Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий

 

1. СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая вспученный ггерлитовый песок , водорастворимый силикат натрия, алКилсиликонат натрия, ортофосфорную кислоту и воду, отличающая с я тем, что, с целью повьнвения прочности при изгибе при сохранении объемной массы и водостойкости, она дополнительно содержит гидравлически активный силикатный наполнитель и костру или солому при следующем соотношении компонентов, мас.%: Вспученный перлитовый песок5-11 Водорастворимый си- . ликат натрия 3,4-15.6 Алкилсиликонат натрия 0,2-0,8 Ортофосфорная кислота0,2-0,8 Вода19-25 Гидравлически активный силикатный наполнитель 30-44 -, Костра или солома 2,8-37,2 ,2, Сырьевая смесь по п„ 1, о т W личаюи1аяся тем, что в качестве гидравлически активного иликатного наполнителя она содержит молотую перлитовую породу или золу .унос ТЭС. to 4 О (

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН, SU 1020409

ЗСЯ) С 0" В "3/00; С 04 В 43/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

i/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (53) 666. 3. 018. 4 (088 . 8) (21) 3376528/29-.33 (22) 05. 01.82 (46) 30.05.83. Бюл. И 20 (72) С П. Хайнер, Е.И. Асауляк, А.Н. Иосина и В.А. Огонъянц (7-1) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт строительных нонструкций им..В.А. Кучеренко (54) (57) 1. СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГО"

ТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая вспученный перлитовый песок, водорастворимый силикат натрия, алкилсиликонат натрия, ортофосфорную кислоту и воду, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, .с целью повышения прочности при изгибе при сохранении объемной массы и водостойкости, она дополнительно содержит гидравлически активный силикатный наполнитель и костру или солому при следующем соотнонении компонентов, мас.3:

Вспученный перлитовый песок $" 11

Водорастворимый силикат натрия 8,4-15,6

Алкилсиликонат натрия . 0,2-0,8

Ортофосфорная кислота 0,2-0,8

Вода 19"25

Гидравлически активный силикатный наполнитель 30-44

Костра или солома 2,8-37,2

2. Сырьевая смесь по и. 1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве гидравлически активного силикатного наполнителя она содержит молотую перлитовую породу или золуунос ТЭС.

1020409

8,4-15,6 рия

Алкилсиликонат

0,2-0,8

7-14

1,5-3

45 Ортофосфорная кислота частично нейтрализуется в результате взаимодействия со щелочными окислами, содержащимися во вспученном перлитовом песке, и равномерно распределяется

50 по йоверхности этих материалов.

При последующем перемешивании смеси гидравлически активного силикатного наполнителя, вспученного перлитового песка и ортофосфорной кислоты с жидким стеклом коагуляция последнего с образованием сипикагеля про55 текает замедленно и равномерно по всему объему изделия, что способствует повышению прочности.

Изобретение относится к производ1ству строительных материалов, предназначенных для теплоизоляции строительных конструкций.

Известен состав для изготовления теплоизоляционных изделий, включающий отходы сельскохозяйственного производства (костру или солому ), раствор силиката натрия (жидкое стекло ) эолу-унос ТЭГ, соду, кремнефтористоводородную кислоту. алкилсиликонат натрия и воду при следующем соотношении компонентов. мас.Ф:

Костра или солома 8-50

Зола — унос ТЭС 18-35 .Раствор-силиката натрия 503-ной кон. центрации 16-30

Кремнефтористоводородная кислота

Сода

Алкилсиликонат натрия 1 5 2:

Вода 6-8

Недостатком данного состава является то, что иэделия из него имеют сравнительно невысокую водостойкость, так как отсутствует достаточно полное связывание жидкого стекла в нерастворимое соединение.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая вспученный перлитовый песок, жидкое стекло, экстракционную фосфорную кислоту, алкилсиликонат натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Вспученный перлитовый песок 30-65

Жидкое стекло с влажностью 553 30-55

Экстракционная фосфорная кислота с содержанием 303 Р 05 2,5-10

Алкилсиликонат натрия 30/-нои концентрации 1,0-10

Вода (caepx 1001 ) 5-30

Изделия иэ известной смеси — водостойкие, однако имеют невысокую прочность при изгибе.

Цель изобретения - повышение прочности при изгибе при сохранении объемной массы и водостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь, включающая вспученный перлитовый песок, водорастворимый силикат натрия, алкилсиликонат натрия, ортофосфорную кислоту и воду, дополнительно содержит гидравлически активный силикатный наполнитель и костру или солому при следующем соотношении компонентов, мас."-,.

Вспученный перлитовый песок 5 11

Водорастворимый силикат натнатрия

Ортофосфорная кислота 0,2-0,8

Вода 19 25

20 Гидравлически активный силикатный наполнитель 30-44

Костра или солома 2,8-37,2

Введение гидравлически активно25 го силикатного наполнителя и ортофосфорной кислоты способствует замедленной коагуляции жидкого стекла с образованием силикагеля, что улучшает сцепление костры или соломы с вяжущим в изделии и повышает прочность изделия при изгибе.

Водостойкость сохраняется достаточно высокой благодаря образованию при взаимодействии силиката натрия, 35 гидравлически активного силикатного наполнителя и вспученного перлитового песка в процессе термообработки нерастворимых высокомодульных стекол.

Содержание в сырьевой смеси водорастворимого силиката натрия, алкилсиликоната натрия и ортофосфорной кислоты указано в пересчете на сухое вещество.

409

4 увеличение свыше 37,2/ ведет к существенному утяжелению иэделий и соответственно к ухудшению теплоизоляционных свойств.

Размеры волокон костры или соломы выбирают из условия, чтобы волокна оказывали значительное армирующее действие при сравнительно невысокой влажности массы. Оптимальные размеры волокон: толщина 0,05-3 мм, длина 550 мм.

При длине волокон менее 5 мм армирующее действие их уменьшается из-эа того, что волокна недостаточно перекрывают друг друга, при длине более

50 мм в процессе перемешивания волокна комкуются, что уменьшает их армирующее действие.

При толщине волокон более 3 мм сцепление волокон с массой уменьшается из-за уменьшения поверхности волокна к его объему, а при толщине менее 0,05 мм значительно увеличивается водопотребность массы, в процессе перемешивания волокна соединяются в комки, часть поверхности волокон остается не покрытой вяжущим, что ведет к снижению прочности изделий.

Введение менее 0,2 алкилсиликоната натрия не обеспечивает гидрофобиэацию иэделий и повышение их водостой" кости, введение его свыше 0,8i нецеле. сообразно, так как слабо уменьшается водопоглощение изделий и не увеличивается их водостойкость.

Расход воды в пределах 19-25/, обеспечивает необходимые технологические процессы: формование и сушку.

Пример 1. 2,4 мас.3 раствора силиката натрия плотностью.

1,32 г/см перемешивают. с 0,05> раствора алкилсиликоната натрия. 9> вспученного перлитового песка перемеши" вают с 12 молотой перлитовой породы и 0,05/ ортофосфорной кислоты. 3атем смесь водорастворимого силиката натрия с алкилсиликонатом натрия и смесь вспученного перлитового песка с кислотой перемешивают между собой.

Растворы силиката натрия, .алкилсиликоната натрия и ортофосфорной кислоты должны содержать такое коли- . чество воды, чтобы ее содержание в смеси составило 9r„-.

Параллельно смешивают 37,23 костры с 185; молотой перлитовой породы и 0,15> ортофосфорной кислоты, а затем с раствором, содержащим 0,151 алкилсиликоната натрия и 6 водорастУменьшение расхода заполнителя растительного происхождения, играющего роль арматуры, менее 2,8i ведет к снижению прочности при изгибе, а

55 з 1020

В процессе термообработки силикат натрия взаимодействует с гидравлически активным силикатным наполнителем, в результате чего силикат натрия переходит в нерастворимое состояние.

При введении вспученного перлитового песка менее 5i существенно увеличивается объемная масса изделий и, кроме того, количество фазы, реагирующей с силикатом натрия при термообработке, является недостаточным для придания изделиям водостойкости,а при введении его свыше 11 мас.3 значительно снижается прочность изделий.

Если содержание гидравлически ак" тивного силикатного наполнителя составляет менее 30/, то количество клея, состоящего из раствора силиката натрия и указанной добавки, является недостаточным для обволакива20 ния заполнителя растительного происхождения и прочного закрепления его в материале, а если содержание наполнителя составляет более 44, то объемная масса материала существенно

25 возрастает и ухудшаются теплоизолирующие свойства изделия.

Содержание водорастворимого силиката натрия, являющегося основным компонентом вяж.щего, менее 8,43 недостаточно для йрочного связывания эе О рен перлита и легкого заполнителя, а увеличение содержания водорастворимого силиката натрия свыше 15,61 мало увеличивает прочность при изгибе, однако существенно снижает водостойкость иэделий, так как избыток жидкого стекла не реагирует с гидравлически активным силикатным наполнителем и остается в свободном состоянии.

При содержании ортофосфорной кис- 4О лоты менее 0,21 происходит значительная нейтрализация ее в процессе перемешивания со вспученным перлитовым песком, в результате чего кислота слабо связывается в процессе коагуляции жидкого стекла и не способствует увеличению прочности при изгибе. Увеличение содержания ортофосфорной кислоты свыше 0,8/ ведет к слишком быстрой коагуляции раствора силиката нат"50 рия, которая протекает до формования, что ведет к снижению клеющей способности силиката натрия и прочности изделий при изгибе

10204

20 воримого силиката натрия, при этом компоненты растворяют таким образом, чтобы содержание воды в смеси составляло 10 . После этого перемешивают все компоненты сырьевой смеси, и из готовой смеси формует изделия. Изделия прессуют под давлением 1,2 МПа при температуре плит пресса 150 С и подсушивают при 190 С.

Пример ?. 4 мас.3 раствора 10 силиката натрия плотностью,32 г/см

3 перемешивают с 0,23 раствора алкилсиликоната натрия 303-ной концентрации

8 мас.3 вспученного перлитового песка перемешивают с 15 молотой перлитовой породы и 0,23 ортофосфорной кислоты 30 -ной концентрации.3атем подкисленную смесь вспученного перлитового песка и молотой перлитовой породы перемешивают со смесью растворов силиката и алкилсиликоната натрия.

Параллельно 203 соломы перемешивают с 22% молотой перлитовой породы и 0,3 303-ного раствора ортофосфорной кислоты,а 83 раствора силиката натрия плотностью 1,32 г/см перемешивают с 0,33 303-ного раствора алкилсили. каната натрия. Затем подкисленную

30 смесь соломы с перлитовой породой перемешивают со смесью силиката и алкилсиликоната натрия.

Полученные смеси, содержащие вспученный перлитовый песок и солому, перемешивают между собой. Общее содержание воды путем дополнительного увлажнения или подсушивания доводят до 22 Ä

Смесь уплотняют под давлением 1,2 МПа о и при температуре плит пресса 150 С и подсушивают при l90 С. î

П р и и е р 3. 9 мас. раствора силиката натрия плотностью 1,32 г/смэ перемешивают с 0,33 раствора алкилсиликоната.натрия 301-ной концентрации. 113 вспученного перлитового песка перемешивают с 20 молотой перлитовой породы,а затеи с 0,33 ортофосфорной кислоты. Затем смешанный раствор силиката натрия и алкилсиликоната натрия перемешивают с подкислен- 50 ной смесью вспученного перлитового песка и молотой перлитовой породы. Параллельно 2,8 костры перемешивает с 244 молотой перлитовой породы и

0,5/ ортофосфорной кислоты, а 6,63 раствора силиката натрия плотностью

1,32 г/см перемешивают с 30 -ным раствором алкилсиликоната натрия в количестве 0,5, после чего подкислен

09 6 ную смесь костры с молотой перлитовой породой перемешивают с раствором, содержащим силикат натрия и алкилсиликонат натрия. Перемешивают смесь, содержащую вспученный перлитовый песок, со смесью, содержащей костру.

Общее содержание воды путем дополнительного увлажнения или подсушивания доводят до 253. Изделия прессуют при давлении 1,2 ИПа и температуре плит пресса 250 С и подсушивают при 190 С.

П р и и е р 4. 2,4l раствора силиката натрия плотностью 1,32 г/см 3 перемешивают с 0,05 раствора алкилсиликоната натрия, затеи 5/ вспученного перлитового песка перемешивают с 12 золо-унос ТЭС и 0,053 ортофосфорной кислоты. Смесь водорастворимого силикат* натрия и алкилсиликоната нат— рия и смесь вспученного перлитового, песка с кислотой перемешивают между собой.

Растворы силиката натрия, алкилсиликоната натрия и ортофосфорной кис лоты должны содержать такое количество воды, чтобы ее содержание в смеси составило 9 .

Параллельно смешивают 37,2 соломы с 18i золы — унос ТЭС и 0,15 ортофосфорной кислоты, а затем с раствором,содержащим 0,15/ алкилсиликоната натрия и 63 водорастворимого силиката натрия, при этом компоненты растворяют таким образом, чтобы содержание воды в смеси составляло 10 .

После этого перемешивают смеси, содержащие солому и вспученный перлит.

Изделия прессуют при давлении 1,2 МПа о и температуре плит пресса 150 С и подсушивают при 190 С.

Пример 5. 4 мас.3 раствора

1 3 .силиката натрия плотностью 1,32 г/см перемешивают с 0,2 раствора алкилсиликоната натрия 303-ной концентрации.

8 мас.3 вспученного перлитового песка перемешивают с 15l золы - унос ТЭС и 0,2/ ортофосфорной кислоты 3pr-ной

:концентрации, затем подкисленную смесь вспученного перлитового песка и золы - унос Т3С перемешивают со смесью растворов силиката и алкилсиликоната натрия.

Параллельно 203 костры перемешивают с 223 золы - унос ТЭС и 0,3i 30 ного раствора ортофосфорной кислоты

t а 8 раствора силиката натрия плот- ностью 1,32 г/см .перемешивают с 0 3

3 о ф З

30,б-ного раствора алкилсиликоната натрия. Затем подкисленную смесь кост7 i020409 ры с золой - унос ТЭС перемешивают со с смесью силиката и алкилсиликоната з натрия.

Таблица

Содернание компонентов, вес.Ъ

Ilp ù,.

Волокнистый наполнитель Вспученный пео" литовый лесок

Водорас тво-. римый силикат натрия

Алкилсиликонат натрия

Ор тофос" фооная кислота .

Вода

Гидраалически активный силикатный наСолома и лнитель

Колотая перли" тоаая порода

Золаунос

ТЭС

Предлагаемая

0,2 0,2

0 5 0,5

8,4

19 30

22 37

25 44

19

22

2 8

37.2

2,8

12 I 5,6

0,8

0,8

37,2

8,4

0,2 0,2

8 б 11

0 5

0 5

2,8

0,8.

15,6

0,8

21 29

36 2

0,2

7 5

0,2

8,4

0,8 0,8

8 21!

5,6

3;8

Иавест ая

9 43

35.1

3,6

13 7

Полученные смеси, содержащие вспученный перлитовый песок и костру, перемешивают между собой. Общее содержание воды путемдополнительного увлаж- нения или подсушивания доводят до 22 .

Смесь уплотняют при давлении 1,2 МПа I0 и температуре плит пресса 250 С. Ото формованные изделия сушат при 190 С.

Пример 6. 9 мас. раствора си-. э ликата натрия плотностью 1,32 г/см и перемешивают с А,33 раствора алкилсиликоната натрия 301-ной концентрации. 113 вспученного перлитового песка перемешивают с 20 золы — унос ТЭС, а затем с 0,3/ ортофбсфорной кислоты.20

Смешанный раствор водорастворимого силиката натрия и алкилсиликоната нат. рия перемешивают с подкисленной гмефизико-механические показатели теплоизоляционных изделий из преала.

8 ью вспученного перлитового песка и олы - унос ТЭС .

Параллельно 2,8 соломы перемешива-

:ют с 24ã. золы - унос ТЭС и 0,53 ортофосфорной кислоты, а 6,6 раствора силиката натрия плотностью 1,32 г/см перемешивают с 0,53 303-ного раствора алкилсиликоната натрия, после чего подкисленную смесь костры или соломы с золой — унос ТЭС перемешивают с раст вором, содержащим силикат натрия и алкилсиликонат натрия. Перемешивают смесь, содержащую вспученный перлитовый песок, со смесью, содержащей соло" му. Общее содержание воды путем дополнительного увлажнения или подсушивания доводят до 253. Из смеси формуют изделия и прессуют при.давлении

1,2 МПа и температуре плит пресса

250 С и подсушивают при 190 С.

Конкретные составы предлагаемой и „ известной сырьевых смесей указаны в табл. 1 ° гаемой и известной смесей указаны в табл. ?.

1020409

Таблица 2 физико-механические показатели

Прочность при изгибе, МПа

Пример, Ю

Объемная масса, кг/м З

Водостойкость, В сухом со" В насыщенном стоянии состоянии

Предлагаемая

610

2,6

2 9

3,6 3,2

2,6 - 2,4

600

630

600

2,8

2,4

607

3,5

612

2,5

2 3

6?0

1,6

1,9

85 l,4

1,2

Известная

630

0,83

0,96

Составитель M. Хитрова

Редактор Л. Пчелинская ТехредВ далекоРеи Корректор Г. Огар, Заказ 3634/20 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-)5 Раушская наб. дд 4/g

Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

° 7

Из табл. 2 следует, что прочность при изгибе теплоизоляционных изделий 3s из предлагаемой смеси значительно выше прочности изделий из известной смеси.

В .результате существенного увеличения прочности при изгибе получен- 4О ные изделия могут бить изготовлены более крупных размеров (до 3 м ) и использованы в качестве самонесущих изделий.

Это позволяет при устройстве кровель ряда зданий отказаться от применения несуцих плит, что дает экономический эффект порядка 0,7 руб/и