Методы производства пеностекла

Страница 1

Физико-технические свойства пеностекла в значительной степени обусловлены способом его производства, составом стекла и пенообразующей смеси, природой, количеством газообразователя, режимом вспенивания и отжига. Изменяя эти факторы можно получить пеностекло с различной объемной массой, прочностью, структурой, водопоглощением, проницаемостью, теплопроводностью и морозостойкостью. Для изготовления пеностекла используют отходы стекольного производства и специально навариваемое стекло. При организации большого производства пеностекла, стекломассу наваривают в ванных печах любого типа и затем гранулируют мокрым или сухим способом [ ].

Пеностекло представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя.

В качестве сырья при получении пеностекла используют те же материалы, что и при производстве обычного стекла: кварцевый песок, известняк, соду или сульфат натрия. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей - трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты – сообщающиеся. Температура разложения газообразователя должна быть на 50-70 °С выше температуры размягчения стеклянного порошка.

Технологический процесс производства пеностекла складывается из следующих основных операций. Кварцевый песок и измельчённый известняк сушат, размалывают в порошок, смешивают с содой и в ванных печах получают стекломассу, которую подают в бассейн с водой для грануляции. Полученный гранулят размалывают в смеси с газообразователем (1-5%) в тонкий порошок и загружают в формы из жароупорного материала с меловой обмазкой. Формы на вагонетках или по роликовому конвейеру подают в туннельную печь [ ].

Максимальная температура отжига - в зависимости от вида сырья - составляет 600-1000°С. Характерной особенностью режима отжига пеностекла является быстрый, за 2-3 часа, подъём температуры до максимальной с последующим медленным охлаждением до 20 ч. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании или разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение способствует равномерному остыванию изделий по всему объёму. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения, и не образуется трещин. Охлаждённые изделия распиливают и оправляют на циркульных пилах. При использовании в качестве сырья стеклянного боя или стекловидных горных пород в технологии производства пеностекла отсутствуют варка стекломассы и грануляция. Основным способом получения пеностекла во всем мире является порошковый метод, суть которого заключается в спекании смеси стекольного порошка с газообразователями: антрацитом, коксом, ламповой сажей, древесным углем.

При производстве звукоизоляционного пеностекла применяют мрамор, известняк.

В промышленных условиях производят преимущественно теплоизоляционное пеностекло. В этом случае в качестве газообразователей целесообразно использовать углеродсодержащие газообразователи; чаще всего применяется сажа, при этом качество получаемого теплоизоляционного пеностекла значительно выше, чем при использовании карбонатных газообразователей. Это объясняется тем, что частицы углерода, являясь поверхностно-активными, плохо смачиваются расплавом, прилипают к стенкам ячеек пеностекла, понижая свободную энергию системы. Это способствует устойчивости пены и растяжению тонких стеклянных перегородок, предотвращающему их перфорирование. В противоположность этому карбонатные газообразователи не являются поверхностно-активными веществами и характеризуются значительным химическим сходством со стеклом. Поэтому ни сами карбонатные газообразователи, ни продукты их диссоциации не могут оказывать на стекольную пену стабилизирующего действия. Карбонатные газообразователи снижают температуру вспенивания на 80 – 100 0С, но получаемое пеностекло является губчатым, с перфорированными перегородками.

Производство пеностекла осуществляется по следующей технологии: производят помол стекольного порошка в мельницах до нужной степени измельчения, после этого порошок стекла смешивают с газообразователем до получения однородной массы (пеностекольная шихта).

Для проведения вспенивания пеностекольную шихту засыпают в предварительно подготовленные формы из нержавеющей стали, которые направляют в печь, где происходит термическая обработка. После этого блоки пеностекла извлекают из форм и отправляют на механическую обработку, в ходе которой блоку придают нужную форму и размер.

Для получения пеностекла с постоянными физическими свойствами: объемной массой меньше 280 кг/м3, водопоглощением меньше 5% и упорядоченной структурой необходимо применять исходное стекло постоянного химического состава, поэтому выбор исходного сырья, наряду с экономическими проблемами, имеет большое значение. Сырье для получения пеностекла должно быть пригодным с учетом экономических факторов (времени и температуры вспенивания) [ ].

Сырьевые материалы
Портландцемент по ГОСТ 10178–85. Технические требования: не должен содержать добавок трепела, трасов, глинита, опорки и глиежа. Содержание трех кальциевого силиката не менее 50 процентов трех кальциевого алюмината не более шести процентов. Начало схватывания – не ранее двух часов, конец – не позднее четыр ...

Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колоны
Исходные данные: бетон класса В30; Rb=17 МПа; арматура продольная класса А400С, Rs=365 МПа; арматура поперечная класса А240С; высота этажа Нэт=4,2 м; Выбор расчётной схемы Закрепление колоны первого этажа при вычислении расчётной длины и коэффициента продольного отгиба φ принимают шарнирно-неподв ...

Расчет биокоагулятора, встроенного в радиальный отстойник
Объем биокоагулятора определяется по формуле , где t=20 мин=0,33ч - продолжительность аэрации сточной воды. Объем первичных отстойников с биокоагуляторами: где W1 - объем принятого ранее типового отстойника диаметром 30м N - количество принятых первичных отстойников - 3 шт. Общая площадь всех отстой ...