25899

بررسي و ساخت شيشه هاي فومي با توزيع تخلخل شيب دار

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- سراميك

1398

1400/8/30

بيژن افتخاري يكتا - امير غفاري

مهندسي مواد و متالورژي

فوم شيشه ماده ي متخلخل عايقي است كه به عنوان مصالح ساختماني و به منظور عايق حرارت و صوت در ساخت بناها و صنايع پتروشيمي، نفت و گاز كاربرد دارد. در اين پژوهش، امكان ساخت فوم شيشه با توزيع تخلخل كنترل شده، با استفاده از كربنات كلسيم و دولوميت به عنوان ماده هاي فوم زا از شيشه ي بازيافتي سديم-كلسيم سيليكاتي (سودالايم) بررسي شد. در آزمايش هاي انجام شده با روش فرآيند پودري، پودر شيشه سودالايم به همراه wt.% 12-1 از هر فوم زا و wt.% 5/0 چسب نشاسته، تركيب و نمونه هاي استوانه اي شكل توسط دستگاه پرس سرد هيدروليك با فشار MPa15 ساخته شدند. با استفاده از تحليل نتايج آناليز حرارتي افتراقي همزمان (STA) و مشاهدات مستقيم صورت گرفته در كوره، نمونه هاي پرس شده تا دماهاي ˚C 780، 750 و730 و با زمان هاي نگهداري متفاوت 5، 15 و 30 دقيقه، پخت شدند. تأثير نوع و مقدار فوم زا و شرايط عمليات حرارتي از نظر دما و زمان فوم زايي، بر ميزان و توزيع تخلخل، درصد جذب آب، چگالي، ريزساختار، فازهاي بلوري و استحكام فشاري نمونه ها بررسي شد. با مقايسه ي نتايج حاصله، شرايط بهينه انتخاب و محصولات نهايي با كاربرد به عنوان كاشي فوم شيشه ساخته و بررسي شدند؛ فوم شيشه هايي كه داراي توزيع تخلخل شيب دار بوده و از ريختن تركيبات داراي مقادير متفاوت فوم زا به صورت لايه‌اي روي يكديگر و اعمال فشار MPa15 ساخته شدند. در نهايت، با در نظر گرفتن همه ي خواص به دست آمده از نمونه هاي نهايي و توجه بيشتر بر چگالي توده اي كم تر و توزيع تخلخل يكنواخت تر در نمونه هاي حاصله، نمونه هاي ساخته شده با تركيب لايه اي 0، 2، 4 و wt.% 5 كربنات كلسيم به همراه wt.% 5/0 چسب نشاسته و پخته شده در دماي فوم زايي ˚C730 به مدت 30 دقيقه، با چگالي توده اي (3g/cm) 04/0±63/0 و همين تركيب لايه اي و شرايط عمليات حرارتي براي نمونه هاي داراي فوم زاي دولوميت، با چگالي توده اي (3g/cm) 07/0±69/0، به عنوان بهترين نمونه هاي اين پژوهش انتخاب شدند.

1400/10/28

Investigation and Fabrication of Foam glasses with Gradient Porosity Distribution

11/21/2022 12:00:00 AM

Foam glass is a porous insulation material that is used as a building material and for heat and sound insulation in the construction of buildings and petrochemical, oil and gas industries. In this study, the possibility of making foam glass with controlled porosity distribution, using calcium carbonate and dolomite as foaming agents from recycled sodium-calcium silicate glass (soda lime) was investigated. In these experiments, soda-lime glass powder with 1–12 %wt. of each foaming agent and 0.5 %wt. starch adhesive was mixed and cylindrical samples were made using a hydraulic cold press with a pressure of 15 Mpa. Due to the results of simultaneous differential thermal analysis (STA) and direct observations made in the furnace, the pressed samples were heated at foaming temperatures of 780, 750, and 730 °C and at different foaming times of 5, 15, and 30 minutes. The effect of type and amount of foaming agent and heat treatment conditions in terms of temperature and foaming time on porosity and its distribution, water absorption percentage, density, microstructure, crystalline phases, and compressive strength of the samples were investigated. By comparing the results, the optimal conditions selected and final products with the application of foam glass tile were fabricated and evaluated; foam glass with a gradient porosity distribution was made by pouring compounds with different amounts of foaming agents into each other in layers and applying a pressure of 15 MPa. At last, taking into account all the properties obtained from the final samples and paying more attention to lower bulk density and more uniform porosity distribution in the final samples, samples made of layered compositions of 0, 2, 4, and 5 %wt. carbonate calcium with 0.5 %wt. starch adhesive and cooked at foaming temperature of 730 °C for 30 minutes, with a bulk density of 0.63± 0.04 (g/cm3) and the same layer composition and heat treatment conditions for samples with dolomite foaming agent, with a bulk density of 0.69± 0.07 (g/cm3), were selected as the best samples of this study.