Электронная библиотека по теме:

"Производство и применение пеностекла"

Составитель: Калинченкова С.Ю.

Автор: Ф.Шилл
Книга "Пеностекло" стр. 72-76
Время и место издания: Москва, Издательсво литературы по строительству. 1965. 307 с.

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЕНОСТЕКЛА

До тех пор пока стекло удерживается при температуре вспенивания, в нем продолжается процесс вспенивания. Пенообразователь реагирует со стеклом с выделением газов и, кроме того, все время происходит взаимное соединение отдельных ячеек друг с другом, сопровождающееся образованием ячеек с увеличенными размерами. В начале вспенивания, вероятно,. превалирует соединение ячеек над выделением газов и расширением ячеек; позднее преимущество оказывается на стороне расширения ячеек, в результате чего образец пеностекла увеличивается в объеме.

В конце вспенивания выделение газов из пенообразователя под влиянием снижения его концентрации приостанавливается и снова преимущество приобретает процесс взаимного соединения ячеек. В этот момент необходимо прекратить процесс вспенивания, потому что в противном случае продолжалось бы образование ячеек все больших и больших размеров, в то время как блок в целом увеличивал бы свой объем лишь в незначительной степени. При продолжении вспенивания объем блока стал бы даже уменьшаться до тех пор, пока, как это было показано лабораторными испытаниями, от него не остался бы лишь топкий слой расплавленного стекла.

Своевременное прекращение процесса вспенивания и сохранение формы готового блока без видимых и главным образом без неравномерных деформаций осносится к одной из самых трудных фаз всей технологии производства пеностекла. В общем случае этот процесс получил меткое название стабилизации.

Выше было сказано, что процесс вспенивания следует прекращать в то время, когда взаимное соединение ячеек снова начинает превалировать над расширением отдельных ячеек за счет выделения газов. В точном смысле этого слова вышеприведенный принцип применим лишь к периферийным частям блока, тогда, как внутри блока расширение ячеек еще продолжается. Успех правильной и полной стабилизации заключается именно в том, чтобы процесс вспенивания можно было прекратить в тот момент, когда расширение ячеек внешнего слоя блока уже приостановилось, однако блок в целом еще находится под действием значительного избыточного давления со стороны его внутренней части. Ее ли процесс вспенивания прекратить в этот момент достаточно быстро и охладить поверхность блока до достаточно низкой температуры, то поверхностная корка блока затвердеет и в виде своеобразного панциря замкнет внутренние части блока, в которых еще имеется значительное избыточное давление. После этого можно выравнять температуру во всем блоке до такой величины, при которой уже не может происходить заметных температурных деформаций стекла, а блок сохраняет свою первоначальную форму. Выделение газов во внутренних частях блока после снижения температуры постепенно приостанавливается, и из печи для вспенивания блок выходит уже практически в состоянии выравненного давления. В отжигательной печи при дальнейшем охлаждении наступает необходимое снижение давления газов в отдельных ячейках, так что готовое отожженное пеностекло характеризуется значительным разрежением в ячейках, составляющим 1/3 атмосферы.

Стабилизация пеностекла является весьма деликатной, операцией. Если процесс вспенивания не будет прекращен вовремя, то образуется пеностекло с неравномерными порами, а частично и со связанными каналами. Если при прекращении процесса вспенивания из блока не будет отведено достаточное количество тепла, то поверхностная корка блока нагреется за счет тепла, аккумулированного внутри блока; снова до такой температуры, когда стекло начинает размягчаться. При последующем сжатии газов в ячейках усадка блока протекает весьма неравномерно и при этом обычна под крышкой или у дна образуются чашеобразные углубления. Эта неравномерная усадка при неблагоприятных обстоятельствах может достигнуть весьма значительных размеров, проникать на глубину 20—25 мм ниже плоскости крышки формы, достигая 15—20% от объема всего блока (рис. 27). Этим уменьшается не только объем готового пеностекла, но; и в результате деформации ячеек внутри блока ухудшается качество пеностекла, прежде всего повышается его объемный вес.

Неравномерная усадка блока происходит также и в том случае, когда процесс вспенивания прекращается позднее, чем это требовалось. В этом случае уже после незначительного снижения температуры, еще перед затвердеванием поверхностного слоя, выделение газов внутри блока прекращается и сразу же наступает термическое сжатие газов, имеющее своим следствием усадку всего блока в целом. В некоторых случаях и при своевременном прекращении процесса вспенивания и при достаточном отводе тепла из блока внешний его слой не охлаждается в нужной степени (т. е. относительное охлаждение поверхности меньше, но зато оно распространяется на большую глубину).

Стабилизация готового пеностекла становится тем более затруднительной, чем более низкий объемный вес оно имеет, а при постоянном объемном весе — чем больше будут размеры ячеек пеностекла и главным образом, чем более тонкими будут стенки ячеек. Результаты испытаний показывают, что до величины объемного веса 200—250 кг/,и3 стабилизация пеностекла не представляет никаких особых трудностей. При объемном весе ниже 120 кг/м3 стабилизация может быть осуществлена лишь с очень большим водопоглощением, пеностекло со связанными каналами, естественно, стабилизируется намного легче, чем пеностекло с замкнутыми порами. Наконец, у стопроцентного губчатого стекла о стабилизации в вышеприведенном смысле этого слова нельзя и говорить. Стекла с более длинным рабочим интервалом (стекла, твердеющие в более широком температурном интервале) стабилизируются хуже, чем более короткие стекла. Очень длинные стекла почти нельзя стабилизировать, усадка у них доходит до 50% их общего объема.