Наноструктурированный древесно-минеральный композитный материал


 


Владельцы патента RU 2542025:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве древесно-минеральных плит и отделочных материалов в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат заключается в повышении прочности, водостойкости. Нанострутурированный древесно-минеральный композитный материал, включающий древесный заполнитель, связующее и воду, дополнительно содержит армирующий наполнитель из базальта со средним размером частиц 50-100 нм, а в качестве древесного заполнителя используют древесину хвойных пород в виде микродиспергированных частиц древесины со средним размером частиц 1-2 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесина 40-55, базальт 30-40, гашеная известь 10-15, вода остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве древесно-минеральных плит и отделочных материалов в промышленном и гражданском строительстве.

Известна гипсостружечная плита (ГСП) на основе гипса и древесной стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс - 83%, древесная стружка - 15%, вода - остальное. Формовочная масса, включающая гипс, равномерно армированный древесной стружкой по всему объему, и воду, прессуется полусухим методом (http://www.pgz-dekor.ru/products/gipsostrujechnaya-plita/-аналог).

Однако данная плита имеет низкую водостойкость, вследствие чего она не может быть использована в помещениях с влажным режимом.

Известны цементно-стружечные плиты (ЦСП) содержащие стружку древесины хвойных пород, цемент и минеральные добавки. Процесс изготовления такой плиты включает смешивание стружки с минеральными веществами, портландцементом высокой марки и водой, формирование трехслойного цементно-стружечного ковра из двух наружных мелкодисперсных и одного внутреннего крупнодисперсионного и прессование (http://www.tamak.ru/pages/csp_manuf.html - аналог).

Недостатками такой плиты являются недостаточная прочность при изгибе и относительно высокое водопоглощение, что затрудняет его использование как отделочного материала в помещениях с высокой влажностью.

Известен теплоизоляционный строительный материал, содержащий древесный заполнитель из смеси опилок, перфорированной стружки и древесной дробленки, связующее в виде негашеной извести и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный заполнитель - 22-26, негашеная известь - 27-31, вода - 47 (Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №93011579, МПК С04В 28/10, 1995 - прототип).

Материал имеет следующую характеристику предела прочности на сжатие - 0,8-1 МПа.

К недостаткам такого материала можно отнести низкую прочность и водостойкость, а также его хрупкость.

Задача заявляемого изобретения - повышение показателей прочности, водостойкости, а также обеспечение огнестойкости и звукоизолирующих свойств материала.

Это достигается тем, что материал, включающий древесный заполнитель, связующее в виде извести и воду, дополнительно содержит армирующий наполнитель из базальта со средним размеров частиц 50-100 нм, а в качестве древесного заполнителя содержит древесину хвойных пород в виде микродиспергированных частиц древесины со средним размером частиц 1-2 мкм, при следующем соотношении компонентов:

Древесина - 55-40%

Базальт - 30-40%

Известь - 10-15%

Вода - Остальное.

В качестве примеров, реализующих данный композит, можно представить следующие варианты плит толщиной 20 мм:

Состав Прочность на сжатие, МПа Водопоглощение,
%
I Базальт 20% 12 20
Гашеная известь 10-15%
Древесина 50-40%
Вода остальное
II Базальт 30% 16 14
Гашеная известь 10-15%
Древесина 55-40%
Вода остальное
III Базальт 40% 20 12
Гашеная известь 10-15%
Древесина 40-30%
Вода остальное
IV Базальт 50% 15 10
Гашеная известь 10-15%
Древесина 30-20%
Вода остальное

Изготовление наноструктурированного древесно-минерального композита (ДМК) происходит следующим образом:

В качестве матрицы используется древесина хвойных пород в виде микродиспергированных частиц древесины со средним размером частиц порядка 1-2 мкм (древесная мука), армированный частицами базальта со средним размером частиц порядка 50-100 нм. Необходимые размеры частиц базальта и древесины получаются в результате механического помола на шаровых мельницах и вибромельницах. Частицы базальта смешиваются с водой в специальных ваннах при помощи смесителя с мешалками. Крупные частицы базальта осаждаются на дно емкости, а мелкие частицы образуют седиментационно устойчивый коллоидный раствор, в который помещаются армируемые базальтом частицы древесины. В результате поглощения воды древесина разбухает, объем ее поровой структуры увеличивается. В результате интенсивного перемешивания этот объем самопроизвольно заполняется концентрированным коллоидным раствором базальта. После насыщения поровой структуры древесины коллоидным раствором базальта, армированную базальтом древесную суспензию при помощи насосов откачивают из ванн и сушат до постоянной влажности в специальных сушильных камерах. В результате сушки происходит резкое уменьшение объема поровой структуры древесины. Вода испаряется, а внутри поровой структуры древесины остаются армирующие частицы базальта. Затем армированная базальтом древесная мука смешивается с гашеной известью. Данная смесь тщательно перемешивается, затворяется водой, еще раз тщательно перемешивается и укладывается в формы. Формы укладываются на вибростолы, где происходит уплотнение смеси. Далее формы с уплотненной смесью отправляются в сушильные шкафы, где набирают необходимую прочность.

Данный древесно-минеральный композит благодаря своей структуре обладает повышенными показателями прочности, водостойкости, огнестойкости и звукоизоляции. В связи с тем, что композит содержит вещества только природного происхождения, данный материал является экологически чистым и безопасным.

Нанострутурированный древесно-минеральный композитный материал, включающий древесный заполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит армирующий наполнитель из базальта со средним размером частиц 50-100 нм, а в качестве древесного заполнителя используют древесину хвойных пород в виде микродиспергированных частиц древесины со средним размером частиц 1-2 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Древесина - 55-40
Базальт - 30-40
Гашеная известь - 10-15
Вода - Остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу получения теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки. Технический результат заключается в снижении плотности и теплопроводности материала.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касайся изготовления изделий (блоков) из арболита с одновременным получением на их поверхности основы для штукатурки.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит, панелей) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок.
Изобретение относится к промьшленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.
Изобретение относится к области производства стеновых строительных материалов. Сырьевая смесь для изготовления кирпича включает, мас.%: древесные опилки 52,8-59,7; кварцевый песок 15,0-20,0; портландцемент 25,0-27,0; метилсиликонат натрия 0,05-0,1; волокнистые отходы прядильного или ткацкого производства текстильной промышленности 0,1-0,25, при водоцементном отношении 0,6-0,65.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Изобретения относятся к жидкой композиции для получения фотополимеризационноспособной пленки для записи голограмм, способу получения такой жидкой композиции и способу получения фотополимеризационноспособной пленки.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в зондовой сканирующей микроскопии и атомно-силовой микроскопии для диагностирования и исследования наноразмерных структур.

Изобретение относится к полупроводниковым нитридным наногетероструктурам и может быть использовано для изготовления светодиодов видимого диапазона с длиной волны 460±5 нм.
Изобретение относится к медицине и ветеринарии и может быть использовано для лечения и профилактики эхинококкозов и других цестодозов человека и животных. Описан гель, содержащий структурированные нановезикулы - ниосомы, изготовленные на основе кремнийорганических соединений с включенным в них антигельминтным препаратом - альбендазолом.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и представляет собой средство внутриклеточной доставки биологически активного высокомолекулярного соединения, содержащее высокомолекулярное соединение, выбранное из белка сыворотки молока, пептидных фрагментов белка сыворотки молока, белка вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней, термостабильного белка туберкулина, выделенного из микобактерии Mycobacterium bovi, белка M1 вируса гриппа штамма PR8, белка вируса ящура VP1, наночастицы - коллоидный селен, дистиллированную воду, причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении в мас.%.

Группа изобретений относится к области нанотехнологий, в частности к технологиям получения углеродных наноструктур и наноматериалов для применения в качестве подложек для нанесенных катализаторов, высокопрочных наполнителей, и касается полых углеродных наночастиц, углеродного наноматериала и способа его получения.

Изобретение относится к биотехнологии. Описываются самоорганизующиеся пептидные наночастицы (SAPN), включающие эпитопы Т-клеток и/или эпитопы В-клеток.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7.

Изобретение относится к области нанотехнологии и наноэлектроники. Способ формирования наноразмерной пленки карбида вольфрама включает нанесение на полупроводниковую или диэлектрическую подложку в процессе импульсно-плазменного осаждения на двуканальной установке импульсного осаждения электроэрозионной дуговой плазмы двухслойной структуры покрытия суммарной толщиной 5 нм, состоящей из пленки вольфрама и пленки углерода, и карботермический синтез в вакууме при давлении не выше 5·10-4 Па и температуре не более 450°C не более 10 мин со скоростью нагрева и охлаждения не менее 25 град/мин при соотношении толщин пленок вольфрама и углерода 5:1 и 3,5:1.

Изобретение относится к энергетике, транспорту, нефтехимической и другим отраслям промышленности. Мембранный фильтр содержит корпус (4), фильтроэлементы, установленные в его полости и смонтированные на трубной доске (15) посредством штуцеров (18), гидроаккумулятор (3), подводящий патрубок (11), боковой (1) и нижний (10) отводящие патрубки, распределительную решетку (14) с отверстиями, соединенные с патрубками (1, 10, 11) краны (5, 6, 7). Фильтроэлементы состоят из круглой цилиндрической пористой подложки (12) и наноструктурной мембраны (8), которые снизу и сверху ограничены нижним (9) и верхним (2) адаптерами. Один фильтроэлемент расположен в центре корпуса (4), а другие фильтроэлементы установлены в один ряд, и образуют гексагональную упаковку. Под трубной доской (15) укреплена направляющая пластина (19), имеющая отверстия для прохода штуцеров (18) и образующая с ней плоский щелевой канал. Наружная боковая поверхность штуцеров (18) установлена с касанием внутренней боковой поверхности отверстий направляющей пластины (19). Нижние концы фильтроэлементов введены в соответствующие им отверстия распределительной решетки (14) с образованием между ними кольцевых каналов. В полости корпуса(4) вдоль его внутренней боковой поверхности установлена разделительная обечайка (13) с образованием между ними кольцевого канала. Верхняя часть разделительной обечайки (13) соединена с периферийной частью направляющей пластины (19). В радиальном направлении исключен выход направляющей пластины (19) за пределы разделительной обечайки (13). Технический результат - повышение эффективности очистки жидкости. 5 ил.
Наверх