59. Физико-химические основы производства пеностекла порошковым способом.

физико-химическая основа наиболее распространённого порошкового способа производства ячеистого стекла. Заключается в достижении соответствия между переходом стекла в пластичное состояние и началом активного газообразования.

Качество получаемой поровой структуры предопределяется удельной поверхностью шихты ( в среднем 5000 см/г). Чем больше S_уд, чем больше пористость, тем больше протекают процессы порообразования.

При температуре интенсивного газообразования стекломасса должна характеризоваться достаточной вязкостью для обеспечения неразрывности образующихся перегородок и низким поверхностным натяжением, способствующим уплотнению этих перегородок. Это соответствие зависит от вида порообразователя, его температуры активного газовыделения, химического состава стекломассы, изменения ее реологических характеристик при нагревании.

При вспучивании стекломассы протекают следующие физические процессы:

1. размягчение части стекла при температуре 600°С (характеризуется большой вязкостью массы и отсутствием увеличения объема).

2. спекание частиц (образование стекломассы) при некотором снижении объема (t=600-650°C).

3. начало работы газообразователя с выделением газа за счет прохождения хим. реакций между углеродом и газообразователем либо за счет разложения.

4. бездефектной закрепление – специальный режим охлаждения массы, при котором резко повышают вязкость вспученной стекломассы путём снижения температуры 150-180С, после чего применяется медленный режим охлаждения – отжиг с целью перевода стекла в твердое состояние, не допуская при этом возникновения термических напряжений, которые могут привести к разрушению стекла.

60. Технологическая схема получения пеностекла из стеклянного гранулята.

Стеклянный гранулят и стеклянный бой размалывают, используя шаровые мельницы в смеси с газообразователем (каменный уголь) в тонкий порошок загружают в формы из жароупорной стали с каолиновой обмазкой. Формы на вагонетках и по роликовому конвейеру подают в туннельную печь. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании и разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение (отжиг) способствует равномерному остыванию изделий по объему, поэтому в них не возникают внутренние напряжения и не образуется трещин. Охлажденные изделия распиливают, оправляют на опиловочном оборудовании и упаковывают. В результате данных этапов производства и получаются блоки из пеностекла. Химический состав пеностекла на 100% совпадает с химическим составом классического стекла и включает в себя оксиды кремния, кальция, натрия, магния, алюминия. Газовая среда полностью замкнутых стеклянных ячеек не взаимодействует с атмосферой и представляет собой, в основном, оксиды и соединения углерода. Давление газовой среды в ячейках на порядок ниже атмосферного давления, т.к. процесс вспенивания происходит за счет выделения газов коксом, антрацитом и сажей при температуре порядка 1000°С. Благодаря газообразованию и вспениванию стекла объем стекла увеличивается в 15 раз. Сотовая структура пеностекла, где стенки и узлы ячеек состоят из такого прочного материала, как стекло, обусловили уникальную прочность пеностекла и способность противостоять механическим нагрузкам. Матрица узлов и связей структуры пеностекла представляет собой наиболее оптимальную пространственно-объемную конфигурацию, способную при минимальной плотности выдерживать максимальные нагрузки. Основные параметры ячейки пеностекла характеризуются следующими показателями: при среднем диаметре ячейки 2 000 мкм толщина стенок ячеек варьируется в интервале от 20 до 100 мкм.