Основные направления снижения себестоимости пеностекла и повышения его качества
Между тем качество плит, предназначенных для изоляции стационарных холодильников, панелей, наружных стен и других ответственных элементов зданий, значительно уступает блокам пеностекла, которые более долговечны и имеют меньшую объемную массу (150— 200 кг/м3 против 300—350 кг/м3 для жестких минерало-ватных плит). Себестоимость пеностекла по произведенным расчетам при объеме производства 50 тыс. м3 в год и наличии благоприятной топливной базы (природный газ) может быть доведена до 22—23 руб. за 1 м3, т. е. ниже уровня себестоимости 1 м3 жестких минераловатных плит.

Менделеев в строительстве
В Киевском НИИСМИ Е. М, Каленов и Т. Т. Троцко провели исследования по получению пеностекла из легкоплавких спондиловых глин Украины. Высокое содержание СаО (до 30%) и Fe2О3 (до 5%) обеспечило низкую температуру получения из них расплава. Полученные в вагранке стекла гранулировали в проточной холодной воде, после чего гранулят с добавкой 1—2% кокса или мела измельчался в шаровой мельнице. Пенообразующая смесь вспенивалась в формах при температуре 1100—1150°С. При удовлетворительных свойствах пеностекла (г= 180—600 кг/м3 и #сж=13—117 кГ/см2) полученные стекла не применяются в промышленности также из-за повышенных температур вспенивания.

Применение горных пород в строительстве
Как видно из обзора работ, применение глин, даже легкоплавких, значительно повышает температуру вспенивания пеностекла, что нежелательно при вспенивании в металлических формах. По-видимому, глины, как и некоторые другие горные породы, пригодны для производства пеностекла лишь в том случае, когда по технологии предусматривается вспенивание без форм. В этом случае следует большее внимание сосредоточивать на подборе реологических свойств расплавов, полученных на их основе.

Китайгородский исследовал
И. И. Китайгородский исследовал пригодность для стекловарения вулканического пепла Нальчика следующего состава (% по массе): SiO2 — 72,06; А1203 — 11,7—14,4; Fe203 — 0,8—1,10; СаО — 1,46—3,39; MgO — 0,09—0,54; KsO — 5,16—5,53; Na20 — 1,56—3,83; п.п.п.— 1,2—3,02. При добавке к этой породе 10—15% отходов стекла получались изделия удовлетворительного качества. Примерно аналогичные по составу стекла были получены И. И. Китайгородским на основе озерной глины Белоруссии. Шихта для варки стекла состояла из 93% глины и 13% Ыа^СОэ. Эти стекла были рекомендованы для изготовления марблитового строительного стекла.

О выборе рационального состава стекла
Несмотря на то, что нефелиновый концентрат довольно прочно вошел в практику стекловарения, систематизированные исследования применения его для варки высокоглиноземистых стекол, пригодных для производства пеностекла, у нас почти не проводились. Использование этого вида сырья для производства пеностекла не только позволяет экономить традиционное щелочное сырье, являющееся дефицитным и дорогостоящим, но и открывает перспективу увеличения объемов производства пеностекла, развитие которого сдерживается в основном из-за недостатка кальцинированной соды.

Сведения об изменении области стеклообразования
В работе С. Г. Тресвятского отмечается, что добавки окислов трехвалентных силикатов тормозят кристаллизацию пеностекла. По данным Ф. Шилла , замена 1—2 мол.% Si02 на окись алюминия снижает склонность стекла к кристаллизации, сдвигает максимум кристаллизации в область более высоких температур. Сведения об изменении области стеклообразования и кристаллизации в системе S1O2—AI2O3—СаО—ЫагО в зависимости от количественного изменения окислов приводятся и в других работах.

Пузырьки газа или посторонние частицы
Таким образом, видно, что влияние рассмотренных выше факторов на активизацию процесса кристаллизации в мелкодисперсных силикатных средах является бесспорным. По нашему мнению, еще большее влияние оказывает существование на поверхности неоднородностей, способных действовать в качестве катализаторов зародышеобразования. Этими неоднородностями могут быть либо частицы пыли, каталитическая способность которых зависит от степени сродства по кристаллической структуре с образующейся кристаллической фазой, либо мельчайшие царапины или дефекты на поверхности элементарных частиц стекла. Пузырьки газа или посторонние частицы (загрязнения) внутри стекла также, способны ускорять расстекловывание в прилегающих к ним областях.

Кристаллизационную способность глазурных стекол
Таким образом, в случае с малыми катионами переход к упорядоченной кристаллической структуре осуществляется легче. Отсюда можно заключить, что из окислов щелочноземельных металлов окись кальция ослабит кристаллизацию, так как она имеет более слабое магнитное поле, чем окись магния. Ю. Г. Штейнберг,  исследуя кристаллизационную способность глазурных стекол и майолики, подтвердила гипотезу, выдвинутую Н. В. Беловым, дополнив ее тем, что наиболее благоприятным условием является сочетание крупных катионов с мелкими в определенной пропорции.

Авторы и исследователи о строительстве
По данным М. И. Некрича и И. В. Боровикова , стекла, сваренные с применением щелочных шлаков, превосходят по химической стойкости стекла близкого состава, сваренные из чистых материалов, так как содержат примерно 3% МпО. Однако, согласно работе А. И. Жилина и А. К. Подиогина , МпО увеличивает скорость образования центров кристаллизации. Оптимальная температура кристаллизации снижается с увеличением содержания МпО. О. В. Мазурин и Г. Т. Петровский также отмечают, что при повторном нагреве ч марганецсодержащих стекол на граиице раздела двух фаз (стекло—воздух) происходит кристаллизация окислов марганца, которые покрывают поверхность раздела тонкой пленкой.

Влияние различных катионов
Г. Дингволлом и X. Мором было показано, что влияние различных катионов на вязкость стекла связано с радиусом и координационным числом катиона. При замене в натрий-кальций-силикатном стекле ионов Si+4 на одно- и двухвалентные ионы вязкость стекла уменьшается по мере увеличения радиуса катиона. Однако увеличение радиуса может привести к увеличению координационного числа катиона, что вызовет сильное увеличение вязкости стекла. К такому же выводу пришли У. Уэйл и Е. Марбо, О. В. Мазурин и Г. Т. Петровский. Неожиданным в работе Г. Дингволла и X. Мора оказался вывод о том, что действие иона на вязкость не связано с зарядом иона (ионы Na+ и К+ уменьшают вязкость так же, как близкие по размерам ноны Cd+2 и Ва+2).

Исследование свойств высокоглиноземистых стекол и структуры пеностекла на их основе
Из рассмотренных выше работ следует, что при синтезе новых стекол,   пригодных   для   производства пеностекла, необходимо выбирать такие окислы, которые, входя в состав стекла, улучшают его свойства применительно к порошковой технологии, а также входят в состав недефицитного сырья. В связи с этим система Si02—А1203—Fe203—CaO—MgO—Na20—К20, наиболее полно отражающая состав большинства щелочьсодер-жащих горных пород и отходов производства, и была нами принята для исследований.