Концентрации газообразователей для синтеза пеностекла

Газообразователь	Предел концентрации, % массы шихты	Поровая структура пеностекла
Известняк или мрамор	0,5-1,0	Сообщающиеся поры
Кокс или антрацит	1,0-2,5	Замкнутые поры
Карбид кремния	1,0-3,0	Частично-сообщающиеся поры
Пиролюзит	2,0-4,0	Частично-сообщающиеся поры

Для получения пеностекла с замкнутыми порами применяют углесодержащие газообразователи, а именно, кокс, сажу и др. Если же нужно получить пеностекло с сообщающимися порами, то применяют мрамор или доломит.

Исходную смесь тонких порошков стекла и газообразователя в соотношении 100:3 готовят путем их совместного помола в шаровой мельнице, который позволяет получить тонкое измельчение компонентов и их тщательное перемешивание.

Если в шихту добавить небольшие количества красящих компонентов — оксидов железа, хрома, кобальта, то можно получить окрашенное пеностекло.

Подготовленную шихту помещают в изготовленные из жароупорной стали формы, стенки которых предварительно покрывают защитной оболочкой из меловой пасты (тонкий порошок мела с водой) для предотвращения прилипания стекла к металлу.

Формы с шихтой помещают в печь, нагревают до 700-900 ºС и выдерживают в течение 1,5-2 ч. Режим вспенивания представлен на рис. 3.1.

При термической обработке происходят физико-химические процессы, включающие правление зерен стекольного порошка, спекание порошка, образование тонких пленок стекломассы между зернами, газообразование в результате разложения или окисления газообразователя, раздувание сплошных пленок стекломассы выделяющимися газами и формирование ячеистой поровой структуры пеностекла.

После вспенивания изделие извлекают из формы и подвергают отжигу. Максимальная температура отжига равна 550-600 ºС, длительность выдержки при ней составляет 0,5-1 ч

Изделия из пеностекла поддаются механической обработке, их можно пилить, обтачивать, сверлить. Из полученной вспененной массы выпиливают образцы заданных размеров и формы

Затем по стандартным методикам определяют плотность, прочность на сжатие, коэффициент теплопроводности, ТКЛР и другие свойства. Размер пор определяют с помощью поляризационного микроскопа типа МИН-8 (см. лабораторная работа № 2).

Варианты заданий по синтезу пеностекла могут включать как разные составы стекол, так и разные виды газообразователей, варьирование их концентраций, введение красителей, поверхностно-активных компонентов и др., а также варьирование режимов вспенивания.

Результаты исследований записывают в лабораторный журнал, где приводят сведения о составах шихт, температурноменных условиях синтеза пеностекла, контроле синтезированных образцов, их свойствах. Результаты исследования носят в таблицу по форме 1 (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Ф о р м а 1. Поровая структура и свойства пеностекла

Дата	№ состава	Режимы вспени- вания и отжига	Характер поровой структуры	Размер пор	Свойства пеностекла
					Плот- ность, кг/м^3	ТКЛР, α ·10^7, град ^-1	λ, Вт/(м· град)	σ сж , МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Выводы по работе: по результатам синтеза пеностекла и исследованию его свойств и провести сопоставление свойств пеностекла со свойствами соответствующего монолитного стекла.

Контрольные вопросы по работе:

1. Основные свойства пеностекла.

2. Методы получения пеностекла.

3. От чего зависит поровая структура пеностекла.

4. Какие основные физико-механические свойства определяют качество пеностекла и предопределяют область его применения.

5. Как пористость и плотность влияют на теплопроводность пеностекла.

6. Сырье для получения пеностекла.

7. От чего зависит выбор газообразователя в производстве пеностекла.