Несущая плита и способ ее изготовления (варианты)
Владельцы патента RU 2372305:
НИТИХА КО., ЛТД. (JP)
Изобретение относится к технологии несущих строительных плит. При изготовлении несущей плиты приготавливают исходную суспензию путем диспергирования в воде цементного гидравлического материала, размолотых волокон с садкостью не более 650 мл, неразмолотых волокон и легкого наполнителя; добавляют в эту суспензию в качестве насыщенной карбоновой кислоты стеариновую или янтарную кислоту и перемешивают; изготавливают полуфабрикат плиты с использованием бумагоделательного процесса и путем его обезвоживания, прессования и выдержки получают готовое изделие. Несущая плита содержит, мас.% от общего количества твердого вещества: не менее 20 и не более 60% цементного гидравлического материала, не менее 6 и не более 20 % армирующих волокон, не менее 3 и не более 18% легкого наполнителя, а также не менее 0,1 и не более 2% насыщенной карбоновой кислоты. Армирующие волокна состоят из размолотых волокон с садкостью не более 650 мл и неразмолотых волокон. В качестве насыщенной карбоновой кислоты может использоваться стеариновая или янтарная кислота. Технический результат: улучшение прочности, огнеупорности, стабильности размеров, морозостойкости, водостойкости и технологичности. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Облость техники
0001
Данное изобретение относится к несущей строительной плите с улучшенными характеристиками прочности, огнеупорности, технологичности, стабильности размеров, морозостойкости и водостойкости, а также к способу изготовления этой плиты.
Уровень техники
0002
В жилых домах под действием внешних факторов (ветра, землетрясений и т.д.) в течение длительного времени происходит постепенная деформация конструкций. Обычно с целью повышения сопротивляемости таким деформациям, совершающимся под действием указанных факторов, в стеновых конструкциях используются дранка и раскосные связи. Однако в последнее время вместо них все шире применяются несущие плиты. Эти плиты размещают на каркасе из колонн, фундамента и перекрытий таким образом, чтобы закрывать открытые проемы каркаса, и фиксируют по его краю с помощью гвоздей и т.п., повышая тем самым сейсмостойкость здания.
0003
Печальный опыт разрушительного землетрясения 1995 года в районах Хансин и Авадзи заставил пересмотреть требования к огне- и сейсмостойкости строительных конструкций и привел к резкому повышению спроса на несущие плиты.
Кроме того, в последнее время в крупных городах высокими темпами растут объемы строительства трехэтажных деревянных домов, в которых также в качестве средства повышения сейсмостойкости при сооружении стен используются именно несущие плиты.
0004
Прочность стен, где применяются несущие плиты, зависит от типа используемых плит, их толщины, способа фиксации и ряда других факторов и выражается через специальный индекс, который носит название коэффициента стенового усиления. Чем выше этот коэффициент несущих плит, применяемых в стеновой конструкции, тем выше будет прочность стены.
0005
К несущим плитам относится множество различных типов плит, в том числе фанерные, древесно-стружечные, твердые, гибкие, асбестоперлитовые, асбестосиликатные, цементно-древесно-стружечные, гипсовые, плиты из древесной массы и цемента и т.д., однако на практике наиболее широко применяются клееные слоистые плиты. Они обладают достаточно высокой прочностью, и их стеновой коэффициент составляет 1,5-2,5, но в остальном их характеристики неудовлетворительны. Так, из-за своей горючести эти плиты имеют очень плохую огнеупорность и низкую долговечность. Их влаго- и воздухопроницаемость также неудовлетворительны, поскольку в холодное время года с внутренней стороны несущей стены, а именно на слое теплоизоляции, скапливается большое количество конденсата, что в долгосрочной перспективе практически неизбежно ведет к гниению конструкции. Кроме того, для изготовления фанерных плит требуется много древесины, а это наносит ущерб окружающей среде из-за вырубки лесов. Еще одним недостатком фанерных плит является то, что используемые в них клеи, как правило, содержат вредные летучие вещества, которые могут вызывать различные недомогания, в том числе резь в глазах, головную боль и т.п., а это серьезная проблема с точки зрения экологической чистоты жилища.
Древесно-стружечные и твердые плиты также являются горючими и обладают плохими характеристиками по огнеупорности, долговечности, влаго- и воздухопроницаемости.
Гибкие, асбестоперлитовые и асбестосиликатные плиты содержат асбест, что негативно сказывается на экологической безопасности.
Гипсовые плиты отличаются хорошими характеристиками по огнеупорности и экономичности, однако они имеют низкую прочность, а из-за своей хрупкости и ломкости такие плиты неудобны для фиксации гвоздями и плохо удерживаются ими. Стеновой коэффициент гипсовых плит низок и находится в пределах 1,0-1,5. Кроме всего прочего, у них низкая влаго- и водостойкость.
0006
По приведенным выше причинам растет спрос на цементные плиты, в частности - цементно-древесно-стружечные, цементно-целлюлозные (плиты из цемента и древесной массы) и т.д., поскольку такие плиты обладают хорошими характеристиками по огнеупорности, стойкости к гниению и экономичности, и при этом имеют приемлемую прочность, долговечность, а также влаго- и водостойкость. Стеновой коэффициент обычных цементных плит составляет 1,5-2,5.
Однако из-за своего высокого удельного веса (более 1,0) цементные плиты чрезвычайно тяжелы, и для работы с ними требуются как минимум два человека, что значительно ухудшает технологичность этих плит. Поскольку они являются твердыми, при их фиксации гвоздями, шурупами и т.п. в материале легко образуются мелкие трещины, вызывающие в дальнейшем растрескивание и необратимую порчу плит. Из-за этого приходится предварительно проделывать отверстия под гвозди по кромке цементных плит, что в случае использования их как несущих, требующих для своей фиксации множества гвоздей, а следовательно, и множества отверстий, ведет к большим дополнительным трудозатратам. Данный фактор еще более снижает технологичность плит, сделанных из цемента.
К недостаткам плит такого рода относится также и то, что наличие в них цемента и армирующих волокон является причиной нестабильности размеров, объясняющейся свойствами этих волокон и гидроксида кальция, который содержится в цементе.
Еще один недостаток цементных плит - наличие внутри них множества мелких пор. Когда эти поры заполняются водой, в ней происходит растворение диоксида углерода, содержащегося в воздухе, в результате чего образуется угольная кислота. Последняя вступает в реакцию с гидроксидом кальция, неизбежно содержащимся внутри неорганических строительных материалов, и из-за этого происходит усадка размеров плит, носящая название сатурационной усадки.
Помимо всего прочего, было бы желательно улучшить стеновой коэффициент, морозостойкость, водостойкость и ряд других характеристик цементных плит.
0007
В качестве мер по устранению вышеуказанных недостатков в заявке [1] была предложена несущая плита, изготовленная экструзионно-выдувным формованием из смеси, состоящей из материала со скрытой гидравлической активностью, регулятора смеси и стимулятора затвердевания и совершенно не содержащей асбеста.
0008
В заявке [2] была предложена неорганическая несущая плита с кажущейся плотностью 0,5-1,2, прочностью на изгиб 10-30 Н/мм2 и стеновым коэффициентом усиления не ниже 2,5. Здесь же был предложен способ изготовления такой плиты путем влажного формования смеси, содержащей армирующие волокна и силикат-гидрат кальция. Согласно данной заявке, силикат-гидрат кальция используется в виде суспензии, получаемой в результате гидротермальной реакции из известкового и силикатного сырья, применяемого в качестве основных материалов, в присутствии хлорида бария и/или хлорида алюминия.
[1]: Токкай кохо, 2000-336833
[2]: Токкай кохо, 2003-095727
Раскрытие сущности изобретения
Проблемы, решаемые в изобретении
0009
Тем не менее, в несущих плитах, предложенных в вышеуказанных заявках, не был устранен ряд существенных недочетов.
Так, несущая плита, о которой идет речь в заявке [1], имеет очень большой удельный вес, из-за чего ее технологичность нельзя считать удовлетворительной. Кроме того, данная плита имеет неудовлетворительные характеристики по стабильности размеров, морозостойкости и водостойкости.
0010
Что касается несущей плиты, предложенной в заявке [2], то она также обладает неудовлетворительными показателями по стабильности размеров, морозостойкости и водостойкости.
0011
Задачей настоящего изобретения является решение вышеперечисленных проблем путем разработки такой несущей плиты, которая имела бы низкий удельный вес, не превышающий 1,0, и высокий стеновой коэффициент, не меньше 2,5, и при этом обладала бы хорошими характеристиками, касающимися прочности, огнеупорности, технологичности, стабильности размеров, морозостойкости, водостойкости и сейсмостойкости.
Другой задачей изобретения является создание способа изготовления такой плиты.
Пути решения проблем
0012
Для реализации указанной задачи в п.1 формулы изобретения предложена несущая плита, отличающаяся тем, что она изготовлена из смеси, содержащей цементный материал со скрытой гидравлической активностью, армирующие волокна, легкий наполнитель и насыщенную карбоновую кислоту.
В качестве цементного материала со скрытой гидравлической активностью могут быть использованы следующие виды цемента: смешанный, низкотермичный, глиноземный, портландцемент, экоцемент и др.
В качестве армирующих волокон применимы старая бумага, древесная масса, пучки древесных волокон, отдельные древесные волокна, древесная щепа, тонкая древесная стружка, древесный порошок и другие подобные материалы; стеклянные, углеродные и иные неорганические волокна, а также органические - полиамидные, полипропиленовые, полиэтиленовые, волластонит, волокна из поливинилового спирта, из полиэфира и др. Предпочтительно при этом использовать различные древесные массы, в особенности крафт-массы хвойных деревьев - неотбеленную (NUKP) и отбеленную (NBKP) и крафт-массы лиственных деревьев - неотбеленную (LUKP) и отбеленную (LBKP). В свою очередь, из перечисленных крафт-масс наиболее предпочтительными являются NUKP и NBKP.
Как наполнители могут использоваться перлит, вспененный диоксид кремния и др.
В качестве насыщенной карбоновой кислоты возможно применение лауриловой, капроновой, пропановой, стеариновой, янтарной и других кислот.
0013
В п.2 формулы изобретения представлена несущая плита, отличающаяся тем, что в ней массовая доля цементного гидравлического материала в % от общего количества твердого вещества составляет не менее 20 и не более 60%, армирующих волокон не менее 6 и не более 20%, легкого наполнителя не менее 3 и не более 18%, и насыщенной карбоновой кислоты не менее 0,1 и не более 2%.
Плита, в которой массовая доля цементного гидравлического материала составляет не менее 20 и не более 60% от общего количества твердого вещества, будет обладать хорошей прочностью. Если содержание цементного гидравлического материала будет меньше 20%, то прочность такой плиты будет недостаточной. Если же его содержание превысит 60%, то плита будет слишком хрупкой и ломкой, у нее будет недостаточно высокий стеновой коэффициент, и она будет растрескиваться при фиксации гвоздями или шурупами.
Если массовая доля армирующих волокон составит 6-20% от общего количества твердого вещества, в этом случае плита будет отличаться хорошими характеристиками по прочности и гибкости. Если же содержание армирующих волокон будет ниже 6%, то такая плита будет иметь слишком большой удельный вес и плохую гибкость, что приведет к проблемам с точки зрения технологичности. Когда содержание армирующих волокон в составе плиты превышает 20%, значительно уменьшается доля цементного гидравлического материала и при этом из армирующих волокон выделяется слишком много веществ, мешающих затвердеванию, что приведет к снижению прочности изделия. Кроме того, из-за увеличения доли органической составляющей снизится и огнеупорность плиты.
Плита, содержащая не менее 3 и не более 18% легкого наполнителя от общего количества твердого вещества, будет иметь низкий удельный вес и, следовательно, хорошую технологичность. Если содержание легкого наполнителя будет меньше 3%, то такая плита будет иметь слишком большой удельный вес и при этом будет малопригодна для фиксации гвоздями. Если же содержание легкого наполнителя будет больше 18%, то снизится доля цементного гидравлического материала и армирующих волокон, что приведет к снижению прочности плиты.
В том случае, когда массовая доля насыщенной карбоновой кислоты в составе плиты будет варьироваться в пределах 0,1-2% от общего количества твердого вещества, то такая плита будет обладать хорошими характеристиками по гидрофобности, стабильности размеров и морозостойкости. Если содержание насыщенной карбоновой кислоты будет меньше 0,1%, то гидрофобность, стабильность размеров и морозостойкость плиты будут недостаточными. Если же содержание насыщенной карбоновой кислоты будет больше 2%, тогда из-за слишком медленного затвердевания цементного гидравлического материала снизится прочность плиты. С учетом соотношения цена-эффективность оптимальное содержание насыщенной карбоновой кислоты должно составлять не менее 0,3% и не более 1%.
0014
В п.3 формулы изобретения предложена несущая строительная плита, второй отличительной особенностью которой является то, что армирующие волокна в ее составе включают размолотые волокна с садкостью не более 650 мл и неразмолотые волокна.
К способу размола волокон особых требований не предъявляется. Можно использовать, например, мельницу типа дискового рафинера. При размоле в такой мельнице достигается садкость волокнистой массы не более 650 мл и тем самым создается фибрилловый ворс на лицевой поверхности, в результате чего значительно повышается ее способность к адсорбции и задержке различных веществ, что исключительно полезно с точки зрения предотвращения вымывания ценных материалов из плиты.
Параметр садкости (freeness) взят из Канадских промышленных стандартов (Canadian Industrial freeness) и измеряется в соответствии с ними.
Под неразмолотыми волокнами подразумеваются волокна, не прошедшие обработку в мельничной установке (дисковом рафинере и т.п.).
В смеси из размолотых волокон с садкостью не более 650 мл и неразмолотых волокон размолотые волокна способствуют задерживанию ценных компонентов, в частности цементного гидравлического материала и насыщенной карбоновой кислоты, а неразмолотые образуют сетчатую структуру. Благодаря этому достигаются сразу две цели: 1) на этапе обезвоживания предотвращается вымывание из плиты вместе с выделяющейся водой ценного сырья, в частности цементного гидравлического материала и насыщенной карбоновой кислоты; 2) предотвращается задерживание влаги в листовом полуфабрикате плиты при обезвоживании. Тем самым улучшается качество обезвоживания и, как следствие, повышается эффективность всего технологического процесса изготовления плиты. Благодаря тому, что готовое изделие обладает хорошими характеристиками как по прочности, так и по гибкости, его коэффициент стенового усиления составляет не менее 2,5. Кроме всего прочего, неразмолотые волокна имеют низкую энергоемкость и просты в изготовлении, что позволяет снизить стоимость готовых плит и повысить эффективность процесса их производства.
С точки зрения соотношения цена-эффективность, оптимальным является следующий вариант: массовая доля размолотых волокон должна составлять 1-6%, а неразмолотых - 5-14% (в обоих случаях - от общего количества твердого вещества).
0015
В п.4 формулы изобретения представлена несущая плита, третьей отличительной особенностью которой является то, что насыщенная карбоновая кислота в ее составе представляет собой стеариновую или янтарную кислоту.
Группа насыщенных карбоновых кислот включает в себя множество различных видов кислот, в том числе лауриловую, капроновую, пропановую и др., однако наилучший эффект достигается при использовании стеариновой или янтарной кислоты.
0016
В п.5 формулы изобретения предложен способ изготовления несущей плиты, отличающийся тем, что путем диспергирования в воде цементного гидравлического материала, размолотых волокон с садкостью не более 650 мл, неразмолотых волокон и легкого наполнителя получают исходную суспензию, добавляют в нее в качестве насыщенной карбоновой кислоты стеариновую или янтарную кислоты и перемешивают, затем при обработке суспензии по технологии бумажного производства получают полуфабрикат плиты, который далее путем обезвоживания, прессования и выдержки с отверждением полуфабриката превращается в готовую несущую плиту.
Путем добавления насыщенной карбоновой кислоты (стеариновой или янтарной) в исходную суспензию, полученную при помощи диспергирования в воде цементного гидравлического материала, размолотых волокон с садкостью не более 650 мл, неразмолотых волокон и легкого наполнителя с последующим перемешиванием суспензии, обеспечивают однородное диспергирование насыщенной карбоновой кислоты в суспензии при отсутствии таких негативных явлений, характерных для старой технологии, как всплытие и вспенивание гидрофобизатора при изготовлении плиты. В процессе однородного диспергирования насыщенная карбоновая кислота образует покрытие на гидроксиде кальция и армирующих волокнах, при этом последние удерживают карбоновую кислоту и покрытый ею гидроксид кальция. В результате практически исключается вымывание насыщенной карбоновой кислоты вместе с выделяющейся водой на этапе обезвоживания плиты. Тем самым обеспечивается возможность сохранения кислоты внутри материала плиты в состоянии, когда она образует покрытие на армирующих волокнах и гидроксиде кальция. Кроме того, повышаются характеристики плиты, в частности ее прочность и гибкость.
В качестве насыщенной карбоновой кислоты может применяться множество различных кислот, в частности, лауриловая, капроновая, пропановая и др., однако наилучший эффект при наименьшем расходе кислоты достигается при использовании стеариновой или янтарной.
0017
В п.6 формулы изобретения предложен способ изготовления несущей плиты, отличающийся тем, что путем диспергирования в воде размолотых волокон с садкостью не более 650 мл и неразмолотых волокон приготавливают исходную суспензию; добавляют в эту суспензию в качестве насыщенной карбоновой кислоты стеариновую или янтарную кислоту и перемешивают; добавляют цементный гидравлический материал и легкий наполнитель и снова перемешивают; с использованием бумагоделательного процесса изготавливают полуфабрикат плиты; путем его обезвоживания, прессования и выдержки получают готовую плиту.
Путем добавления в исходную суспензию, полученную при диспергировании в воде размолотых волокон с садкостью не более 650 мл и неразмолотых волокон, насыщенной карбоновой кислоты (стеариновой или янтарной) с последующим перемешиванием обеспечивают однородное диспергирование насыщенной карбоновой кислоты в суспензии при отсутствии таких негативных явлений, характерных для старой технологии, как вспенивание и всплытие гидрофобизатора, при изготовлении плиты. В процессе однородного диспергирования насыщенная карбоновая кислота задерживается армирующими волокнами. В результате снижается вымывание кислоты вместе с выделяющейся водой на этапе обезвоживания плиты и обеспечивается возможность сохранения кислоты в материале плиты в состоянии, когда она образует покрытие на гидроксиде кальция и армирующих волокнах.
Технический результат применения изобретения
0018
Несущая плита, изготовленная согласно настоящему изобретению, является огнеупорной и при этом имеет низкий удельный вес (не более 1,0), хорошие характеристики по прочности и гибкости и высокую пригодность для фиксации гвоздями. Кроме того, плита имеет высокий стеновой коэффициент, составляющий не ниже 2,5, и, как следствие, высокую сейсмостойкость.
0019
Поскольку в плите согласно изобретению образовано покрытие из насыщенной карбоновой кислоты на гидроксиде кальция и армирующих волокнах, плита имеет высокую гидрофобность, стабильность размеров и низкую усадку из-за насыщения угольной кислотой (сатурационную усадку), при этом водостойкость, стабильность размеров и морозостойкость гарантированно сохраняются на высоком уровне в течение длительного времени.
0020
Благодаря тому, что в плите согласно изобретению насыщенная карбоновая кислота задерживается размолотыми армирующими волокнами, устраняются такие недостатки старой технологии, как вспенивание и всплытие гидрофобизатора, при этом высокая технологическая эффективность обеспечивается при минимальном расходе насыщенной карбоновой кислоты.
0021
Для изготовления плиты согласно изобретению, помимо бумагоделательной технологии, могут также широко применяться технологии экструзионно-раздувного формования, литья в форме и другие.
Наиболее эффективный способ реализации изобретения
Ниже приведено подробное описание плиты и способа ее изготовления согласно изобретению.
0023
Диспергируют в воде нижеследующие материалы (массовая доля в %): 20-60% портландцемента в качестве цементного гидравлического материала, 4% древесной массы с садкостью не более 650 мл, состоящей из размолотых армирующих волокон, 14% старой бумаги и древесной массы, состоящей из неразмолотых армирующих волокон, и 10% перлита в качестве легкого наполнителя. При необходимости могут быть добавлены: кварцевый песок, кремнеземный порошок, материал «Shirasu baloon» [данный материал представляет собой полые стеклоподобные гранулы диаметром не более 0,1 мм, полученные из природного вулканического пепла путем высокотемпературного отжига и вспенивания при температуре 1000°С - прим. переводчика], вермикулит, доменный шлак, вспученный глинистый сланец, вспученная глина, прокаленная диатомовая земля, гипсовый порошок, слюда, каменноугольная зола, пепел от сжигания отстоев и др.
0024
Причина использования размолотой древесной массы с садкостью не выше 650 мл состоит в том, что она более легко и однородно распределяется в суспензии, при этом материал плиты приобретает способность адсорбировать и задерживает различные вещества, представляя тем самым исключительную ценность с точки зрения предотвращения вымывания сырья из плиты. Волокнистый армирующий материал, в частности древесная масса, представляет собой пучки из множества фибрилл (мелких волокон). Обычно фибриллы удерживаются в пучке благодаря водородным связям и межатомным силам, однако, если такой волокнистый материал размолоть в увлажненном состоянии, произойдет взаимный разрыв фибрилл вдоль воздушных зазоров, в результате чего волокнистый армирующий материал станет более тонким и, как следствие, более однородно диспергирует в суспензии. Кроме того, в результате фрикционного действия, создаваемого при размоле, фибриллы, находившиеся до этого внутри материала, появляются на поверхности, вследствие чего на ней образуется ворс. Особенно интенсивно образование ворса из фибрилл происходит в увлаженном состоянии, из-за этого увеличивается удельная площадь лицевой поверхности и, как следствие, повышается эффективность адсорбции и задержки на лицевой поверхности различных веществ, в том числе таких, как цементный гидравлический материал и насыщенная карбоновая кислота. Благодаря этому на этапе обезвоживания уменьшается выделение с водой цементного гидравлического материала, насыщенной карбоновой кислоты и др. Наиболее предпочтительным является использование размолотой древесной массы с садкостью не более 500 мл, поскольку при этом достигается наилучший эффект по адсорбции и задержке различных веществ.
Путем размалывания древесной массы до садкости не более 650 мл обеспечивается повышение прочности волокон и облегчается образование сетчатой межволоконной структуры, в результате чего повышается прочность готовой плиты.
Причина использования старой бумаги и неразмолотой древесной массы состоит в том, что волокна этих материалов легко образуют между собой сетчатую структуру. Благодаря этому повышается гибкость готовой плиты и ее пригодность для строительно-монтажных работ (технологичность). Кроме того, старая бумага и неразмолотая древесная масса являются более простым в производстве, менее энергоемким и более дешевым сырьем, чем размолотая древесная масса. При применении смеси из размолотой и неразмолотой древесных масс размолотая, удерживающая цементный гидравлический материал и насыщенную карбоновую кислоту, сама удерживается в сетчатой структуре, образованной волокнами неразмолотой древесной массы. Благодаря этому на этапе обезвоживания практически устраняется вымывание цементного гидравлического материала и насыщенной карбоновой кислоты из материала плиты вместе с выделяющейся водой и при этом предотвращается задержка влаги в листовом полуфабрикате плиты. В результате повышается качество обезвоживания и, как следствие, повышается эффективность всего технологического процесса производства плиты. Плита, изготовленная при приведенных выше условиях, обладает хорошими характеристиками как по прочности, так и по гибкости, и ее стеновой коэффициент составляет не менее 2,5.
0025
Далее в указанную суспензию добавляют эмульсионный раствор стеариновой или янтарной кислоты, используя ее в качестве насыщенной карбоновой кислоты, в таком количестве, чтобы ее массовая доля не превышала 1% от общего количества твердого вещества суспензии. После перемешивания суспензию выкладывают на обезвоживающий фетр, в результате чего происходит ее обезвоживание, и в этом процессе формируется элементарный лист. С помощью форматного вала такой лист наматывают в 6-15 слоев, получая в конечном итоге многослойный исходный мат как полуфабрикат несущей плиты (описанная часть процесса изготовления несущей плиты аналогична технологии производства бумаги). Полученный мат прессуют под высоким давлением в 5-10 МПа и подвергают первичной выдержке в течение 5-10 минут при температуре 60-90°С. При желании, вслед за первичной можно провести паровую или автоклавную выдержку. Паровую выдержку проводят при следующих условиях: атмосфера водяного пара; температура 50-80°С; время 15-24 часа. Условия для автоклавной таковы: температура 120-200°С; время 7-15 часов. После выдержки проводят сушку мата и затем в случае необходимости наносят покрытие на лицевую и тыльную поверхности, а также торцы, получая в результате готовый продукт.
0026
Причина использования эмульсионного раствора стеариновой или янтарной кислоты состоит в том, что благодаря этому создается гидрофобный эффект, улучшается характеристика диспергирования в воде и образуется кислотное покрытие на гидроксиде кальция и размолотом волокнистом армирующем материале. Стеариновая или янтарная кислота в процессе однородного диспергирования в суспензии образует покрытие на гидроксиде кальция, входящем в состав цементного гидравлического материала, и на размолотом волокнистом армирующем материале, в результате чего снижается гигроскопичность и насыщаемость угольной кислотой гидроксида кальция несущей плиты, а также снижается гигроскопичность размолотого волокнистого материала несущей плиты и тем самым повышаются ее гидрофобность, стабильность размеров и морозостойкость. Кроме того, гидроксид кальция с кислотным покрытием эффективно задерживается и фиксируется на размолотом волокнистом армирующем материале, вследствие чего предотвращается вымывание гидроксида кальция вместе с выделяющейся водой на этапе обезвоживания плиты, и благодаря этому плита приобретает долговременную гидрофобность, стабильность размеров и морозостойкость.
0027
В приведенных ниже практических примерах 1-8 описаны реальные технологические процессы изготовления несущей плиты согласно настоящему изобретению. В сравнительных примерах 1-8 дано описание процессов ее производства согласно старой технологии.
Практический пример 1
Путем диспергирования в воде была приготовлена исходная суспензия, где долевая масса портландцемента составляла 30%, размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл - 4%, неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл - 6%, неразмолотой старой бумаги - 8%, перлита - 10% и 42% доменного шлака и зольной пыли. В полученную суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней в общем количестве твердого вещества составило 0,5%. После перемешивания суспензия была выложена на обезвоживающий фетр, и в процессе обезвоживания был сформирован элементарный лист. Этот лист с помощью форматного вала был намотан в 6 слоев с последующим образованием полуфабриката плиты в виде многослойного мата.
Полученный мат был подвергнут прессованию под высоким давлением, равным 2,5 МПа, в течение 7 с, затем была проведена паровая выдержка при 700°С и сушка. Результат проведенного технологического процесса - получение готовой несущей плиты.
Практический пример 2
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 1%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Практический пример 3
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 2%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Практический пример 4
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 0,5%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Практический пример 5
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 1%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Практический пример 6
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 2%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Практический пример 7
В суспензию, полученную путем диспергирования в воде древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и старой бумаги, добавили эмульсионный раствор стеариновой кислоты и перемешали, после чего добавили портландцемент, перлит, доменный шлак и зольную пыль и снова перемешали до достижения однородного состояния суспензии. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1. Содержание всех компонентов было таким же, как в практическом примере 3. Отличие состояло только в способе добавления эмульсионного раствора стеариновой кислоты.
Практический пример 8
В суспензию, полученную путем диспергирования в воде древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и старой бумаги, добавили эмульсионный раствор янтарной кислоты и перемешали, после чего добавили портландцемент, перлит, доменный шлак и зольную пыль и снова перемешали до достижения однородного состояния суспензии. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1. Содержание всех компонентов было таким же, как в практическом примере 6. Отличие состояло только в способе добавления эмульсионного раствора янтарной кислоты.
Сравнительный пример 1
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, не был добавлен эмульсионный раствор насыщенной карбоновой кислоты. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 2
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 3%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 3
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней в общем количестве твердого вещества составила 3%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 4
В суспензию того же состава, что и в практическом примере 1, был добавлен эмульсионный раствор парафина в таком количестве, чтобы массовая доля последнего в общем количестве твердого вещества составила 1%, с последующим перемешиванием. Остальное, включая бумагоделательный процесс, обезвоживание, прессование и выдержку с отверждением, было проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 5
При тех же условиях, что и в практическом примере 1, количество древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, было уменьшено с 4% до 0%, а количество неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл было увеличено с 6% до 10%. Остальное проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 6
При тех же условиях, что и в практическом примере 4, количество древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, было уменьшено с 4% до 0%, а количество неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл было увеличено с 6% до 10%. Остальное проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 4.
Сравнительный пример 7
При тех же условиях, что и в практическом примере 1, количество древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, было увеличено с 4% до 7%. Остальное проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 1.
Сравнительный пример 8
При тех же условиях, что и в практическом примере 4, количество древесной массы с садкостью 500 мл, размолотой в рафинере, было увеличено с 4% до 7%. Остальное проведено аналогично описанию, данному в практическом примере 4.
0028
Для каждой из несущих плит, изготовленных согласно практическим примерам 1-8 и сравнительным примерам 1-8, были измерены следующие параметры: толщина, удельный вес, влажность, прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе, максимальная величина изгиба, гигроскопичность лицевой поверхности, коэффициент удлинения из-за поглощения воды, коэффициент усадки из-за испарения, коэффициент усадки из-за насыщения углекислотой (сатурации), стойкость к замораживанию/оттаиванию, стеновой коэффициент усиления, пригодность для фиксации гвоздями, огнеупорность. Результаты измерения приведены в табл.1.
Прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе и максимальная величина изгиба были измерены для образцов размером 500×400 мм согласно Японскому промышленному стандарту JIS А 1408.
При определении гигроскопичности лицевой поверхности сначала способом размещения в рамке была измерена величина изменения массы несущей плиты через 24 часа. Затем по приведенной ниже формуле (1) на основании измеренной величины изменения массы была вычислена гигроскопичность лицевой поверхности.
Коэффициент удлинения из-за поглощения воды представляет собой относительный показатель увеличения продольного размера плиты из-за поглощения воды при следующих условиях: сначала кондиционирование в течение 3 суток при температуре 60°С, затем погружение в воду на 8 суток.
Коэффициент усадки из-за испарения представляет собой относительный показатель уменьшения продольного размера плиты из-за испарения влаги при следующих условиях: сначала выдержка в течение 10 суток в атмосфере с относительной влажностью 60% при температуре 20°С, затем сушка в течение 10 суток при t=80°С.
Коэффициент усадки из-за сатурации представляет собой относительный показатель уменьшения продольного размера плиты при следующих условиях: сначала кондиционирование в течение 7 суток в атмосфере с 5-процентным содержанием CO2, затем сушка в течение 10 суток при температуре 120°С.
Стойкость к замораживанию/оттаиванию представляет собой относительное увеличение толщины опытного образца после 30 испытательных циклов, в каждом из которых краевую (в продольном направлении) область данного образца размером 10×25 см сначала погружают в емкость с водой и в этом состоянии замораживают на 12 часов, а затем подвергают оттаиванию при комнатной температуре в течение того же времени.
Стеновой коэффициент измерялся путем испытаний на сдвиг в плоскости согласно Японскому промышленному стандарту JIS А 1414.
Пригодность при фиксации гвоздями определялась визуально по внешнему виду образцов во время того, как их фиксировали в процессе измерения стенового коэффициента. В случае отсутствия трещин, разломов и других повреждений ставился нолик, а в случае наличия таковых - крестик.
Огнеупорность измерялась с помощью конического калориметра согласно ISO 5660. Если общая величина теплообразования спустя 10 минут после начала нагрева составляла не более 8 МДж/м2, максимальная интенсивность теплообразования в течение не менее чем 10 с непрерывно находилась на уровне, меньшем 200 кВт/м2, и при этом имело место отсутствие трещин и отверстий, доходящих до тыльной поверхности, ставился нолик, а в противном случае - крестик.
0029
| Табл.1 | ||||||||||
| Ед. измерения | Практические примеры | |||||||||
| 1 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
| Состав | Портландцемент | % | 30 | |||||||
| Размолотые армирующие волокна | % | 4 | ||||||||
| Неразмолотые армирующие волокна | % | 14 | ||||||||
| Перлит | % | 10 | ||||||||
| Доменные шлаки и зольная пыль | % | 42 | ||||||||
| Величина добавки насыщенной карбоновой кислоты (от общего кол-ва твердого вещества) | Стеариновая кислота | % | 0,5 | 1,0 | 2,0 | - | 2,0 | - | ||
| Янтарная кислота | % | - | 0,5 | 1,0 | 2,0 | - | 2,0 | |||
| Куда добавлено | Водная суспензия цементного гидравлического материала, армирующих волокон и легкого наполнителя | Водная суспензия армирующих волокон | ||||||||
| Характеристики плит | Толщина | мм | 11,9 | 12,0 | 11,8 | 11,9 | 11,7 | 12,1 | 11,9 | 11,9 |
| Удельный вес | 0,94 | 0,95 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,88 | 0,93 | 0,91 | ||
| Влажность | % | 8,7 | 9,4 | 8,1 | 8,4 | 8,6 | 7,2 | 8,6 | 8,5 | |
| Прочность на изгиб | Н/мм2 | 13,8 | 13,6 | 13,5 | 13,4 | 13,1 | 12,2 | 13,5 | 13,0 | |
| Модуль упругости при изгибе | кН/мм2 | 3,7 | 3,8 | 3,4 | 3,4 | 3,5 | 2,7 | 3,5 | 3,2 | |
| Максимальная величина изгиба |
мм | 12,6 | 11,9 | 12,4 | 13,1 | 12,7 | 18,4 | 12,1 | 14,1 | |
| Гигроскопичность лицевой поверхности | г/м2 | 2200 | 1950 | 1230 | 1820 | 1420 | 1140 | 1190 | 1150 | |
| Коэффициент удлинения из-за поглощения влаги | % | 0,11 | 0,09 | 0,09 | 0,09 | 0,07 | 0,07 | 0,09 | 0,07 | |
| Коэффициент усадки из-за обезвоживания | % | 0,26 | 0,27 | 0,26 | 0,24 | 0,26 | 0,27 | 0,26 | 0,26 | |
| Коэффициент усадки из-за сатурации | % | 0,09 | 0,07 | 0,04 | 0,09 | 0,06 | 0,07 | 0,04 | 0,07 | |
| Стойкость к замораживанию/оттаиванию | % | 3,20 | 2,80 | 2,10 | 4,80 | 3,40 | 3,10 | 2,20 | 3,10 | |
| Стеновой коэффициент | 3,4 | 3,3 | 3,4 | 3,2 | 3,2 | 3,0 | 3,3 | 2,9 | ||
| Пригодность для фиксации гвоздями | O | O | O | O | O | O | O | O | ||
| Огнеупорность | O | O | O | O | O | O | O | O |
| Ед. измерения | Сравнительные примеры | |||||||||
| 1 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
| Состав | Портландцемент | % | 30 | |||||||
| Размолотые армирующие волокна | % | 4 | 0 | 7 | ||||||
| Неразмолотые армирующие волокна | % | 14 | 18 | 14 | ||||||
| Перлит | % | 10 | ||||||||
| Доменные шлаки и зольная пыль | % | 42 | ||||||||
| Величина добавки (от общего кол-ва твердого вещества) | Стеариновая кислота | % | - | 3,0 | - | - | 0,5 | - | 0,5 | - |
| Янтарная кислота | % | - | - | 3,0 | - | - | 0,5 | - | 0,5 | |
| Парафин | % | - | - | - | 1,0 | - | - | - | - | |
| Куда добавлено | - | Водная суспензия цементного гидравлического материала, армирующих волокон и легкого наполнителя | ||||||||
| Характеристики плит | Толщина | мм | 11,8 | 12,1 | 12,2 | 11,8 | 11,8 | 11,8 | 12,4 | 12,6 |
| Удельный вес | 0,95 | 0,90 | 0,84 | 0,96 | 0,92 | 0,93 | 0,86 | 0,84 | ||
| Влажность | % | 9,1 | 9,0 | 6,3 | 9,2 | 8,2 | 8,7 | 10,3 | 9,7 | |
| Прочность на изгиб | Н/мм2 | 13,5 | 10,9 | 9,8 | 8,6 | 12,5 | 12,9 | 9,7 | 8,9 | |
| Модуль упругости при изгибе | кН/мм2 | 3,9 | 2,1 | 1,9 | 1,8 | 3,1 | 2,9 | 1,7 | 1,8 | |
| Максимальная величина изгиба |
мм | 11,8 | 22,1 | 25,3 | 16,8 | 12,4 | 12,7 | 16,4 | 18,7 | |
| Гигроскопичность лицевой поверхности | г/м2 | 4500 | 980 | 840 | 1210 | 3120 | 3040 | 6320 | 5840 | |
| Коэффициент удлинения из-за поглощения влаги | % | 0,16 | 0,12 | 0,18 | 0,29 | 0,14 | 0,15 | 0,31 | 0,33 | |
| Коэффициент усадки из-за обезвоживания | % | 0,25 | 0,36 | 0,45 | 0,32 | 0,31 | 0,28 | 0,44 | 0,50 | |
| Коэффициент усадки из-за сатурации | % | 0,22 | 0,03 | 0,05 | 0,33 | 0,14 | 0,11 | 0,32 | 0,29 | |
| Стойкость к замораживанию/ оттаиванию |
% | 12,00 | 25,80 | 28,80 | 27,40 | 11,00 | 18,20 | 41,50 | 38,10 | |
| Стеновой коэффициент | 3,6 | 2,5 | 2,2 | 1,8 | 2,8 | 2,6 | 2,4 | 2,3 | ||
| Пригодность для фиксации гвоздями | O | O | O | O | O | O | O | O | ||
| Огнеупорность | O | O | O | O | O | O | X | X |
Зависимость (1)
0030
В практическом примере 1 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней составила 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 1 имеет удовлетворительные характеристики [в оригинале дословно - «не создающие проблем» - прим. переводчика] по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и по огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить стеариновую кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 2 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней составила 1% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 2 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить стеариновую кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 3 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 2% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 3 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и по огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить стеариновую кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 4 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 4 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить янтарную кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 5 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 1% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 5 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить янтарную кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 6 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинеере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы массовая доля последней составила 2% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 6 имеет довольно низкие характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб и модулю упругости при изгибе; удовлетворительные характеристики по коэффициенту усадки из-за испарения, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности; и хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, по стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить янтарную кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 7 в водную суспензию, содержащую размолотую в рафинере древесную массу с садкостью 500 мл, неразмолотую древесную массу с садкостью 780 мл и неразмолотую старую бумагу, был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты, после перемешивания были добавлены портландцемент, перлит, доменный шлак и зольная пыль, затем суспензия была перемешана до однородной консистенции. Водная суспензия содержала 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы и 8% неразмолотой старой бумаги. Эмульсионный раствор стеариновой кислоты был добавлен в таком количестве, чтобы содержание кислоты составило 2% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита, представленная в практическом примере 7, имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине деформации, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, по коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и коэффициенту стенового услиления. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить янтарную кислоту в выделяющейся воде.
В практическом примере 8 в водную суспензию, содержащую размолотую в рафинере древесную массу с садкостью 500 мл, неразмолотую древесную массу с садкостью 780 мл и неразмолотую старую бумагу, был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты, после перемешивания были добавлены портландцемент, перлит, доменные шлаки и зольная пыль, и затем суспензия была снова перемешана до однородной консистенции. Водная суспензия содержала 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы и 8% неразмолотой старой бумаги. Эмульсионный раствор янтарной кислоты был добавлен в таком количестве, чтобы массовая доля кислоты составила 2% от общего количества твердого вещества в суспензии. Благодаря этому, как видно из табл.1, несущая плита в практическом примере 8 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине деформации, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, пригодности для фиксации гвоздями и по огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. При этом в процессе обезвоживания практически не удалось обнаружить янтарную кислоту в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 1 использовалась водная суспензия, содержащая размолотую в рафинере древесную массу с садкостью 500 мл, неразмолотую древесную массу с садкостью 780 мл и неразмолотую старую бумагу. В эту суспензию не был добавлен эмульсионный раствор насыщенной карбоновой кислоты. В результате, как видно из табл.1, несущая плита в сравнительном примере 1 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошую характеристику по стеновому коэффициенту. Однако она обладает плохими характеристиками по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации и по стойкости к замораживанию/оттаиванию.
В сравнительном примере 2 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 3% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 2 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, пригодности к фиксации гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошую характеристику по стеновому коэффициенту, однако у нее плохие характеристики по прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, а также по стойкости к замораживанию/оттаиванию. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие стеариновой кислоты в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 3 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 3% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 3 имеет удовлетворительные характеристики по стеновому коэффициенту, пригодности к фиксации гвоздями и по огнеупорности, а также имеет хорошие характеристики по гифоскопичности лицевой поверхности и коэффициенту усадки из-за сатурации, однако отличается плохими характеристиками по прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за обезвоживания и по стойкости к замораживанию/оттаиванию. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие янтарной кислоты в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 4 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 4% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор парафина в таком количестве, чтобы содержание последнего составило 3% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 4 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, пригодности для фиксации гвоздями и огнеупорности, хорошую характеристику по гигроскопичности лицевой поверхности, однако обладает плохими характеристиками по прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, коэффициенту усадки из-за сатурации, по стойкости к замораживанию/оттаиванию и по стеновому коэффициенту. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие парафина в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 5 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 10% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл, 8% неразмолотой старой бумаги и не содержащая размолотой древесной массы. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 5 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, пригодности для крепления гвоздями и огнеупорности, однако имеет довольно низкую характеристику по прочности на изгиб и плохие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, коэффициенту усадки из-за сатурации и по стойкости к замораживанию/оттаиванию. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие стеариновой кислоты в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 6 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 10% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл, 8% неразмолотой старой бумаги и не содержащая размолотой древесной массы. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 6 имеет удовлетворительные характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, пригодности для крепления гвоздями и огнеупорности, а также имеет хорошую характеристику по стеновому коэффициенту, однако у нее плохие характеристики по гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за сатурации и по стойкости к замораживанию/оттаиванию. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие янтарной кислоты в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 7 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 7% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор стеариновой кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате плита в сравнительном примере 7 имеет плохие характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию, стеновому коэффициенту и огнеупорности, т.е. практически по всем основным параметрам (см. табл.1). Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие стеариновой кислоты в выделяющейся воде.
В сравнительном примере 8 для изготовления несущей плиты использовалась водная суспензия, содержащая, в частности, 7% размолотой в рафинере древесной массы с садкостью 500 мл, 6% неразмолотой древесной массы с садкостью 780 мл и 8% неразмолотой старой бумаги. В эту суспензию был добавлен эмульсионный раствор янтарной кислоты в таком количестве, чтобы содержание последней составило 0,5% от общего количества твердого вещества в суспензии. В результате, как видно из табл.1, плита в сравнительном примере 8 имеет плохие характеристики по удельному весу, влажности, прочности на изгиб, модулю упругости при изгибе, максимальной величине изгиба, гигроскопичности лицевой поверхности, коэффициенту удлинения из-за поглощения влаги, коэффициенту усадки из-за обезвоживания, коэффициенту усадки из-за сатурации, стойкости к замораживанию, стеновому коэффициенту и огнеупорности, т.е. практически по всем основным параметрам. Кроме того, в процессе обезвоживания было обнаружено наличие янтарной кислоты в выделяющейся воде.
Возможность промышленного применения изобретения
0031
Как следует из приведенного выше описания, несущая плита, изготовленная способом согласно изобретению, при высокой огнеупорности обладает превосходными техническими характеристиками, в частности низким удельным весом, составляющим не более 1,0, высокой прочностью и гибкостью, а также хорошей пригодностью для фиксации гвоздями и высокой технологичностью (сравнительной простотой и удобством в изготовлении и монтаже). Кроме того, плита имеет высокий стеновой коэффициент, равный 2,5, и высокую сейсмостойкость.
Благодаря тому, что в несущей плите, изготовленной способом согласно изобретению, на гидроксиде кальция и армирующих волокнах образовано покрытие из насыщенной карбоновой кислоты, плита имеет улучшенные характеристики по гигроскопичности, стабильности размеров и стойкости к замораживанию/оттаиванию, причем эти характеристики гарантированно сохраняются на высоком уровне в течение длительного времени.
Предложенный в изобретении способ изготовления плиты является высокотехнологичным, что сводит к минимуму возможность возникновения технологических проблем и позволяет добиться максимального эффекта при минимальном расходе насыщенной карбоновой кислоты.
1. Несущая плита, включающая цементный гидравлический материал, армирующие волокна, наполнитель и карбоновую кислоту, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты она содержит насыщенную карбоновую кислоту, в качестве наполнителя - легкий наполнитель, в качестве армирующих волокон - размолотые волокна с садкостью не более 650 мл и неразмолотые волокна при следующем соотношении компонентов, мас.% (на твердое вещество):
| цементный гидравлический материал | 20-60 |
| легкий наполнитель | 3-18 |
| размолотые волокна с садкостью не более 650 мл | 1-6 |
| неразмолотые волокна | 5-14 |
| насыщенная карбоновая кислота | 0,1-2 |
2. Несущая плита по п.1, отличающаяся тем, что насыщенная карбоновая кислота в ее составе представляет собой стеариновую или янтарную кислоту.
3. Способ изготовления плиты по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что приготавливают исходную суспензию путем диспергирования в воде цементного гидравлического материала, размолотых волокон с садкостью не более 650 мл, неразмолотых волокон и легкого наполнителя; добавляют в эту суспензию в качестве насыщенной карбоновой кислоты стеариновую или янтарную кислоту и перемешивают; затем изготавливают полуфабрикат плиты с использованием бумагоделательного процесса; и путем его обезвоживания, прессования и выдержки получают готовую плиту.
4. Способ изготовления плиты по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что приготавливают исходную суспензию путем диспергирования в воде размолотых волокон с садкостью не более 650 мл и неразмолотых волокон; добавляют в эту суспензию в качестве насыщенной карбоновой кислоты стеариновую или янтарную кислоту и перемешивают; добавляют цементный гидравлический материал и легкий наполнитель и снова перемешивают; затем изготавливают полуфабрикат плиты с использованием бумагоделательного процесса; и путем его обезвоживания, прессования и выдержки получают готовую плиту.
