Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2470879

(19)

RU

(11)

2470879

(13)

C1

(51) МПК C03C11/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011117712/03, 03.05.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

03.05.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 03.05.2011

(45) Опубликовано: 27.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2287495 С1, 20.11.2006. RU 2243174 С1, 27.12.2004. RU 2246457 С1, 20.02.2005. SU 763280 А, 15.09.1980. СА 2120573 А1, 01.07.2003. ГЛИНКА Н.Л. Общая химия. - М.: Химия, 1965, с.601.

Адрес для переписки:

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ), ОИС

(72) Автор(ы):

Смолий Виктория Александровна (RU),

Яценко Елена Альфредовна (RU),

Косарев Андрей Сергеевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

(54) ПЕНОСТЕКЛО НА ОСНОВЕ ШЛАКА ТЭС

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов. Пеношлакостекло содержит, мас.%: шлак ТЭС 60-70, бура 10-20, графит 1-5, стеклобой 15-25. Технический результат - снижение температуры вспенивания, себестоимости, упрощение технологии получения, расширение сырьевой базы, утилизация отходов ТЭС. 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ 2243174), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ

20,0-21,0

Шлам алюминиевого

1,0-2,0

производства

Растворимое стекло

8,0-10,0

Бой стекла

остальное

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ 2287495), которая включает бой стекла, шлак ТЭЦ, растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭЦ

21,5-23

Пыль электрофильтров

кремниевого производства

3,0-5,0

Растворимое стекло

7,0-8,0

Бой стекла

остальное

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.

Задача изобретения - снижение температуры вспенивания, снижение ресурсоемкости технологии пеностекла на основе шлака ТЭС (пеношлакостекла) без ухудшения его качества.

Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла, и упрощении технологии получения пеношлакостекла.

Технический результат достигается за счет введения в состав пеношлакостекла в качестве основного сырьевого компонента шлаковые отходы ТЭС (шлак ТЭС), при следующем, мас.%:

Шлак ТЭС

60-70

Бура

10-20

Графит

1-5

Стеклобой

15-25

Процесс получения пеношлакостекла включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- вспенивание;

- отжиг;

- механическую обработку блоков.

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, порообразователя (графита) и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400 600 м 2 /кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 1%.

Подготовка форм для вспенивания включает очистку и обмазку их внутренней поверхности меловой или каолиновой суспензией для предотвращения прилипания стекла к металлу.

Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30 50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном, стараясь использовать при этом постоянное давление. Формы закрывают и переносят в разогретую до 500 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 10 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°С.

После выдержки при 600°С в течение 30 40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4 5 ч.

После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

В таблице приведены свойства синтезированных пеношлакостекол.

Пример 1

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: графит, стеклобой, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС

66,6

Бура

14,3

Графит

4,8

Стеклобой

14,3

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, порообразователя (графита) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30 50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 500 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 10 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30 40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4 5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример 2

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: графит, стеклобой, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС

60

Бура

11,4

Графит

4,8

Стеклобой

23,8

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, порообразователя (графита) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30 50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 500 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 10 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30 40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4...5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Пример 3

Для получения шихты пеношлакостекла в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: графит, стеклобой, бура, шлак ТЭС. Состав пеношлакостекла в данном случае следующий, мас.%:

Шлак ТЭС

61,9

Бура

14,3

Графит

4,8

Стеклобой

19,0

Шихту для пеношлакостекла готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, буры, порообразователя (графита) и стеклобоя. Подготовленную шихту для пеношлакостекла равномерно загружают в формы, занимая 30 50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном. Формы закрывают и переносят в разогретую до 500 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе пеношлакостекла. Время вспенивания - 10 30 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. После выдержки при 600°С в течение 30 40 мин печь отключают. Отжиг блоков пеношлакостекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 4 5 ч. После извлечения блоков пеношлакостекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров.

Свойства синтезированных пеностекол, на основе шлака ТЭС

состава

Водопоглощение В*10 -3 кг

Объемная масса *10 -3 кг

Предел прочности R сж , мПа

1

0,104

0,285

2,338

2

0,075

0,296

1,168

3

0,089

0,290

1,753

Формула изобретения

Пеношлакостекло, содержащее шлак ТЭС, стеклобой, порообразователь, отличающееся тем, что дополнительно содержит буру, а в качестве порообразователя используется графит в следующем соотношении, мас.%:

шлак ТЭС

60-70

бура

10-20

графит

1-5

стеклобой

15-25