Пеностекло: особенности производства

В современном мире можно выделить пеностекло, изготовленное на основе неорганического стекла. Ряд уникальных особенностей делает его многофункциональным материалом, пригодным как для внутренней, так и для внешней теплоизоляции и звукоизоляции зданий.
Пеностекло – это теплоизоляционный материал, представляющий собой вспененную стекломассу. Также, один из наиболее эффективных материалов, применяемых для теплоизоляции зданий. Однако технология производства пеностекла связана с термообработкой, которая, в свою очередь потребляет огромное количество энергоресурсов. На мировом рынке лидером и монополистом в сфере производства пеностекла является компания «Pittsburgh Coming Corp.» Цена материала, производимого дочерним предприятием фирмы в Бельгии, составляет 450 USD/м3. И выше.
Главное при изготовлении пеностекла это получить материал, равномерно пронизанный порами одинакового диаметра.
Традиционным способом изготовления стекла является удаление из стекломассы всех видимых газовых включений, а при изготовлении пеностекла преследуется обратная цель – получить стекломассу с возможно большим количеством пор, заполненных газом.
Некоторые исследователи изучают холодный способ получения пеностекла из стекольных суспензий, но полученных результатов явно недостаточно для освоения технологии в промышленном масштабе. Поэтому основным способом производства пеностекла, обеспечивающим получение равномерной заданной структуры, следует считать так называемый порошковый способ.
Порошковый способ дает возможность получать пеностекло с различной структурой и свойствами в зависимости от зернового состава порошков, вида и количества газообразователя, температуры и продолжительности процесса спекания.
Для получения пеностекла применяют мелкозернистый порошок. Чем меньше размер зерен спекаемого материала, тем равномерней структура пеностекла. Мелкозернистый порошок позволяет получать материал с малым объемным весом, низким коэффициентом теплопроводности и большой механической прочностью. На практике применяют порошок, тонкость помола которого определяется полным прохождением сквозь сито с 2500 – 6400 отв./см2.
Повышение до известного предела содержания газообразователя в шихте и, следовательно, увеличение газовой фазы при нагреве материала приводят к уменьшению объемного веса пеностекла. Однако при этом, как правило, увеличивается диаметр пор.
При введении газообразователя в количестве более 3-5% по массе получается пеностекло с неравномерной крупнопористой структурой из-за высоких давлений, развиваемых газовой фазой при нагревании.
Пеностекольную массу спекают чаще всего при температуре 750-850°С: чем выше температура спекания, тем меньше объемный вес материала. В зависимости от продолжительности процесса изменяется объемный вес пеностекла (при одной и той же температуре): чем длительней процесс, тем меньше объемный вес пеностекла.
Существенную роль в процессе производства пеностекла играет регулирование режимов термообработки. Актуальным является моделирование динамики процесса порообразования на стадиях плавления исходного сырья и формирования пористой структуры материала. Стоит отметить, что при моделировании данных процессов появляется возможность регулировать теплофизические и другие эксплуатационные свойства пеностекла еще на стадии проектирования.