3. Процесс отжига пеностекла.

Следующим, весьма важным моментом в производстве ячеистого стекла, является бездефектное закрепление пористой структуры. Это достигается применением специальных режимов охлаждения вспученной массы.

В процессе отжига пеностекла, начинаемом на 100...150 °С ниже температуры вспенивания, в патентной и др. литературе описаны следующие основные отжиговые режимы:

• охлаждение от верхней температуры отжига на 40...100 °С со скоростью 1...9 °С/мин, затем до нижней температуры отжига со скоростью 1,9...3 °С/мин и до комнатной температуры со скоростью 2,2...7,5 °С/мин;

• охлаждение от верхней температуры отжига до нижней температуры отжига со скоростью 0,66...2,5 °С/мин с изотермическими выдержками через каждые 30...60 °С по 30...90 мин, затем охлаждают на 100...320 °С со скоростью 1,6...4,8 °С/мин с изотермическими выдержками через каждые 50...160 °С по 30...90 мин;

• ступенчатое охлаждение со скоростью 1...9 °С/мин в две стадии: на первой стадии охлаждение ведут до температуры на 10...40 °С ниже нижней температуры отжига, а перед второй ступенью охлаждения пеностекло нагревают на 10...40 °С выше нижней температуры отжига со скоростью 1...10 °С/мин;

• охлаждение в две стадии: от нижней температуры вспенивания на 50...200 °С в течение 15...20 мин, затем до температуры газовой среды 260...450 °С в течение 5...15 мин, а отжиг ведут до температуры газовой среды на 20...80 °С ниже температуры начала деформации пеностекла;

• ответственное охлаждение до низшей температуры отжига, соответствующей вязкости стекла 10^15,6...16,6 Па·с и быстрое охлаждение до комнатной температуры.

Наиболее перспективным из перечисленных с точки зрения производства является последний режим, определяемый нами как оптимальный.

Методика проведения работы Синтез пеностекла и исследование его свойств

Основные стадии работы:

1) подготовка боя стекла. Промывка, отбор и дробление боя;

2) копирование компонентов;

3) совместный помол компонентов шихты;

4) заполнение формы шихтой;

5) вспенивание стекла по заданному режиму;

6) отжиг изделий;

7) выпиливание образцов заданной формы и размеров;

8) определение плотности пеностекла;

10) определение размера пор и характера поровой структуры;

11) определение коэффициента теплопроводности;

12) определение прочности на сжатие;

13) оформление результатов, занесение их в таблицу по форме 1;

14) формулирование выводов или заключения по работе.

Исходными сырьевыми материалами является бой листового или тарного мало- или бесщелочного стекла. В отдельных случаях специально наваривают низкосортное стекло.

Бой стекла подвергают дроблению и тонкому помолу в лабораторных дробилках и мельницах.

Размер частиц порошка должен быть меньше 0,1 мм. Величина удельной поверхности порошков оказывает значительное влияние на плотность пеностекла. Чем тоньше помол исходных материалов, тем меньше плотность получаемых изделий. Можно рекомендовать измельчить компоненты шихты до значения удельной поверхности 2000-7000 см²/г. Удельную поверхность можно определять по известной методике на приборе ПСХ-2.

В качестве газообразователей применяют различные вещества и соединения, природные сырьевые материалы, способные выделять при температурах 700-900 ºС большое количество газообразных продуктов. К ним относятся карбонатные породы вестник, мрамор), углеродсодержащие вещества (кокс, антрацит, карбид кальция, карбид кремния), оксиды металлов переменной валентности (пиролюзит) и др. Рекомендуемые концентрации даны в табл. 3.3.

Таблица 3.3