Арболитовая смесь


 


Владельцы патента RU 2558040:

Дроздов Дмитрий Владимирович (RU)
Пименов Юрий Александрович (RU)
Федоров Николай Федорович (RU)

Изобретение относится к производству легких бетонов типа арболита на основе минерального вяжущего и древесного заполнителя (в виде дробленки, щепы и т.п.) и может быть использовано в производстве строительных материалов из измельченной древесины и минерального связующего, таких как фибролит, ксилолит и прочие. Технический результат заключается в улучшении подвижности и укладываемости арболитовой смеси за счет пластифицирующего воздействия целлюлозных волокон, используемых в качестве одного из ингредиентов. Не требует последующего трамбования смеси при изготовлении готовых изделий, т.е. упрощается способ изготовления готовых изделий. Арболитовая смесь содержит в своем составе цемент, древесный наполнитель, воду и суспензию целлюлозных волокон в виде бумажной макулатуры в воде, обработанной в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором, при окружной скорости вращения ротора не менее 20 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 5-15 мин до получения гомогенной массы при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 15-45, суспензия бумажной макулатуры 3-11, древесные опилки 1-10, вода остальное. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству легких бетонов типа арболита на основе минерального вяжущего и древесного заполнителя (в виде дробленки, щепы и т.п.) и может быть использовано в производстве родственных материалов из измельченной древесины и минерального связующего, таких как фибролит, ксилолит и прочие.

Известна сырьевая смесь для изготовления арболита (Патент RU №2476399, опубликованный 27.02.2013). Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.

Арболитовая смесь, содержащая портландцемент, древесную дробленку, гипс, известь, дополнительно содержит асбестовое волокно длиной 5-50 мм и предварительно обожженные при температуре 700-1000°C и молотые до полного прохождения через сетку №008 асбестоцементные отходы при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: портландцемент 20-25; древесная дробленка 60,5-62; гипс 1-1,5; известь 1-1,5; указанное асбестовое волокно 1-1,5; указанные асбестоцементные отходы 10-15, причем водоцементное отношение составляет 0,9-1,1. Арболитовую смесь укладывают в форму, уплотняют и оставляют до затвердевания. Извлеченное из формы изделие (например, плиту) выдерживают при комнатной температуре не менее 28 сут. Прочность полученных изделий при сжатии составит не менее 3 МПа.

Недостатком известного решения являются сложность состава и технологии приготовления смеси.

Известна сырьевая смесь для изготовления арболита (Патент RU №2466952 от 20.11.2012). Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит, панелей) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве. Арболитовая смесь, содержащая цемент, древесную дробленку, гипс, дополнительно содержит мылонафт и стекловолокно, нарезанное на отрезки 3-15 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 30-35; древесная дробленка 63-67,5; гипс 0,5-1; мылонафт 0,5-1,0; стекловолокно, нарезанное на отрезки 3-15 мм, 0,5-1,0, при водоцементном отношении 0,6-0,85. Недостатком арболитной смеси является сложность состава и использование достаточно дорогостоящих компонентов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к разработанной арболитовой смеси является сырьевая смесь для получения строительного материала (Патент RU №2473481, опубликованный 27.01.2013). Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве. Арболитовая смесь содержит, вес.ч.: портландцемент 33-35; древесная дробленка 61,2-63,3; гипс 1-1,5; лигносульфонат технический модифицированный 0,2-0,3; отходы ткацкого производства 2-2,5, причем водоцементное отношение составляет 0,6-0,7. Арболитовую смесь укладывают в форму, уплотняют и оставляют до затвердевания. Извлеченное из формы изделие (например, плиту) выдерживают при комнатной температуре не менее 28 сут. Прочность полученных изделий при сжатии составит не менее 3 МПа.

Недостатком известного решения являются сложность состава и технологии приготовления смеси.

Задачей изобретения является разработка более простого состава арболитовой смеси, расширение ингредиентной сырьевой базы и снижение стоимости за счет максимального использования местного сырья при сохранении высоких строительно-технических показателей.

Технический результат заключается в улучшении подвижности и укладываемости арболитовой смеси за счет пластифицирующего воздействия целлюлозных волокон, используемых в качестве одного из ингредиентов. Не требуется последующего трамбования смеси при изготовлении готовых изделий, т.е. упрощается способ изготовления готовых изделий.

Готовое строительное изделие, полученное на основе разработанной арболитовой смеси, характеризуется улучшенным качеством поверхности, которая получается более гладкой и менее пористой, что при дальнейшем использовании в строительстве повышает декоративные свойства готовых изделий. Поверхность изделия характеризуется размером пор в пределах 1-2 мкм.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что арболитовая смесь для изготовления строительных изделий, включающая цемент, древесный наполнитель и воду, дополнительно содержит в своем составе целлюлозное волокно, полученное из бумажной макулатуры. Целлюлозное волокно получают путем последовательной обработки бумажной макулатуры в воде при содержании до 11 мас.%, сначала механической мешалкой в течение 5-10 мин для грубого измельчения и возможности транспортировки по трубам и последующей обработки в виброкавитационном гомогенизаторе для получения гомогенной массы.

Гомогенизацию проводят в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором. Окружная скорость вращения ротора - не менее 20 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 5-15 мин до получения гомогенной массы без видимого наличия агрегированных волокон.

В соответствии с изобретением арболитовая смесь содержит в своем составе цемент, древесный наполнитель, воду и суспензию целлюлозных волокон в виде бумажной макулатуры в воде, обработанной в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором, при окружной скорости вращения ротора не менее 20 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 5-15 мин до получения гомогенной массы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 15-45
Суспензия бумажной макулатуры 3-11
Древесные опилки 1-10
Вода Остальное

Обработанная суспензия бумажной макулатуры в воде в составе арболитовой смеси позволяет повысить качество готовых изделий. При других способах обработки суспензии физико-механические свойства готового изделия - арболита ухудшаются.

Макулатура бумажная в составе сырьевой смеси соответствует ГОСТ 10700-97 «Межгосударственный стандарт макулатура бумажная» Настоящий стандарт распространяется: на макулатуру бумажную и картонную, применяемую в качестве вторичного сырья для переработки на бумагу, картон и другие изделия в народном хозяйстве и поставляемую на экспорт.

При этом при необходимости обработку целлюлозных волокон на виброкавитационном гомогенизаторе можно совместить с активацией цемента путем их совместной обработки.

Достаточно важной характеристикой сырьевой смеси является ее удобоукладываемость, то есть способность достаточно легко заполнять форму и при конкретном способе уплотнения, без расслаивания в процессе укладки.

Важное значение имеет реология (деформационные свойства) смеси при определенном составе ингредиентов. Применение гомогенной массы из бумажной макулатуры, обработанной в виброкавитационном гомогенизаторе обеспечивает пластичность и упруговязкость арболитовой смеси и соответственно обеспечивают хорошую удобоукладываемость.

Сырьевую смесь приготавливают следующим образом.

В смеситель вводят суспензию целлюлозных волокон в виде бумажной макулатуры в воде при содержании до 11%, далее проводят перемешивание механической мешалкой в течение 5-10 мин для грубого измельчения и возможности транспортировки по трубам, по которым направляют суспензию в виброкавитационный гомогенизатор с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором. Окружная скорость вращения ротора - не менее 20 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 5-15 мин до получения гомогенной массы без видимого наличия агрегированных волокон.

Далее обработанную суспензию бумажной макулатуры смешивают с заданным количеством цемента и древесными опилками, перемешивают 2-10 мин.

Арболитовая смесь обладает пластичностью и хорошей удобоукладываемостью в пределах 8-12 см по конусу ЦНИЛа.

Полученную арболитовую смесь укладывают в форму, уплотняют и оставляют до затвердевания. Извлеченное из формы изделие (например, плиту) выдерживают при комнатной температуре не менее 28 сут. Прочность полученных изделий при сжатии составляет до 4,0 МПа. Готовые изделия характеризуются гладкой поверхностью с размером пор в пределах 1-2 мкм.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример 1

Бумажную макулатуру в воде при содержании 11 мас.% перемешивают механической мешалкой в течение 10 мин для грубого измельчения и возможности транспортировки по трубам, по которым направляют суспензию в виброкавитационный гомогенизатор с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором. Окружная скорость вращения ротора 20 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 15 мин до получения гомогенной массы без видимого наличия агрегированных волокон.

Далее обработанную суспензию бумажной макулатуры смешивают с заданным количеством цемента и древесными опилками, перемешивают 2-10 мин.

В лабораторных условиях изготовлены из арболитовой смеси кубики размером 10·10-10. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент марки 500 15
Древесные опилки 1
Обработанная суспензия бумажной макулатуры 11
Вода Остальное

Пример 2

Бумажную макулатуру в воде при содержании 8 мас.%. перемешивают механической мешалкой в течение 5 мин для грубого измельчения и возможности транспортировки по трубам, по которым направляют суспензию в виброкавитационный гомогенизатор с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором. Окружная скорость вращения ротора 30 м/с, при этом обработку в виброкавитационном гомогенизаторе проводят в течение 5 мин до получения гомогенной массы без видимого наличия агрегированных волокон.

Далее обработанную суспензию бумажной макулатуры смешивают с заданным количеством цемента и древесными опилками, перемешивают 2-10 мин.

Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент марки 500 18
Обработанная суспензия бумажной макулатуры 6
Древесные опилки 6
Вода Остальное

Пример 3

Изготовление образцов производится по методике, изложенной в примере 1. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент марки 500 19
Обработанная суспензия бумажной макулатуры 7
Древесные опилки 10
Вода Остальное

Пример 4

Изготовление образцов производится по методике, изложенной в примере 2. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент марки 500 34
Обработанная суспензия бумажной макулатуры 2
Древесные опилки 10
Вода Остальное

Пример 5

Изготовление образцов производится по методике, изложенной в примере 1. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент марки 500 45
Обработанная суспензия бумажной макулатуры 9
Древесные опилки 1
Вода Остальное

Результаты, полученные при испытании материала, иллюстрируются данными, приведенными в таблице.

Указанные физико-механические свойства получаемого из заявленной арболитовой смеси соответствуют требованиям к нему ГОСТ 19222-84 как легкого конструкционного материала.

Лабораторные испытания проведены в лаборатории кафедры композиционных и строительных вяжущих материалов Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета).

1. Арболитовая смесь, включающая цемент, древесный наполнитель и воду, отличающаяся тем, что состав смеси дополнительно содержит суспензию целлюлозных волокон в виде бумажной макулатуры, обработанной в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором при окружной скорости вращения ротора не менее 20 м/с, при этом обработку суспензии бумажной макулатуры в виброкавитационном гомогенизаторе осуществляют в течение 5-15 мин до получения гомогенной массы при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:

Цемент 15-45
Суспензия бумажной макулатуры 3-11
Древесные опилки 1-10
Вода Остальное

2. Арболитовая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что суспензия целлюлозных волокон в воде содержит до 11 мас.% бумажной макулатуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к производству бетонов, более конкретно - к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера.

Изобретение относится к строительной промышленности, более конкретно к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве различных бетонных и растворных смесей. В способе приготовления портландцементного вяжущего с добавлением высококальциевой золы теплоэлектростанций, включающий совместное измельчение активной минеральной добавки, портландцементного клинкера, гипсового камня, доменного граншлака, их смешивание, добавление высококальциевой золы в вяжущее осуществляют в момент приготовления бетонной или растворной смеси в пределах соотношения 10:90 - 50:50.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: цемент 20,0-25,0; мелкий заполнитель 20,0-40,0; пластифицирующая добавка 0,1-1,5; вода 15,0-25,0; измельченные и просеянные через сетку №5 отработавшие печатные платы 9,9-39,5.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий во II-V дорожно-климатических зонах, а также покрытий на дорогах IV-V категорий в качестве материала для сооружения насыпей земляного полотна и укрепления грунтовых оснований строительных и других площадок.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления бетона, содержит, мас.%: портландцемент 18-28; мелкий заполнитель 29,9-38,5; пластифицирующая добавка 0,1-1.5; вода 12-26; измельченные и просеянные через сетку №5 отработавшие калькуляторы с предварительно извлеченными из них элементами питания 16-30.

Изобретение относится к добавке для цементирующей композиции, содержащей микрофибриллярную целлюлозу и/или ее производное. Изобретение также относится к способу изготовления вышеуказанной добавки и к применению микрофибриллярной целлюлозы и/или ее производного в добавке в бетон.

Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к материалам, наносимым на наружную поверхность труб в качестве защитного утяжеляющего покрытия. Технический результат - обеспечение плотности защитного бетонного материала в пределах от 2600 до 3400 кг/м3.
Изобретение относится к области строительства, в частности к материалам на основе отходов деревообработки, и может быть использовано для тепловой изоляции и балластировки подводных теплопроводов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.

Изобретение относится к способу получения органоминеральной добавки в строительные материалы при реагентном обезвреживании нефтесодержащих шламов и может быть использовано в строительной и нефтегазовой отраслях.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных изделий, преимущественно кирпича, керамических камней.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий (плит, кирпича, блоков и др.) на основе гипсовых вяжущих. Технический результат заключается в обеспечении прочного сцепления заполнителя с затвердевшим гипсовым (алебастр) тестом.

Изобретение относится к способам окомкования кальцийсодержащих шламовых материалов, включая шламовые отходы химводоочистки ТЭЦ, шлаков металлургического производства, и может использоваться для утилизации отходов ТЭЦ, металлургического, камнеобрабатывающего и других производств, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве для раскисления подзолистых почв, в качестве флюсов при выплавке чугуна из железных руд и в других сферах.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению легких заполнителей. Технический результат заключается в повышении морозостойкости и снижении водопоглощения заполнителя.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.
Изобретение относится к способам приготовления сухих строительных смесей и может найти применение в строительной промышленности. .

Изобретение относится к области производства огнеупорных изделий, более конкретно к линии для изготовления профильных изделий из керамики, и может найти применение при производстве широкой гаммы сравнительно дешевых огнеупорных керамических изделий сложной конфигурации, изделий с многочисленными каналами или с открытыми пазами различного сечения, в том числе для высокотемпературных керамических фильтров, теплообменников, изоляторов и др. Линия для изготовления профильных изделий из керамики содержит три участка. Первый участок предназначен для подготовки шихты с оборудованием для помола, дозирования и смешивания ингредиентов сырья и связующего. Второй участок предназначен для формовки полуфабрикатов изделий, содержит поршневой пресс и экструдер. Третий участок предназначен для термической обработки полуфабрикатов изделий в камерной электропечи, содержит средства для транспортировки сырья и полуфабрикатов внутри и между участками, блоки питания и управления. При этом первый участок дополнительно содержит оборудование для грубого и тонкого помола по фракциям компонентов шихты на основе алюмосиликатного сырья, включающего глинозем, электрокорунд и/или пирофиллит, оборудование для приготовления и размещения в первой и второй накопительных емкостях пластифицирующего компонента и нанодисперсного неорганического связующего и оборудование для дозированной подачи и смешивания указанных ингредиентов в виде однородной шихтовой смеси пластичной консистенции. Второй участок дополнительно содержит поршневой пресс, выполненный в виде вакуумного пресс-экструдера, средства для заполнения и уплотнения шихтовой смеси в полости поворотного цилиндра, средства для размерной обработки полуфабрикатов изделий по длине на выходе сменной профилирующей насадки, гидравлическую и вакуумную системы, блок питания и управления поршневым прессом. Пресс-экструдер включает корпус и шарнирно закрепленные на нем поворотный цилиндр с экструдером, снабженным сменной профилирующей насадкой. Третий участок дополнительно содержит последовательно соединенные сушильную камеру, камерную электропечь, выполненную с возможностью обработки полуфабрикатов изделий при температуре 650-850°C, и леер для отжига выходящих из печи профильных изделий. Причем выход первого и вход второго участков соединены посредством первого ленточного транспортера для перемещения шихтовой смеси пластичной консистенции к загрузочной полости поворотного цилиндра пресс-экструдера. Выход второго и вход третьего участков соединены посредством второго ленточного транспортера для перемещения полуфабрикатов изделий из пресс-экструдера через сушильную камеру к входу камерной электропечи, выход которой соединен посредством третьего ленточного транспортера для перемещения профильных изделий через леер на склад готовой продукции. Техническим результатом является устранение недостатков известных технических решений, повышение эксплуатационных характеристик линии и снижение показателей брака при изготовлении профильных керамических изделий сложной конфигурации. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх