Изделия из жидкого стекла

Изделия из жидкого стекла используются широко в строительстве в качестве теплоизоляции различных строительных конструкций и деталей.

Теплоизоляционные изделия из жидкого стекла получают за счет термовспучивания или вспучивания в результате химического взаимодействия жидкого стекла со специальными веществами, вводимыми в сырьевую смесь. Жидкостекольные теплоизоляционные изделия выпускают в виде зернистых теплоизоляционных засыпок, омоноличенных связующим ( композиционные).

Зернистые материалы в зависимости от гранулометрического состава разделяются на крупнозернистые ( называемые стеклопором) с размером зерен более 5 мм и мелкозернистые ( силипор)-0,01…5 мм. Композиционные материалы, изготовляемые на основе зернистых продуктов в зависимости от степени заполнения межзерновой пустотности связующими веществами делятся на материалы с контактным и объемным омоноличиванием.

Особой формой композиционных материалов являются сотопластовые материалы, представляющие собой сотопластовый каркас из бумаги или ткани, пропитанной специальными растворами  и заполненные мелкодисперсным зерновым материалом из вспученного жидкого стекла, например селипором.

Производство вспученных жидкостекольных материалов включает следующие операции: приготовление смеси раствора жидкого стекла с технологическими добавками, частичная дегидратация полученной смеси, диспергирование ( грануляция) смеси и вспучивание гранулята. Сырьем для производства вспученных жидкостекольных материалов служат натриевое жидкое стекло, тонкомолотые минеральные наполнители и специальные добавки.

Назначение  тонкомолотых минеральных наполнителей -отощение жидкостекольной смеси, необходимое для достижения оптимальных реологических характеристик смеси и повышения прочности материала. Отощающими добавками служат разнообразные тонкомолотые минеральные наполнители: мел, известковая мука, тальк, молотый песок, каолин, асбестовая пыль, зола.

Специальные добавки предназначены для направленного регулирования эксплуатационных свойств материала. Специальные добавки в зависимости от эффекта, оказываемого ими на свойства вспученных материалов, делятся на упрочняющие, гидрофобизирующие, повышающие водостойкость и вспучивание материала.

Сущность процесса изготовления большинства вспученных жидкостекольных материалов заключается в получении гранулированного полуфабриката ( бисерного стеклопора) и последующего его низкотемпературного вспучивания. В производстве силипора грануляция жидкостекольной смеси осуществляется путем распыления в башенной сушилке. В этом случае грануляция и вспучивание совмещаются в одной операции. Низкая температура вспучивания ( 500 °С) и средняя плотность жидкостекольных материалов отличает их от других обжиговых минеральных материалов.

Секлосиликат

Стеклосиликат получают на основе связующего -жидкого стекла. Различают три разновидности этого материала:

◊ Гранулы стеклопора, омоноличенные контактным способом щелочными силикатами;

◊  Обжиговый стеклосиликат, получаемый вспучиванием жидкостекольной связки;

◊  Стеклосиликат получаемый заливкой самовспенивающейся композиции на основе жидкого стекла, отверждение которого происходит при нормальных температурах.

Стеклофосфогель

Стеклофосфогель получают аналогично обжиговому стеклосиликату. При его изготовлении используют смесь жидкого стекла, ортофосфорной кислоты и измельченного стеклопора. После приготовления смесь загружают в формы, снабженные крышками.

Стеклоцемент

Стеклоцемент это крупнопористый теплоизоляционный материал. Технология его получения заключается в перемешивании гранул стеклопора с цементным молоком, естественном твердении и сушке изделий. Для изготовления стеклоцемента используют высокомарочные быстротвердеющие цементы ( БТЦ, ОБТЦ) а также гипсоцементно-пуцолановые вяжущие.

Изделия на основе полимерных связующих

В промышленности широко применяют вспученный стеклопор для изготовления наполненных пенопластов. Эффективность введения вспученного стеклопора в состав газонаполнительных пластмасс заключается в повышении их прочностных показателей, уменьшении деформативности и усадочных явлений, повышении термической стойкости и что особенно важно, огнестойкости а также в большинстве случаев в уменьшении расхода полимерных компонентов связующих.

Приводятся характеристики некоторых основных видов наполненных стеклопором пенопластов, производство которых освоенно промышленностью. Стеклофенопласт ФСП изготовляют на основе фенолоспиртов 50…85%-ной концентрации. Введение стеклопора в состав фенольного пенопласта ФСП позволило при сохранении расхода полимера повысить его прочность с 0,1 до 0,3 МПа.

Модификация полимерной композиции разбавителями позволила уменьшить расход фенолоспиртов при изготовлении стеклофенопласта. Использование стеклопора позволило также получить наполненный фенольный пенопласт на дешевых 50% фенолоспиртах.

Стеклобитум

Стеклобитум изготовляют из стеклопора и битумов марок БН-IV и БН-V. В отличие от перлитобитумных изделий стеклобитум характеризуется на 50 % меньшим расходом битума. При получении стеклобитума практически не требуется запрессовки изделий в результате чего на 1 м³ изделий расходуется всего 1,05 …1,1 м³ вспученного стеклопора.

Стеклопенокарбамид

Стеклопенокарбамид готовят на основе мочевиноформальдегидных смол( пердпочтительно УКС). В отличие от заливочных пенопластов при его изготовлении вначале из смолы приготовляют пеномассу, которая затем заполняет межзерновые пустоты вспученного стеклопора. Достоинство этого материала перед традиционными карбамидными пенопластами -значительное уменьшении усадочных деформаций при существенном повышении жесткости и прочности.

Стеклопенополиуретан

Наибольший технико-экономический эффект от введения стеклопора в заливочные пенопласты получают в производстве пенополиуретановых материалов. Эффективность использования вспученного стеклопора в этом случае слагается из трех показателей:

◊ Стеклопенополиуретан с плотностью 60 кг /м³ имеет на 10…15 % большую прочность, чем ненаполненный пенополиуретан.

◊ Такой материал получают при 10…25 % -ной экономии дорогостоящего и дефицитного сырья.

◊  Стеклопенополиуретан в отличие от пенополиуретана, относящегося к группе горючих материалов имеет высокую огнестойкость  и отнесен к группе трудносгорающих материалов. Применение мелкой фракции стеклопора и термопластичных смол позволило получить материалы с высокими физико-механическими свойствами. При средней плотности стеклопенопласта 100…180 кг /м³ его прочность при сжатии равна 0,7…1,0 МПа. Свойства жидкостекольных изделий приведены в таблицу-1.

Таблица-1. Характеристики изделий на основе стеклопора