Сировинна суміш для виготовлення легких теплоізоляційних склокристалічних матеріалів

Реферат: Винахід належить до галузі будівельних матеріалів. Сировинна суміш для виготовлення легких теплоізоляційних склокристалічних містить: розмелене скло - 80,0-90,0 мас. %; суглинок - 10,020,0 мас. %. Застосування винаходу дозволяє виготовляти легковагі теплоізоляційні матеріали з рівномірною дрібнопористою структурою та високими фізико-механічними показниками, зокрема низькою теплопровідністю. UA 103236 C2 (12) UA 103236 C2 UA 103236 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі будівельних матеріалів і може бути використаний для виготовлення легковагих теплоізоляційних виробів для цивільного і промислового будівництва. Відома сировинна суміш для виготовлення конструкційно-теплоізоляційних керамічних виробів, яка відрізняється тим, що з метою підвищення механічної міцності, зниження водопоглинання та вартості містить наступні компоненти, мас. %: суглинок 20-25; алюмінієва пудра 0,06-0,10; глинисті сланці - відходи переробки бітумних сланців або пуста порода 20-25; металургійний карбонатвмісний шлак 22-23; суперпластифікатор на основі натрієвих солей продукт поліконденсації нафталіносульфокислоти та формальдегіду С-3 0,018-0,02; вода решта. [А.с. SU 1678810 А1, МПК С04В 38/00. Сырьевая смесь для изготовления конструкционнотеплоизоляционных керамических изделий/ Г.С. Бурлаков, С.И. Филатова, Б. Хаснауи, О.М. Миронов (СССР). - № 4701861/33; заявл. 27.04.89; опубл. 23.09.91. Бюл. № 35]. Недоліками відомої суміші є: висока температура випалу 950-1100 °C; складність технології отримання виробів; порівняно високий коефіцієнт теплопровідності 0,09-0,13 Вт/м-к; використання компонентів, шкідливих для здоров'я людини. Відома також сировинна суміш для виготовлення теплоізоляційних виробів, яка включає піноутворювач з казеїнового клею, каніфолі соснової, їдкого натру та води і неорганічний компонент, за який вона містить суміш глини легкоплавкої, шлаку доменного та шлаку металевого марганцю при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: піноутворювач 0,25-0,35 шлак доменний 38,00-42,00 шлак металевого марганцю 36,00-44,00 глина легкоплавка решта. [Патент 42189 Україна, МПК С04В 38/02. Суміш для виготовлення теплоізоляційних виробів/ М.В. Шпірько, Н.В. Кондратьєва (Україна). № 2000105682; заявл. 06.10.2000; опубл. 15.10.01. Бюл. № 9]. Недоліками відомої суміші є: використання піноутворювача з казеїнового клею, каніфолі соснової, їдкого натру та води; випал при підвищеній температурі 900 °C; порівняно висока теплопровідність до 0,12 Вт/м°С. Відома також сировинна суміш для виготовлення піноскла, яка містить мелене скло в кількості 84-94 мас. %, газоутворювач - 1-3 мас. % та мелений кварцовий пісок - 5-13 мас. %. 7 [Пат. 2411200 RU, МПК С03С 11/00. Сырьевая смесь для изготовления пеностекла/ Ю.А. Щепочкина. - № 2009133710/03; заявл. 08.09.09; опубл. 10.02.11]. Недоліком відомої суміші є підвищена температура термообробки сировинної суміші при виготовленні піноскла, яка становить 820-840 °C. Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною суттю та досягуваним результатом є сировинна суміш, яка включає розмелене скло, газоутворювач, за який використовують збагачену марганцеву руду або шлам марганцевої руди та воду при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: розмелене скло 80,0-97,0 марганцева руда або шлам 2,0-10,0 марганцевої руди вода 1,0-10,0. [Патент 78015 Україна, МПК С03С 11/00, С04В 14/04. Сировинна суміш для виготовлення легких теплоізоляційних матеріалів/ В.М. Гребенников, М.В. Савицький, С.В. Федоренко (Україна). - № 20040807075; заявл. 25.08.04; опубл. 15.02.07. Бюл. № 2] (прототип). Недоліками прототипу є: використання як газоутворювача марганцевої руди або її шламів, які характеризуються непостійністю хімічного та зернового складу; порівняно високий коефіцієнт теплопровідності до 0,3 Вт/м°С. В основу винаходу поставлена задача розробки складів сировинної суміші для виготовлення легковагих теплоізоляційних матеріалів з рівномірною дрібнопористою структурою та високими фізико-механічними показниками, зокрема низькою теплопровідністю, з використанням дешевих та недефіцитних сировинних матеріалів, що буде знижувати собівартість виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що відома сировинна суміш для виготовлення легких теплоізоляційних матеріалів, що включає розмелене скло та газоутворювач, відповідно до 1 UA 103236 C2 5 10 15 винаходу, як газоутворювач вона містить суглинок при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: розмелене скло 80,0-90,0; суглинок 10,0-20,0. Як сировинні матеріали використовують несортований бій скла, а також суглинки родовищ Дніпропетровської та Запорізької областей, хімічний склад яких наведений в таблиці 1. Присутність в суміші суглинків, які містять підвищену кількість тонкодисперсного кремнезему, глинистих мінералів та невелику кількість домішок карбонатів і гідрослюд, сприяє спіненню скломаси без додаткового введення інших газоутворювачів. Мінеральні складові використовуваних суглинків представлені каолінітом та монтморилонітом, які дегідратуються в інтервалі температур 550-700 °C, що також сприяє виділенню під час розм'якшення скла газової фази, рівномірно розподіленої по об'єму випалювальної маси. За рахунок цього утворюється дрібнопориста структура матеріалу. Таким чином суглинки, завдяки їх мінералогічному складу, можна вважати комплексними газоутворювачами. Розроблену суміш готують змішуванням до однорідного стану розмеленого скла з суглинком. Після чого її завантажують у металеві форми і нагрівають у печі до температури розм'якшення основного компонента шихти та початку процесу газоутворення (750 °C) й витримують до закінчення утворення пор. Отриманий таким чином пористий матеріал охолоджують до температури навколишнього середовища. Таблиця 1 Хімічні склади глинистих матеріалів, мас. % Назва Суглинки родовищ Дніпропетровської та Запорізької областей 20 25 SiO2 Аl2О3 CaO+MgO K2O+Na2O Fe2O3 65-71 8-11 8-10 3-3,1 2,3-3,8 ТіО2 ВПП 0,11-0,15 6-8 Властивості отриманих матеріалів визначали за відомими методиками [Производство теплоизоляционных материалов/ М.Ф. Сухарев, И.Л. Майзель, В.Г. Сандлер. - М.: Высшая школа, 1981.-231 с.]. Для проведення випробувань були виготовлені зразки-кубики, визначена їх щільність, міцність, на стиск, теплопровідність. Склади дослідних сумішей та результати випробувань наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Склади сумішей та властивості отриманих пористих матеріалів Компоненти Розмелене скло Суглинок Марганцева руда або шлами марганцевої руди Вода Властивості 3 Щільність кг/м Міцність на стиск, МПа Теплопровідність, Вт/м°С 30 1 90,0 10,0 Відношення компонентів, мас. % 2 3 85,0 80,0 15,0 20,0 Прототип 80 10 300 Показники властивостей 219 250 10 250 6,5 4,3 3,8 3,0 0,065 0,05 0,06 0,075 За результатами аналізу властивостей отриманих пористих матеріалів встановлено, що вони на відміну від прототипу мають меншу теплопровідність за рахунок одержання рівномірної дрібнопористої структури склокристалічного матеріалу. За даними рентгенофазового аналізу такий матеріал містить кристалічну фазу у вигляді девітриту, що сприяє підвищенню його міцності. 2 UA 103236 C2 Таким чином, запропоновані склади сумішей забезпечують можливість отримання із недефіцитної дешевої сировини легких склокристалічних матеріалів для виготовлення теплоізоляційних виробів для будівельної та інших галузей. 5 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Сировинна суміш для виготовлення легких теплоізоляційних склокристалічних матеріалів, що включає розмелене скло та газоутворювач, яка відрізняється тим, що як газоутворювач вона містить суглинок при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: розмелене скло 80,0-90,0; суглинок 10,0-20,0. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3