0,5-1,0;

Поверхностно-активное вещество - 10,0;

Углеродные наноструктуры - 0,5-0,8;

Стеклобой - остальное.

Химический состав отходов доломитового производства приведен в таблице 1, зерновой состав - в таблице 2.

Предварительно навески многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) и поликарбоксилата перемалываются совместно с боем стекла до значений удельной поверхности последнего, равных 3000-5000 см2/г. Свойства МУНТ представлены в таблице 3. При этом в процессе помола происходит деагломерирование и равномерное диспергирование многослойных углеродных нанотрубок и ПАВ в объеме стекла.

Шихту для процесса получения пеностекла готовят смешением полученного ранее размолотого боя, содержащего МУНТ и ПАВ, с тонко молотыми отходами доломитового производства с удельной поверхностью 4000-7000 см2/г. Вспенивание шихты проводят в разборных формах из толстой (10 мм) листовой нержавеющей стали с внутренними размерами 250×120×65 мм. В форму загружают такое количество шихты, которое бы обеспечило заданную плотность пеностекла (160-300 кг/м3). Для вспенивания используют камерные электрические печи сопротивления. Предварительно печь нагревают до 500-550°С и при этой температуре вводят форму, заполненную шихтой. Скорость нагрева формы подбирают таким образом, чтобы время нагрева до максимальных температур равнялось 1,0-1,5 часам. Время выдержки при температурах вспенивания (700-720°С) равнялось 5-20 мин. После вспенивания форму вынимают из печи и выдерживают на воздухе в течение 5-10 мин. Далее форму раскрывают, а пеностеклянный блок подают в печь отжига. Скорость охлаждения шихты в печи отжига от 600 до 30°С составляет 0,7-1,0°С/мин.

Углеродные наноструктуры придают композиту высокие конструктивные качества (увеличение прочности при сжатии на 30%).

Примеры составов пеностекольного композита приведены в таблице 4.

Пример 1. Смешивали 443,5 г размолотого боя стекла с удельной поверхностью 4000 см2/г, 50 г поликарбоксилата (ПАВ), 4 г многослойных углеродных нанотрубок и 2,5 г отходов доломитового производства, размолотых до удельной поверхности 5000 см2/г. Предварительно печи нагревали до 500°С и при этой температуре вводили в камеру форму, наполненную вспенивающейся смесью. Скорость нагрева печи до температуры вспенивания равнялась 1 час 15 минут. Время вспенивания при 700°С соответствовало 5 минутам. После вспенивания форму вынимали из печи и выдерживали на воздухе в течение 7 мин. После охлаждения форму раскрывали, а пеностекло перемещали в печь отжига, предварительно нагретую до 600°С. Отжиг проводили со скоростью 1,0°С/мин.

Объемное водопоглощение определяли методом погружения пеностекла 50×50×50 мм в дистиллированную воду на 24 часа [1,2]. Объем пеностекла определяли путем обмера кубика штангенциркулем. Взвешивание осуществляли на аналитических весах с точностью до 1 мг. По этим данным определяли объемный вес пеностекла. Аналогичные по размерам кубики пеностекла подвергали сжатию на установке Р-5А для определения допустимых напряжений сжатия [2]. Результаты измерений приведены в таблице 5.

Примеры 2-3 проведены аналогично примеру 1. Данные сведены в таблице 5.

Источники информации:

1. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. - Минск: Наука и техника, 1972.

2. Шилл Ф. Пеностекло. - М.: Издательство литературы по строительству, 1965. - 308 с.

3. Патент РФ на изобретение №2149146, кл. С03С 11/00, опубл. 20.05.2000 г.

4. Патент РФ на изобретение №2291125, кл. С03С 11/00, опубл. 10.01.2007 г.

5. Патент РФ на изобретение №2484029, кл. С03С 11/00, опубл. 10.06.2013 г.

6. Патент РФ на изобретение №2491238, кл. С03С 11/00, опубл. 27.08.2013 г.

7. Патент РФ на изобретение №2508255, кл. С03С 11/00, опубл. 27.02.2014 г.

Пеностекольный композит, состоящий из молотого стекла и отходов доломитового производства в качестве пенообразователя, поликарбоксилат в качестве ПАВ, отличается тем, что он дополнительно содержит углеродные наноструктуры при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Отходы доломитового производства - 0,5-1,0;
Многослойные углеродные нанотрубки - 0,5-0,8;
Поликарбоксилат - 10,0;
Молотое стекло - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу стекольной шихты. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры варки стекла и расширении сырьевой базы.

Изобретение относится к составу для получения пеностекла. Технический результат изобретения заключается в утилизации стеклобоя и отходов гальванического производства.

Изобретение относится к области получения термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости, снижении энергозатрат за счет сокращения времени отжига.

Изобретение относится к гранулированному пеноматериалу. Технический результат - упрощение технологии производства пеноматериала с низкой плотностью, равной 100 кг/м3, с возможностью регулирования плотности, размеров и паропроницаемости гранул.

Изобретение относится к производству вспененного мелкогранулированного стеклокерамического материала. Технический результат изобретения заключается в получении мелкогранулированного пеностеклокерамического материала шаровидной формы с содержанием мелких фракций до 1200 мкм не менее 75%, уменьшение насыпной плотности.

Изобретение относится к производству гранулята для изготовления пеностекла и пеностеклокерамики. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты.

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.

Изобретение относится к области производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы для получения пеностекла.

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.

Изобретение относится к получению блочного термостойкого пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении качества конечного продукта, снижения энергозатрат и сокращения времени вспенивания.

Изобретение относится к химической промышленности и нанотехнологии. В термическую зону, в которой инертная атмосфера и содержится плазма, вводят углеводородный предшественник, способный образовывать двухуглеродные фрагментированные частицы, который содержит н-пропанол, этан, этилен, ацетилен, винилхлорид, 1,2-дихлорэтан, аллиловый спирт, пропионовый альдегид, винилбромид или метан.

Изобретение относится к области нанесения защитных покрытий на металлические поверхности методом высокоэнергетического воздействия на поверхность обрабатываемого металла и может быть использовано для обработки металлических поверхностей, в частности нелегированных сталей.

Изобретение относится к использованию магнитных наночастиц для избирательного удаления биопрепаратов, молекул или ионов из жидкостей. Химический состав включает магнитные наночастицы, поверхности которых функционализированы амином и дополнительно веществом, выбранным из веществ, реверсивно вступающих в реакцию и реверсивно соединяющихся с предопределенной мишенью в жидкости на водной основе.

Изобретение относится к получению порошков, содержащих наночастицы полупроводникового соединения, и может быть использовано в оптоэлектронике и медицине. Способ получения нанокристаллического сульфида свинца включает осаждение из водного раствора смеси неорганической соли свинца и сульфида натрия в присутствии цитрата натрия или динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б).

Изобретение относится к области повышения ударопрочности листов, полученных из полиакрилата способом полива. Прозрачная и ударопрочная сшитая акриловая композиция состоит из хрупкой матрицы (I), имеющей температуру стеклования, большую чем 0°C, и эластичных доменов, имеющих характеристический размер, меньший чем 100 нм, состоящих из макромолекулярных последовательностей (II), обладающих эластичными свойствами, с температурой стеклования, меньшей чем 0°C, характеризующихся среднечисловым молекулярным весом между 30000 и 500000 г/моль, в которой содержание сшивающего агента составляет между 0,1 и 2% по весу относительно сшитой акриловой композиции.

Изобретение может быть использовано в химической, добывающей, пищевой отраслях промышленности и в медицине. Для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наноразмерными частицами оксида титана, к исходному СВМПЭ при интенсивном перемешивании добавляют тетрахлорметан-бензольную смесь.

Изобретение относится к полимерной системе, обладающей селективностью адсорбции по размерам и, в частности, к полимерным системам, имеющим множество пор, в том числе транспортные поры, и отрицательный ионный заряд на их поверхности.

Изобретение относится к получению порошков. Отходы быстрорежущей вольфрамсодержащей стали Р6М5 подвергают электроэрозионному диспергированию в реакторе в среде диэлектрической жидкости посредством искровых разрядов между указанными отходами и электродами, состоящими из того же материала.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области использования солнечной энергии, и может быть применено в солнечных коллекторах с использованием энергии солнечного излучения в качестве источника теплового излучения.

Изобретение относится к материаловедению, а именно к лазерной обработке поверхности металлов для снижения скорости коррозии и повышения коррозионной стойкости поверхности нелегированной стали.

Изобретение относится к медицине и фармацевтике и касается средства на основе дегидроэпиандростерона (ДГЭА) для нормализации баланса эстрогенов и андрогенов в организме, характеризующегося тем, что оно содержит микронизированный порошок дегидроэпиандростерона (ДГЭА) с размерами частиц от 1 до 5 мкм, либо его микроэмульсию с размером частиц от 2 до 5 мкм и хитозановый натуральный биосовместимый наноструктурированный гель с содержанием ДГЭА от 5 до 10 мг в 1 мл. Средство применяется для менопаузальных женщин, а также для чрескожного введения лицам пожилого возраста. Изобретение обеспечивает улучшение клинических показателей у пациентов обоего пола. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 пр.
Наверх