Сырьевая смесь для изготовления теплозвукоизоляционных изделий

 

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОЗБУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ по авт.св. № 1074845, отличающаяся тем, что, с целью ускорения сушки, повышения ударной вязкости и стойкости к ударным нагрузкам, она дополнительно содержит фибриллированное в 3-5%-ном водном растворе сульфитно-дрожжевой бражки целлюлозное бумажное волокно в количестве 0,07-0,15 мас.%. (S S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРИТИЙ (61) 1074845 (21) 3605101/29-33 (22) 27.06.83 (46) 30..12.84. Бюл. Ф 48 (72) Х.С. Воробьев, Б.А. Громов, Е.И. Чернин, Л.В. Добашина, А.Е. Ненашев, Л.В. Любушкин, В.Н. Петрухина, А.N. Сторожинский, В.А. Терехов, В.В. Ванифатьев, В.В. Иваницкий, В.Г. Бортников и П.И. Ломакин (71) Научно-исследовательская лабо ратория физико-химической механики материалов и технологических процессов ордена Ленина Главмоспромстройматериалов (53) 662.998.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9. 1074845, кл. С 04 В 43/02, 1982 (прототип).

gy1) С 04 В 43/02, С 04 В 13/14 (54) (57) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ

ИЗДЕЛИЙ по авт.св. 9 1074845, отличающаяся тем, что, с целью ускорения сушки, повышения ударной вязкости и стойкости к ударным нагрузкам, она дополнительно содержит фибриллированное в 3-57-ном водном растворе сульфитно-дрожжевой бражки целлюлозное бумажное волокно в количестве 0,07-0,15 мас.X.

1131855

О, 20-0, 50

0,07-0,30

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в производстве сухой гипсовой штукатурки, в частности, гипсокартонных листов.

По основному авт.св. и 1074845 известна сырьевая смесь для изготовления теплозвукоизоляционных изде- < лий )1j, включающая строительный гипс, сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) стекловолокно, смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртОВ Сб С1 y MQJIoTbIH ГипсОВый ка мень с удельйой поверхностью 500800 см /г, молотый гипсовый камень с удельной поверхностью 8001500 см2/Г и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Строительный гипс 58,00-69,00

СДБ (в расчете на сухое ве щество) 0,20-0 50

Стекловолокно . 0,07-0,30

Смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов

С -С1

6 16 0,02-0,30

Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью

500-800 см2/г 0,90-1,20

Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью .

800-1500 см /г О, 50-0, 60

Вода Остальное

Свежеприготовленная вспененная масса из указанной смеси обладает повьппенными устойчивостью и механической прочностью, а затвердевшая масса — достаточно высокой адгезией к картону. Пеногипсоволокнистый слой готовых гипсокартонных листов имеет высокоразвитую замкнутую пористую структуру.

Изготовленные на основе этой сырьевой смеси гипсокартонные листы имеют неудовлетворительную ударную вязкость, которая характеризует плохую гвоздимость, в результате чего при монтаже гипсокартонных лис" тов в процессе ввинчивания в них шурупов или забивания гвоздей происходит растрескивание кромок гипсокартонных листов, что приводит к их порче. Неудовлетворительная гвоздимость гипсокартонных листов обусловлена тем, что гипсокартонные листы в процессе их изготовления требуют длительной сушки из-за наличия высокоразвитой, главным образом замкнутой, пористости пеногипсоволокнистого слоя и практически неразвитой капиллярной пористости.

Высокоразвитая замкнутая пористость пеногипсоволокнистого слоя гипсокартонных листов придает последним достаточно высокие теплозвукоизоляционные свойства, но затрудняет диффузионные процессы по удалению влаги при сушке гипсокартонных листов. Поэтому процесс сушки является длительным, а при длительной сушке края гипсокартонных листов пересыхают, в результате чего резко падает гвоздимость гипсокартонных листов; Применение повышенной температуры сушки гипсокартонных листов (свыше 200 С) для ее ускорения неО допустимо, так как в этом случае наблюдается еще большее пересушивание краев гипсокартонных листов, приводящее к потере механической

1 прочности. Кроме того, гипсокартонные листы, изготовленные на основе -. этой сырьевой смеси, обладают недо-:: статочно высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Целью изобретения является ускорение сушки, повьппение ударной вязкости и стойкости к ударным нагрузкам е

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплозвукоизоляционных изделий, включающая строительный гипс, СДБ, стекловолокно, смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных ,cIIHpToB С6 С1 MQJIQTbIH ГипсОВыи камень с удельной поверхностью 500 800 см 2/г, молотый гипсовый камень с удельной поверхностью 8001500 см /г и воду при следующем соОтношении компонентов, мас.%:

Строительный гипс 58,00-.69,00

СДБ (в расчете на сухое вещество)

Стекловолокно э

1131855

45

Смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов Сб-С1 0,02-0,30

Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью

500-800 см2/г 0,90-1,20

Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью.

800-1500 см /r 0,50-0,60

Вода Остальное дополнительно содержит фибриллированное в 3-57.-ном водном растворе

СДБ целлюлозное бумажное волокно в количестве 0,07-0,15 мас.X.

В данной сырьевой смеси в качестве исходного сырья — целлюлозного бумажного волокна — может быть использована обычная бумажная макулатура.

При известном роспуске макулатуры в воде без каких-либо добавок, осуществляемом в гидроразбивателе, происходит расщепление макулатуры до отдельных волокон без существенного дальнейшего расщепления их на составляющие волокон — фибриллы.

Процесс фибриллирования представляет собой продольное расщепление волокон целлюлозы на отдельные более тонкие волоконца - фибриллы.

Известное фибриллирование целлюлозы путем обработки ее концентрированными растворами щелочей с последующим разложением образовавшейся щелочной целлюлозы, этерификацией с последующим омылением сложных эфиров целлюлозы характеризуется значительной сложностью проведения химических .процессов, дополнительным расходом химических реактивов и, кроме того, имеет место существенное поперечное разрушение фибрилл

При фибриллировании целлюлоэных волокон путем размола происходит как,продольное расщепление между собой фибрилл, так и поперечное их разрушение, в результате чего размолотые целлюлозные волокна ствойства волокнистости теряют, превращаясь, главным образом, в тонкодисперсный порошок.

Фибриллированне целлюлозного бумажного волокна предлагаемой сырьевой смеси осуществляют в водном растворе сульфитно-дрожжевой бражки, которую учитывают при количественном расчете компонентов сырьевой смеси, т.е. беэ какого-либо.дополнительного расхода химических реактивов, Сродство лигносульфонатов сульфитно-дрожжевой бражки и целлюлозы обеспечивает протекание процесса фибриллирования целлюлозного бумажного волокна в "мягких" условиях, т.е. происходит в основном продольное расщепление между собой фибрилл беэ их поперечного разрушения, в результате чего используемое в предлагаемой сырьевой смеси фибриллирование в 3-5Х-ном водном растворе

СДБ целлюлозное бумажное волокно, сохраняя высокоразвитую замкнутую пористую структуру пеногипсоволокнис. того слоя гипсокартонных листов, создает в последнем также и микрокапиллярную пористую структуру, позволяющую существенно ускорить диффузионные процессы по удалению влаги при сушке гипсокартонных листов, т.е. существенно ускорить процесс сушки. При этом влага из пеногигсоволокнистого слоя гипсокартонных листов в процессе сушки удаляется равномерно по всей их пло- щади без пересушивания краев гипсокартонных листов, что обеспечивает их высокую гвоздимость. Высокая гвоэдимость гипсокартонных листов обусловлена также тем, что в процессе фибриллирования целлюлозного. бумажного волокна в водном растворе

СДБ обладающие клеящими свойствами лиrносульфонаты СДБ проникают вглубь волокна, что обеспечивает. его высокую когезию с гипсом и стекловолокном в пеногипсоволокнистом слое гипсокартонных листов. Кроме того, наличие в сырьевой смеси фибриллированного указанными средствами целлюлозного бумажного волокна позволяет существенно повысить стойкость гипсокартонных JIHcToB к ударным нагрузкам.

Использование в данной сырьевой смеси фибриллированного целлюлозного бумажного волокна в количестве менее 0,07 мас.Х не создает в доста точной мере микрокапиллярной струк1131855 туры, ускоряющей процесс сушки гипсокартонных листов, в результате чего не достигается высокой гвоздимости последних и существенного повышения их стойкости к ударным 5 нагрузкам, а использование фибриллированного волокна в количестве более 0,15 мас.% создает излишнюю капиллярность в пеногипсоволокнистом слое гипсокартонных листов и сущест- 1О веннр подавляет развитие замкнутой пористости, в результате чего в процессе эксплуатации резко снижаются их влагостойкость и теплозвукоизоляционные свойства. Кроме того, !5 использование фибриллированного целлюлозного бумажного волокна в количестве. более 0,15 мас.7. не обеспечивает достаточно высокой равномерности его распределения в объеме 2О неногипсоволокнистой массы в процессе ее приготовления, что снижает равномерность удаления влаги по площади гипсокартонных листов в процессе их сушки, а также снижает их стойл кость к ударным нагрузкам и гвоздимость.

Оптимальная концентрация водного раствора СДБ (3-5 мас.7), в котором осуществляют фибриллирование целлю" ЗО лозного бумажного волокна, определена экспериментальным путем. При фибриллировании целлюлозного бумаж-.. ного волокна в водном растворе СДБ„ имеющем концентрацию менее 3 и более 5 мас.Е не достигается высокого эффекта фибриллирования волокна (концентрация СДБ менее 3 мас.X является недостаточной для осуществления необходимой степени фибрилли- qo рования волокна, à при концентрации

СДБ более 5 мас.Е за счет повышения вязкости раствора не происходит должного его проникновения между фибриллами). 45

Сырьевую смесь для изготовления теплозвукоизоляционных изделий готовят следующим образом.

К расчетному количеству концент-. рата СДБ (ОСТ 8179-74) добавляют воду до получения его 3-5Х-ной концентрации. В приготовленный вод ный раствор СДБ вводят расчетное количество целлюлозного бумажного волокна в виде макулатуры. Фибриллирование волокна в водном растворе СДБ осуществляют в гидроразбивателе в течение 15-20 мин при темпеРатУРе РаствоРа 15-25о0, Параллепь. но готовят смесь расчетных количеств остальных сухих компонентов (строительного гипса, молотого гипсового камня с удельной поверхностью 500-800 и 800-1500 см /г и стекловолокна). В полученную суспензию фибриллированного в водном растворе СДБ волокна вводят расчетные количества пенообразователя (смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов С -С1 ) и воды затворения (при этом учитывается также и вода, пошедшая на приготовление 3-5Х-ного раствора

СДБ для фибриллирования волокна) .

Приготовленные указанные смеси (жидкую и сухую) подают одновременно в гипсомешалку, где получают пеногипсоволокнистую массу. Из свежеприготовленной вспененной массы формуют гипсокартонные листы.

Твердение пеногипсоволокнистой массы. гипсокартонных листов длится

5-15 мин, затем изделия сушат при о

150-200 С до отпускной влажности

1-2 мас.X.

По описанной технологии готовят сырьевые смеси, составы которых прИведены в табл. 1-.

Физико-механические свойства свежеприготовленной вспененной массы приведены в табл. 2.

Из полученной пеногипсоволокнистой массы для сравнения готовят образцы двух видов: пеногипсоволокнистые листы без обкладки картоном и гипсокартонные листы. При этом все образцы пеногипсоволокнистых листов без обкладки картоном готовят толщиной 20 мм, а образцы гипсокартонных листов — путем нанесения на подложку из картона толщиной 1 мм свежеприготовленной вспененной массы слоем 20 мм с последующим свободным наложением на нее листа картона толщиной 1 мм (для получения сравнительных данных при определении объемных характеристик образцов, их осадки), а также стандартной толщины—

14 мм (при определении длительности сушки, гвоздимости и прочности при ударе). Прочность образцов определяют по ГОСТ 125-79, определение степени авукопоглощения образцов проводят по ГОСТ 16297-72 в реверберационной камере.

1131855

Физико-механические свойства изготовленных пеногипсоволокнистых листов без обкладки картоном и гипсокартонных листов приведены в табл. 3.

Предлагаемая. сырьевая смесь позволяет ускорить процесс сушки гипсокартонньгх листов на 20-50 мин, что приводит к существенной экономии

Компоненты сырьевой смеси, мас.Е

Предлагаемая сырьевая .Известная смесь смесь по примерам

1 2 3 4

Строительный гипс

58 00 69,00 61,00 65 00

58,00-69,00 Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью

500-800 см /г

0,90

0,90-1, 20

1,20 1,00 1,10

Молотый гипсовый камень с удельной поверхностью

800-1500 см /r

0.,60 О, 55 О, 55

0 50-0,60

0,07-0,30

0 50

0,15 0,20 0,30

0,07

Стекловолокно

СДБ (в расчете на сухое вещество) 0,20-0 50

0 50 0,30 0,40

0,20

Смесь натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов С6-С1

0,02-0,30

0,30 0,20 0,25

0,02

0,10

0,07

3,0

0,15

4,0

0,10

5,0

28,10 36,65 32,30 Остальное

40, 24

Вода

Целлюлозное бумажное волокно, фибриллированное к в водном растворе

СДБ, концентрации, Ж: топливно-энергетических ресурсов и повышению производительности по выпуску гипсокартонных листов. Гвоздимость гипсокартонных листов Be

5 вызывает дефектов. Кроме того, сырье. вая смесь позволяет повысить прочность при ударе гипсокартонных листов на 30-40Х. При этом все показатели физико-механических свойств гипсокартонных листов сохраняются.

Таблица 1

1131855

Известная

Коэффициент вспенивания

1,78

1, 78-1,82

0,8

0,5-0,9

17,5-19,0

17,7

5,0-12,5

11,5

Физико-механические свойства свежеприготовленной вспенен" ной массы

Осадка массы под собственным весом в течение первых 5 мин, после ее приготовления, характеризующая устойчивость свежеприготовленной вспененной массы, Ж

Толщина пеногипсоволокнистого слоя листа, полученного нанесением на лист картона массы слоем 20 мм с последующим свободным наложени-. еМ на нее листа картона толщиной

1 мм, характеризующая механическую прочность свежеприготовленной вспененной массы, мм

Суммарная осадка вспененной массы . (под воздействием собственного веса и наложения .листа картона), X

Смесь по примерам

1 2, 3 4

1, 78 1,81 1,80

0 5 0,6 0,6

19,0 18,5 18,6

5,0 ° 7,5 7,0

Таблица 2

113)855!

Известная

40, 1-41,8

41,4-43, 3

43,7

2,24-2,76

2,31

710 704

703-712

707

700

743-802

796 обкладки картоном

0,54-0,62

0,54

Физико-механические свойства изготовленных из сырьевой смеси образцов

Прочность при сжатии образцов пеногипсоволокнистого материала, отформованных без обкладки картоном, кгс/см

Прочность при сжатии пеногипсоволокнистого слоя образцов гипсокартонного листа, кгс/см

Ацгезия картона к пеногипсоволокнистому слою, определяемая методом нормального отрыва, кгс/см

Объемная масса образцов пеногипсоволокнистого материала, отформованных без обкладки картоном, кг/м

Объемная масса пеногипсоволокнистого слоя образцов гипсокартонного листа, кг/м

Коэффициент звукопоглощения на частоте

2000 Гц образцов пеногипсоволокнистого материала, отформован ных без

Смесь по примерам.

2 3 4

42,0 40,2 42,4 41,7

41,1 42,8 42,4

2,82 2,43 2,61

740 767 759

0,60 0,58 0,58

Таблица 3

1131855

Продолжение табл. 3

Смесь по примерам

Физико-механические свойства йзготовлен" ных из сырьевой смеси .образцов

Известиай

3 4 пеногипсоволокнистого слоя образцов гипсокартонного листа

Коэффициент тепло проводности, о ккал/ч. м. С образцов пеногипсоволокнис0,52-0,61

60 70

70

100-110

?-13

Нет Нет Нет

Нет

14 13

9-10 того материала, отформованных без обкладки картоном ,пеногипсоволокнисФогЬ слоя образцов гипсокартонного листа

Длительность ,сушки гипсокарк тонных листов, име.ющих стандартную толщину 14 мм, рри двухзонной сушке при 150 и 200 С, мин

Гвоздимость гипсокартонных листов, имеющих стандартную толщину 14 мм, оцениваемая числом дефектов (локальные трещины, сколы, выкрашивание пеногипсоволокнистого слоя), возникающих при забивании гвоздей в гипсокартонные листы (на 100 гвоздей) . Диаметр гвоздей 3 мм, расстояние от края листа 5 мм, шаг 25 мм

Прочность при ударе, кгс см

0,52 0,59 . 0,55 0,57

0,127 0,118 0,122 0,122 0,120-0,127

О, 153 0,134 О, 140 О, 140 О, 138-0, 156