Піноматеріал

Піноматеріал, який містить рідке скло і компонент, що включає кремнезем, який відрізняється тим, що як компонент, що включає кремнезем, він містить глину трепельну з тонкістю помелу 40004500 см 2/г, і сірчанокислий алюміній при такому співвідношенні композитів, мас %: Винахід стосується виробництва будівельних матеріалів і може бути використаним для виготовлення піноматеріалу для теплоізоляційних засипок, заповнювачів легких теплоізоляційноконструкційних бетонів, для теплоізоляції обладнання і трубопроводів, холодильних установок. Відомим є прийнятий за прототип склад піноматеріалу, що включає рідке скло і компонент, що містить кремнезем, при такому співвідношенні інгредієнтів, мас, %: рахунок застосування компонента, що містить кремнезем, який менш ефективно взаємодіє з рідким склом, а також того, що видимані вироби не обробляються концентрованим розчином затверджувача. У прототипі також застосовується більш жорсткий режим теплової обробки, який веде до зниження міцностних показників і водостійкості. Для проходження необоротньої реакції виділення з лужних гідросилікатів гелю кремнезему, що має цементуючі властивості, до складу рідкоскляних композицій вводять хімічні реагенти, що зв'язують вільний луг у відповідну сіль, без введення яких композиції на основі рідкого скла не матимуть необхідної водостійкості. У основу винаходу поставлена задача удосконалення піноматеріалу, в якому шляхом введення до складу добавок, що містить активний кремнезем, і обробки видиманих виробів концентрованим розчином затверджувача рідкоскляних композицій, можливе отримання теплоізоляційного матеріалу з підвищеними водостійкістю і міцністю, з скороченням енерговитрат на його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що у піноматеріалі, який включає рідке скло і компонент, що містить кремнезем, згідно з винаходом, він за компонент, що містить кремнезем, містить глину трепельну з тонкістю помелу 4000-4500 см 2/г, і регулятор твердіння при такому співвідношенні компонентів, мас. %: натрієве рідке скло густиною 1,4 г/см 3 і Мс=3,3-3,6 в перерахунку на сухий залишок глина трепельна 66,0-80,0; 19,0-33,0; A (13) 38440 (11) UA Ознаками прототипу, що співпадають із суттєвими ознаками винаходу, є наявність в піноматеріалі рідкого скла і компонента, що містить кремнезем. Технічним результатом винаходу є підвищення водостійкості, міцності, пониження температури видимання і енерговитрат на отримання матеріалу. Причинами, що перешкоджають досягненню необхідного технічного результату в прототипі при його використанні, є такі недоліки: порівняно більш низькі показники міцності, водостійкості, порівняно висока температура видимання і енерговитрати на отримання матеріалу. Недоліки проявляються за 66,0-80,0; 19,0-33; 0,09-0,11; решта (19) рідке скло в перерахунку на сухий залишок 45-80; високомодульний силікат лужноземельного металу з вологістю 15-25% або суміш моносилікату лужноземельного металу з аморфним кремнеземом з вологістю 15-25% [а.с. СРСР № 1158550, С04В38/02,1985 p.] 20-55. натрієве рідке скло густиною 1,4 г/см 3 і Мс=3,3-3,6 в перерахунку на сухий залишок глина трепельна сірчанокислий алюміній вода 38440 сірчанокислий алюміній вода 0,09-0,11; решта між лужним силікатом і добавкою трепельної глини. Підвищення температури видимання вище за 350-4000С недоцільне, так як показники міцності і водостійкості матеріалу, що отримується, при підвищенні температури практично не міняються. Щоб не порушувалася структура піноматеріалу внаслідок швидкого випаровування вологи, потрібно застосовувати м'який режим теплової обробки зі швидкістю нагріву 3-40С за хвилину. Приклади приготування запропонованого складу і контрольні приклади з обгрунтування границь складу компонентів, що пропонуються, приведені в таблиці 1. Порівняльні дані властивостей піноматеріалу, запропонованого і відомого складів, приведені в таблиці 2. Для визначення оптимального дозування добавки трепельної глини були досліджені такі дозування. Склад №1, мас. %: натрієве рідке скло - 61, глина трепельна - 38, сірчанокислий алюміній 0,1, вода - решта. Даний склад у порівнянні зі складом №2 має більш високу теплопровідність, меншу водостійкість при одній і тій же міцності тому в границі пропозиції не увійшов. З таблиці 2 видно, що найбільшу міцність і водостійкість, найменшу теплопровідність має склад №3, що містить за масою: натрієве рідке скло 72%, глину трепельну - 27%, сірчанокислий алюміній - 0,1%, воду - решта. Не увійшов також у границі пропозиції склад №5, що містить за масою: натрієве рідке скло 89%, глину трепельну - 10%, сірчанокислий алюміній - 0,1%, воду - решта, так як зразки мають більш низькі показники міцності і водостійкості. Оптимальною добавкою трепельної глини потрібно вважати склад № 3, а граничними складами - №2 і №4. Підвищувати дозування добавки недоцільно, так як значно зростає вологомісткість суміші і збільшується витрата рідкого скла. Зменшувати дозування добавки трепельної глини не рекомендується, так як тонкодисперсна суспензія після висушування втрачає необхідні показники однорідності складу і зручності вкладання, що визначається консистенцією суміші перед формуванням виробів. Як видно, при меншій температурі видимання міцність складу, що пропонується, більша відомого, матеріал, що отримується, має більш високі термічні показники, водостійкість також значно вища. Крім того, використання складу, що пропонується, спрощує те хнологічний процес отримання теплоізоляційного матеріалу, знижує його собівартість. Технологія приготування піноматеріалу така. Початкові компоненти: рідке скло і добавку трепельної глини у вказаних співвідношеннях перемішують при Р:Т=(1,1-1,2):1 і здійснюють їх спільний помел на кульовому млині до 4000-4500 см 2/г величини питомої поверхні добавки; з отриманої тонкодисперсної суспензії формують вироби і висушують до залишкової вологості 15-20%, потім піддають видиманню в печі при Т=3500С зі швидкістю нагріву 3-40С за хвилину, витримці за цією температурою 20-30 хвилин, потім повільне охолоджування до температури навколишнього середовища. Видимані вироби або гранули обробляють концентрованим розчином сірчанокислого алюмінію. Між сукупністю суттєви х ознак винаходу, що пропонується, і технічним результатом, який може бути досягнутий, є такий причинно-наслідковий зв'язок: для підвищення водостійкості і міцності піноматеріалу до його складу вводиться спеціальна добавка - трепельна глина (наприклад, що добувається на Керченському п-ві, Баксинське родовище), що містить активний кремнезем (хімічний склад трепельної глини, мас. %: SiO2 71-72, Аl2O3 12,9-13,7, Fe2O3 2,94-2,97, CaO 0,8-1,01, зміст активного кремнезему – 5-22%). Ця добавка завдяки своїй розвиненій поверхні реагує з лугом рідкого скла і таким чином бере участь в фізико-хімічних процесах при твердінні. Оскільки лужні гідросилікати, які утворяться при взаємодії реакційноспроможного кремнезему з лугом, мають значно меншу розчинність у воді, ніж їдкий луг, створюються умови для отримання водостійкого матеріалу. Затверджувач може бути введений до складу піноматеріалу тільки після проходження процесу отримання пористої структури шляхом видимання рідкого скла, тому піноматеріал обробляється концентрованим розчином сірчанокислого алюмінію. Після обробки видиманих виробів на поверхні піноматеріалу утвориться водонепроникна і водостійка шкурка. Спільний мокрий помел компонентів суміші до питомої поверхні 4000-4500 см 2/г приводить до оптимального ступеня гомогенізації складу і підвищення водостійкості і міцності виробів. Одним з чинників прискорення твердіння і підвищення водостійкості і міцності піноматеріалу є випалення в печі. Залишкова вологість відформованих виробів 10-15% перед видиманням в печі приводить до однорідності пір піноматеріалу. Зростання температури сприяє інтенсивному проходженню реакцій Таблиця 1 Компоненти Натрієве рідке скло густиною 1,4 г/см 3 і Мс=3,3-3,6 Глина трепельна Сірчанокислий алюміній Вода Склад, мас. % 1 2 3 4 5 61,0 66,0 72,0 80,0 89,0 38,0 33,0 27,0 19,0 10,0 0,1 решта 0,1 решта 0,1 решта 0,1 решта 0,1 решта 2 38440 Таблиця 2 Показники Температура видимання Об'ємна маса, кг/м 3 Границя міцності при стиску, кГс/см 2 Коефіцієнт теплопровідності, Вт/м.0С Водостійкість (витримка зразків у воді при Т=1000С 60 хвилин), Кроз=Rнас/Rс ух Термічна стійкість, 0С Відомий склад 1 2 1 Запропонований склад 2 3 4 450-600 700-750 100-120 170-250 6-8 8-25 0,05 0,059-0,079 350 550 30-35 0,08 350 300 30 0,065 350 250 25 0,06 350 200 20 0,05 350 150 8 0,05 5 0,6 0,7 0,75 0,85 0,85 0,8 0,7 350-400 500-550 600 650 650 600 500 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3