Снижение давления газов в замкнутых ячейках при температуре эксплуатации, так же как и дополнительная подпрессовка пеномассы, способствует снижению коэффициента теплопроводности. По мере снижения разрежения в ячейках с 760 до 500 мм рт. ст. λ пеностекла одинаковой объемной массы незначительно повышается с ростом температуры, что свидетельствует об ослаблении конвективного теплообмена в самом материале. Взаимосвязь теплопроводности и давления газов внутри замкнутых ячеек ранее не учитывалась, и в связи с этим перед технологами не ставилась задача о снижении λ за счет регулирования степени насыщения пеностекла газами.

С повышением влажности пеностекла λ изменяется более сложно, особенно в области отрицательной температуры. Здесь также проявляется влияние разрежения в ячейках, поскольку это связано с локализацией влаги в материале и созданием фронта фазовых превращений влаги. Поэтому при анализе зависимости λ = f(W) следует учитывать не только наличие влаги в материале, но и распределение ее по объему, которое происходит по-разному в зависимости от скорости капиллярного подсоса.

Таким образом, для изученных видов теплофизические свойства пеностекла в широком диапазоне могут регулироваться условиями их получения.

Исследование теплофизических и сорбционных свойств строительного пеностекла показало, что, исходя из действующих СН и П [419, 420], термическое сопротивление обычных конструкций в гражданском и промышленном строительстве обеспечивается при толщине изоляции 50—60 мм. Когда ограждающие конструкции по условиям эксплуатации должны быть комбинированными, толщина изоляционного слоя еще меньше. В связи с этим можно сделать важный в технологическом отношении вывод относительно оптимальной высоты вспенивания пеностекла. В СССР и других странах высота вспениваемых блоков колеблется в пределах 100—200 мм, что с точки зрения технологии нерационально, так как требует дополнительной переработки блоков на пластины меньшей толщины (ЧССР, ГДР, США, Япония и др.), удлинения продолжительности отжига, а в отдельных случаях повторного отжига.

Результаты выполненных нами исследований подтверждают целесообразность производства изоляционного строительного пеностекла непрерывным способом, где процессы вспенивания и отжига наиболее выгодно вести при высоте ленты, равной 50—60 мм.

ГЛАВА VII. СИНТЕЗ СТЕКОЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛА

Известные составы стекол для производства пеностекла расположены в высокоглиноземистой области систем: SiO2— AI2O3 — Fe2O3 — СаО — MgO — R2O [1—3, 7, 11, 25, 36, 48, 52, 60, 88, 92, 98, 115, 119, 127, 138, 140, 143, 153, 207, 224, 237, 267, 281, 359], Si02— AI2O3— Fe2O3 — В2O3 — СаО — MgO — R2O [12, 50, 90, 121, 242, 267, 279, 286, 421—427]. Ряд стекол [286, 428 — 430], не относящихся к указанным системам, используется з производстве различных видов пеностекла со специальными свойствами.

При решении вопросов, связанных с выбором наиболее рационального состава стекла, необходимо учитывать факторы, влияющие на экономику и развитие данного производства. С одной стороны, следует стремиться использовать дешевое щелочесодержащее сырье, облегчающее варку стекла, с другой — пригодное для получения пеностекла высокого качества. В этом отношении среди полезных сырьевых ресурсов заслуживают внимания вулканические водосодержащие стекловидные породы — перлиты, известные в литературе под различными названиями (обсидианы, пехштейны, витрофиры, мареканиты), между которыми существует генетическая связь (табл. 32). Все они являются липоритовой и липорито-дацитовой лавой, представляющей собой стекловидную породу, в которой иногда встречаются участки закристаллизированного стекла и отдельные вкрапления мельчайших кристаллов различных минералов (кварца, полевого шпата и некоторых цветных металлов).

Вулканические стекла Арагацкого (Армянская ССР), Береговского (Западная Украина) и Богопольского (Приморский край) месторождений характеризуются чистотой и мета-стабильным составом основной массы [52]. Наличие в них кристаллизационной воды снижает энергию активации реакций силикатообразования и облегчает процесс варки стекла. Химические составы изученных перлитов и обсидианов близки между собой и содержат (% по массе): SiO2 — 65—75; А12O3 — 10—15; R2О — 2,5—9; окислы железа 0,3—2,5; небольшое количество примесей окислов кальция, магния и 0,3—2,5% воды различной степени связанности.

Перлиты Береговского и Богопольского месторождений содержат несколько большее количество кристаллических включений (5—15%).

Нами изучены и другие щелочесодржащие горные породы, являющиеся отходами горнорудной промышленности, которые по химическому составу близки к вулканическим стеклам (табл. 33). Среди них практический интерес представляют полевошпатовые «хвосты» Каджаранского медно-молибденового комбината АрмССР (до 6% R2О), близкие к ним по составу «хвосты» Белогорского (КазССР), Орловского (Читинская обл.) и Вишневогорского (Челябинская обл.) рудоуправлений (8—12% R2О), продукты переработки апатито-нефелиновых руд завода «Апатит» Мурманской обл. (18,9—20,4% R2О). Эти отходы имеют постоянный химический и минералогический состав, содержат наиболее ценные для стекловарения окислы, ко пока не используются. Данбурит и датолит — отходы Приморского горнохимического комбината — содержат от 16 до 23% В2O3 и являются ценным сырьем для синтеза алюмоборосиликатных стекол.

1. Синтез и исследование свойств стекол в системе SiO2—Аl2O3—Fе2O3—СаО—MgО—Nа2O

Синтез рационального состава стекла для производства пеностекла связан с рядом трудностей. С одной стороны, до . настоящего времени окончательно не сформулированы требования, которые должны предъявляться к стеклу, предназначенному для производства пеностекла, с другой — влияние окислов стекла на отдельные его свойства в многокомпонентной системе ввиду ее сложности недостаточно изучено. Поэтому при проектировании состава стекла в каждом конкретном случае необходимо учитывать свойства, имеющие первостепенное значение. Выше (см. гл. III—VI) было показано, что при определении пригодности стекла того или иного состава критериями оценки могут быть закономерности изменения реологических и кристаллизационных свойств в области между температурой начала спекания стекла и максимума вспенивания пеностекла, химическая устойчивость и содержание окислительных компонентов. Этот принцип оценки был положен в основу при синтезе высокоглиноземистых стекол.

СТРАНИЦЫ: