Строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки

Авторы патента:

C04B28/26 - силикаты щелочных металлов

C04B22/124 - Использование неорганических материалов в качестве активных ингредиентов для строительных растворов, бетона или искусственных камней, например ускорителей

C04B18/265 - Использование агломерированных или отработанных материалов или отходов в качестве наполнителей для строительных растворов, бетона или искусственных камней (использование отработанных материалов для производства цемента C04B 7/24); обработка агломерированных или отработанных материалов или отходов, специально предназначенная для усиления их наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

C04B18/26 - древесина, например опилки, древесная стружка

C04B16/02 - целлюлозные материалы (целлюлозные отходы, например древесные опилки, рисовая шелуха C04B 18/24)

Владельцы патента RU 2716632:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов для жилищного и гражданского строительства. Строительный материал, полученный из смеси, включающей, мас.%: вяжущее, представляющее собой композицию, содержащую трепел, размолотый до удельной поверхности 2000 м²/г, - 40 и портландцемент марки 32,5 - 60, щепу, полученную при измельчении кусковых отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, из древесины хвойных, лиственных пород или их смеси, длиной не более 60 мм и толщиной не более 30 мм - 28, воду - 32, при этом в воду добавляют хлорид кальция в количестве 2% от объема воды. Технический результат - упрощение технологического процесса изготовления материала, утилизация отходов. 1 табл.

Известна сырьевая смесь для изготовления арболита, включающая цементное вяжущее, древесный заполнитель и минерализатор (И.Х. Наназашвили. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. - Л.: Стройиздат, 1990, с. 99-105).

Недостатком известной сырьевой смеси является фактор присутствия в бетонной смеси выделяющихся из древесины «цементных ядов» - водорастворимых редуцирующих веществ, препятствующих гидратации цементного вяжущего, а также использование в качестве вяжущего дорогостоящего портландцемента.

Известна сырьевая смесь для изготовления арболита, включающая древесный заполнитель, минеральное вяжущее и воду, причем в качестве древесного заполнителя арболитовая смесь содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит, а в качестве вяжущего - бесцементную зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-уноса, микрокремнезема, являющегося отходом производства кристаллического кремния, и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии, получаемых в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный древесный заполнитель 20-24; высококальциевая зола-унос 37-43; указанный микрокремнезем 2,3-2,8; указанные солевые минерализованные стоки 0,9-1,0; вода – остальное (Патент РФ №2602279, дата приоритета 30.09.2015, дата публикации 20.11.2016, авторы: Шевченко В.А. и др., RU).

Недостатком известной сырьевой смеси является ограниченность ее распространения только в крупных промышленных узлах в силу необходимости использования отходов металлургического производства, производства древесно-стружечных плит, золы-уноса ТЭЦ.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является композиционный материал на основе трепела сухоложского месторождения Свердловской области, включающий вяжущее и отходы деревообработки, где смесь содержит в качестве вяжущего суспензию, полученную перемешиванием трепела, размолотого до удельной поверхности 2000 м2/г, 40%-ного раствора едкого натра и воды в весовом соотношении 1:1,34:3,10, выдержкой при 95°C в течение 4 ч и охлаждением, в качестве отходов деревообработки - щепу и дополнительно кремнефтористый натрий и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная суспензия 47-55, кремнефтористый натрий 4-6, микрокремнезем 8-10, щепа 33-37. (Патент РФ №2561438, дата приоритета 03.07.2014, дата публикации 27.08.2015, авторы: Радаев С.С. и др., RU, прототип).

Недостатком данного материала является сложность технологического процесса изготовления, необходимость применения наряду с природными материалами химических добавок в значительном количестве, а также необходимость наличия источника техногенных минеральных добавок.

Технический результат - упрощение технологического процесса изготовления материала, обусловленное уменьшением количества компонентов смеси за счет сочетания искусственного высокоэффективного минерального вяжущего и природной, подвергаемой незначительной обработке, активной минеральной добавки.

Указанный технический результат достигается тем, что строительный материал, полученный из смеси, включающей вяжущее, щепу и воду, отличающийся тем, что вяжущее представляет собой композицию, содержащую активную минеральную добавку – трепел, размолотый до удельной поверхности 2000 м²/г, и портландцемент марки 32,5 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент – 60, трепел – 40; в качестве древесного заполнителя – щепу, полученную при измельчении кусковых отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, при этом в воду добавляется хлорид кальция в количестве 2 % от объема воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: вяжущее – 40, щепа из древесины хвойных, лиственных пород или их смеси, длиной не более 60 мм и толщиной не более 30 мм – 28, вода – 32.

Примеры альтернативных составов, в которых отражены конкретные значения всех компонентов, приведены в табл.1. Выбранные соотношения компонентов соответствуют образцу №2.

Таблица 1

№ образца	Щепа, %	Вяжущее, %	Вода, %	Вода+CaCl₂, %	Вода+раствор NaOH, %	Режим формования	Условия твердения
1	23	35	-	-	42	Механизированное формование	20±2^оС, при W=60-70%
2	28	40	-	32	-	Механизированное формование	21±2^оС, при W=60-70%
3	20	35	45	-	-	Механизированное формование	22±2^оС, при W=60-70%
4	24	33	-	43	-	Механизированное формование	23±2^оС, при W=60-70%

Наличие активного кремнезема в трепеле приводит к образованию веществ, нейтрализующих образующиеся при взаимодействии с водой как портландцемента, так трепела гидратов окиси кальция, и тем самым способствует снижению выделения «цементных ядов». Кроме того, активная добавка, связывая гидрат окиси кальция в нерастворимые соединения, снижает его концентрацию в водном растворе твердеющей цементной массы и тем ускоряет гидролиз содержащихся в клинкере силикатов кальция (А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1973, с. 383).

Приготовление композиционного вяжущего осуществляют следующим образом: тщательно перемешивают размолотый до удельной поверхности 2000 м²/г трепел, портландцемент марки 32,5 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент - 60, трепел - 40.

Применяемая щепа должна соответствовать ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая. Технические условия». Щепа может быть получена из древесины хвойных и лиственных пород, а также их смеси и имеет размеры: длина не более 60 мм, толщина не более 30 мм.

Получаемый строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки по показателю прочности на сжатие незначительно уступает аналогичному по составу материалу, где в качестве вяжущего используется только портландцемент, при этом замена части портландцемента на трепел позволяет существенно снизить стоимость материала.

Строительный материал, полученный из смеси, включающей вяжущее, щепу и воду, отличающийся тем, что вяжущее представляет собой композицию, содержащую активную минеральную добавку – трепел, размолотый до удельной поверхности 2000 м²/г, и портландцемент марки 32,5 при следующем соотношении, мас.%: портландцемент – 60, трепел – 40, в качестве древесного заполнителя – щепу, полученную при измельчении кусковых отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, при этом в воду добавляется хлорид кальция в количестве 2% от объема воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: вяжущее – 40, щепа из древесины хвойных, лиственных пород или их смеси, длиной не более 60 мм и толщиной не более 30 мм – 28, вода – 32.

Изобретение относится к области техники модификации формовочной смеси для литейного производства, в частности к отверждающему средству для жидкого стекла для литейного производства, его получению и применению.

Состав для изготовления теплоизоляционного материала // 2704754

Изобретение относится к химической промышленности. Заявлен состав для изготовления теплоизоляционного материала, содержащий мас.

Теплоизоляционная и огнезащитная композиция и способы ее получения // 2691325

Изобретение относится к теплоизоляционной и огнезащитной композиции и способу получения ее и может использоваться в качестве средства обеспечения защиты поверхностей и конструкций изделий, строительных материалов, зданий, других сооружений от температурного воздействия, в том числе высокотемпературного воздействия, например пожаров, открытого пламени, тепловых потоков внешней среды.

Термоизоляционная масса // 2684656

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к термоизоляционным массам, и может быть использовано для теплоизоляции, ремонта тепловых, печных агрегатов с температурой применения 1300°С, например для уплотнения соединительных швов огнеупорных форм, подвергающихся кратковременному воздействию высоких температур, при алюминотермитной сварке стыков железнодорожных рельсов.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2674449

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.

Состав и способ изготовления динасового жаростойкого бетона // 2672681

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из динасового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение термической стойкости и водостойкости изделий из динасового жаростойкого бетона.

Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона // 2672361

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона.

Состав и способ изготовления шамотного жаростойкого бетона // 2670806

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из шамотного жаростойкого бетона.

Состав для отделки // 2669317

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам для отделки, и может быть использовано в качестве шпатлевки для выполнения отделки наружных фасадов и внутренних стен зданий.

Состав и способ изготовления корундового жаростойкого бетона // 2668594

Изобретение относится к жаростойким бетонам. Состав для изготовления корундового жаростойкого бетона, включающий: связующее, электроплавленный корундовый заполнитель, тонкомолотый электроплавленный корунд, тонкомолотый технический глинозем, тонкомолотый диатомит и нагретую воду, содержит в качестве связующего коллоидный полисиликат натрия с силикатным модулем 6,5, полученный путем введения в 20%-ный водный раствор силиката натрия 16%-ного гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1:1,6, перемешивания при 100°С в течение 3,0 ч с выдержкой при указанной температуре не более 0,5 ч, и дополнительно - природный аморфный тонкодисперсный кремнезем с содержанием 20% нанодисперсных частиц, имеющий следующий химический состав, мас.

Способ приготовления бетонной смеси // 2714895

В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание цемента, заполнителей, суперпластификатора и воды затворения, в бетоносмеситель сначала загружают мелкий заполнитель, представляющий собой смесь природного кварцевого песка с модулем крупности до 1,5 и отсева камнедробления фракции 0-5 мм с модулем крупности не ниже 2,5 при соотношении соответственно (масс %): (40-50):(50-60), а в качестве суперпластификатора комплексный суперпластификатор на основе поликарбоксилата и часть воды затворения в количестве 55-65% от общего ее расхода и предварительно перемешивают их в течение 80-90 с, затем в бетоносмеситель загружают крупный заполнитель, цемент и остальную часть воды затворения, после чего бетонную смесь окончательно перемешивают в течение 50-60 с.

Сырьевая смесь для пенобетона // 2713291

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления легкого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве.

Сырьевая смесь для получения неавтоклавного пенобетона // 2712883

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве теплоизоляционного пенобетона неавтоклавного твердения. Сырьевая смесь для получения неавтоклавного пенобетона включает, мас.%: портландцемент 35-45, золу-уноса ТЭЦ процентной концентрации SiO2 60,7% 20-27, пенообразующую добавку на протеиновой основе 0,05-0,2, минеральную дисперсную кальций-силикатсодержащую или кальций-магний-силикатсодержащую горную породу - волластонит или диопсид с удельной поверхностью 100 м2/кг 0,1-0,7, воду - остальное.

Бетонная смесь // 2712873

Изобретение направлено на получение самоуплотняющихся высокопрочных бетонов с пределом прочности при сжатии не ниже 115 МПа, что соответствует классу В100 и выше, с улучшенными деформативными свойствами, характеризующегося значениями начального модуля упругости в диапазоне от 53 до 60 ГПа и сниженной величиной усадочных деформаций до 37,6⋅10-5.

Композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий // 2712215

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве. Предложена композиционная сырьевая смесь для изготовления дорожных покрытий, содержащая (в мас.%): промышленный отход металлургического производства - доменный основной гранулированный шлак (46-49), органоминеральную добавку - комплексную добавку, состоящую из «Линамикс ПК» (1-3) и битумной эмульсии (4-6), и кремнеземсодержащий компонент - гидроотвальную низкокальциевую буроугольную золу ТЭС (44-47).

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого полимербетона, модифицированного микрокремнеземом // 2711169

Настоящее изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций, тротуарной плитки, бордюров, для устройства верхних слоев дорожного полотна и их последующем ремонте, а также для ремонта трещин и в качестве заполнителя соединительных швов.

Сухая смесь для приготовления расширяющегося тампонажного раствора // 2710943

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к сухим смесям для приготовления расширяющегося тампонажного раствора, используемого при цементировании скважин.

Состав для получения газобетона // 2710579

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных изделий из газобетона неавтоклавного твердения, применяемых для строительства жилых, административных и промышленных зданий и сооружений.

Способ изготовления изделия из волокнистого цемента // 2710576

Группа изобретений относится к производству изделия из волокнистого цемента, в частности листов или панелей из волокнистого цемента, и таких изделий из волокнистого цемента, как листы из волокнистого цемента или панели из волокнистого цемента.

Звукопоглощающий бетон // 2708776

Изобретение относится к составам бетона и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для изготовления цементных композитов с высокими звукопоглощающими свойствами.

Способ изготовления пенобетона // 2710061

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения теплоизоляционных материалов. Способ изготовления пенобетона включает приготовление суспензии кремнеземсодержащего компонента путем электрогидравлического диспергирования в воде боя стекла до удельной поверхности не менее 3500 см2/г и максимального размера частиц не более 100 мкм, модификацию полученной суспензии путем последовательного введения едкой щелочи и пластифицирующей добавки, ее перемешивание с предварительно приготовленной технической пеной путем обработки в пеногенераторе водного раствора белкового пенообразователя, заполнение форм и сушку, при следующем соотношении компонентов, мас.%: молотое стекло 65–80, едкая щелочь 0,05–1, пластифицирующая добавка 0,05–2, белковый пенообразователь 0,2–2, вода - остальное.