Исследования проводили на образцах-дисках диаметром 50 мм и высотой 5 мм, сухих или насыщенных до заданной влажности водой или паром.
Коэффициент температуропроводности пеностекла определяли по методу квазистационарного теплового потока при линейном изменении температуры поверхности, разработанному Н. Ю. Тайцем и Э. М. Гольдфабером [200], А. В. Лыковым [201] и др. Экспериментальная установка была собрана по схеме, описанной и использованной О. А. Каревым [202], обработка результатов производилась по методике, изложенной в работе [203], по формуле:
Где R — расстояние от центра образца до точки замера температуры на поверхности; т — время отставания температуры в центре от температуры поверхности образца, К—коэффициент формы образца.
Сорбционную влажность пеностекла определяли на образцах размером 30*30*30 мм путем выдерживания их при изотермических условиях (t = 20±0,5°С) в эксикаторе при φ воздуха 60, 80% или 97% до приобретения ими постоянной массы (равновесной влажности).
Коэффициент паропроницаемости пеностекла изучали на образцах-дисках диаметром 100 мм и толщиной 20 мм по методике [204]. Испытания проводили в термостате, массу установки определяли через каждые 15 сут. Водопоглощение образцов оценивали в процентах объема поглощенной ими воды при различных условиях выдержки их под водой [1, 50], температуроустойчивость — по величине деформации образцов-пластинок с плоскопараллельными гранями размером 30*30*5 мм, которые нагревались со скоростью 4—6 °С/мин до температуры опыта и выдерживались при ней в течение 1 ч. Образцы охлаждались со скоростью 1 °С/мин.
Морозостойкость пеностекла определяли по методике [205], коэффициент звукопоглощения — на акустическом интерферометре в интервале 100—1000 Гц на образцах-дисках 098 мм и трубке Кундта [206] на образцах размером 200*200*50 мм.
4. Натурные исследования
В области пеностекла одна из первых работ, в которой значительное внимание уделено методу натурных исследований, принадлежит Д. Б. Гинзбургу [13]. В 1949 г. на заводе «Автостекло» под руководством автора [13] проведены исследования, цель которых — составление характеристики работы печей вспенивания и отжига пеностекла, оценка работы отдельных звеньев их и разработка мероприятий режимного и конструктивного характера по улучшению их работы.
Аналогичные исследования Ф. Шилла [14, 86] посвящены изучению механизма диспергирования стекол в агрегатах различного типа. Анализ и обобщение причин, вызывающих те или иные виды брака в пеностекле при его производстве, выполнены Э. Крейдлем [207—209], Э. Шульцем [25], М. Хюбшером [126], Л. М. Буттом [11] и др. [3, 210—213].
Известные результаты натурных исследований работы тепловых установок, выполненные под руководством Д. Б. Гинзбурга, относятся лишь к одному технологическому этапу производства пеностекла. Другие вопросы этой технологии в работе не затрагиваются. Некоторые сведения, относящиеся в основном к технологии одностадийного способа производства пеностекла, имеются в работах И. И. Китайгородского с соавторами [116], Л. М. Бутта [11], М. И. Бережковской [17], Э. З. Житомирской [51].
Разнообразие методик, используемых авторами, не позволяет сравнивать результаты различных исследований. Кроме того, проводимые натурные исследования не имели цели комплексного изучения процесса получения пеностекла и выявления причин, сдерживающих дальнейшее развитие производства, а лишь разработку мероприятий, направленных на совершенствование работы обследуемой установки.
Разработанная нами методика натурных исследований позволила получить новые данные о направлениях развития различных процессов и взаимосвязи их с последующими этапами технологии и производства в целом. Основные особенности предлагаемой методики:
- систематичность регистрации изменений в технологии на наиболее важных ее этапах;
- комплексность наблюдаемых изменений технологии и расшифровка их взаимосвязи и взаимообусловленности;
- статистическая обработка экспериментальных данных и результатов работы технологических линий по установленным на заводах регламентам;
- анализ влияния выявленных отклонений на физико-химические свойства пеностекла и взаимосвязь их с составом и условиями синтеза;
- разработка математических моделей исследуемых процессов на основе результатов оптимизированной информации о ходе того или иного процесса.
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ СИНТЕЗЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ
1. Процессы, протекающие при диспергировании силикатных стекол
Диспергирование стекла и газообразователя в сочетании с их одновременным усреднением является важным этапом порошковой технологии производства пеностекла. Наиболее простым, экономичным и вследствие этого распространенным способом является механическое измельчение в шаровых мельницах [1,7, 44].
При определении работы, которую необходимо затратить на диспергирование твердых тел до заданной заранее степени, необходимо учитывать их твердость [214, 215]. Основываясь на высказанных П. А. Ребиндером [216] взглядах о роли поверхностно-активных веществ (ПАВ) в понижении поверхностной твердости некоторых тел, нами сделана попытка уточнить действие некоторых ПАВ на снижение поверхностной твердости стекол.
Эффективность действия ПАВ в процессе диспергирования твердых кристаллических материалов изучалась различными авторами при измельчении кварца, корунда, клинкера. По [41—43], облегчение диспергирования под влиянием адсорбции ПАВ свойственно и аморфным телам, в частности силикатным стеклам. Согласно исследованиям Н. А. Калиновской и П. А. Ребиндера [217], понижение твердости (ΔН) стекла растворами жирных кислот в вазелиновом масле, измеренное на усовершенствованной ими маятниковой склерометрической установке В. Д. Кузнецова [218], снижается в 1,5—3,4 раза и зависит от концентрации ПАВ в диспергируемой смеси. Значительный эффект (снижение твердости в 3,45 раза) обнаружен при добавке к стеклу вазелинового масла с 5% n-масляной кислоты.
Известно также применение растворов камфоры в скипидаре, керосине при сверлении и шлифовании стекла, которые понижают твердость гидрофильного стекла [219—222].
Поскольку пенообразующая смесь готовится из гидрофобных (антрацит, газовая сажа) и гидрофильных (стекло) материалов, обладающих различной полярностью на границе двух фаз, ориентирующиеся молекулы — диполи ПАВ — должны сильнее всего адсорбироваться на поверхности раздела с наибольшей разностью полярностей, т е. на гидрофобном газообразователе (углероде) при адсорбции из водной среды и на гидрофильном (стекле) — при адсорбции из углеводорода.
- 1 •
- 2 •
- 3 •
- 4 •
- 5 •
- 6 •
- 7 •
- 8 •
- 9 •
- 10 •
- 11 •
- 12 •
- 13 •
- 14 •
- 15
- 16 •
- 17 •
- 18 •
- 19 •
- 20 •
- 21 •
- 22 •
- 23 •
- 24 •
- 25 •
- 26 •
- 27 •
- 28 •
- 29 •
- 30
- 31 •
- 32 •
- 33 •
- 34 •
- 35 •
- 36 •
- 37 •
- 38 •
- 39 •
- 40 •
- 41 •
- 42 •
- 43 •
- 44 •
- 45
- 46 •
- 47 •
- 48 •
- 49 •
- 50 •
- 51 •
- 52 •
- 53 •
- 54 •
- 55 •
- 56 •
- 57 •
- 58 •
- 59 •
- 60
- 61 •
- 62 •
- 63 •
- 64 •
- 65 •
- 66 •
- 67 •
- 68 •
- 69 •
- 70 •
- 71 •
- 72 •
- 73 •
- 74 •
- 75 •
- 76