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:

Обработка результатов

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:

  1. систематичность регистрации изменений в технологии на наиболее важных ее этапах;
  2. комплексность наблюдаемых изменений технологии и расшифровка их взаимосвязи и взаимообусловленности;
  3. статистическая обработка экспериментальных данных и результатов работы технологических линий по установленным на заводах регламентам;
  4. анализ влияния выявленных отклонений на физико-химические свойства пеностекла и взаимосвязь их с составом и условиями синтеза;
  5. 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.

СТРАНИЦЫ: