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) [ ].

Расход тепла на вентиляцию
Количество тепла на вентиляцию определим по формуле: QB = f*N*qo*k1*k2, где k2 = 0,4 – коэффициент, учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (кроме районов с 1-2 этажной застройкой). Результаты расчета сведем в таблицу 3: Число жителей Жилая площадь, м2 Удельный тепловой по ...

Технико-экономическое обоснование строительства цеха
Данным дипломным проектом предусмотрено строительство цеха по производству стеклокомпозитной плитки в Ставропольском крае в городе Новоалександровск. Для функционирования любого предприятия необходимо: наличие сырья, топлива, электрической энергии, водных ресурсов, транспортных систем, трудовых ресурсов, к ...

Давление на грунт под подошвой фундамента
Определяем среднее PII mt, максимальное PII max и минимальное PII min давления на грунт под подошвой фундамента: = Ntot II/А ± Mtot II/W = 2164,3 /15,12 ± 690 ×6/3,6×4,22 = =(143,2 ± 65,2) кПа. PII max = 208,4 кПа. < 1,2×R = 1,2 × 228 = 273,6 кПа.; PII min = 78,00 кПа. > 0. ...