Способ изготовления теплоизоляционного материала

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий для теплоизоляции строительных конструкций. С целью повышения прочности, водостойкости, однородности способ изготовления теплоизоляционного материала включает дозировку, перемешивание компонента в смеси скопа, активного ила, вспученного перлитового песка, кремнефтористого натрия, диаммония фосфата путем аэрации воздуха в течение 0,5 - 3,5 сут при расходе воздуха 40 - 350 м<SP POS="POST">3</SP>/м<SP POS="POST">3</SP> до снижения удельного сопротивления фильтрации до 5<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">1</SP>° - 60<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">1</SP>° см/г, формирование и сушку, при следующем соотношении компонентов, мас.%: скоп 41,7 - 49,6

активный ил 5,0 - 20,8

вспученный перлитовый песок 14,5 - 15,6

кремнефтористый натрий 3,1 - 14,5

диаммоний фосфат 16,4 - 18,8. Теплоизоляционные изделия плотностью 150 - 184 кг/м<SP POS="POST">3</SP> имеют коэффициент теплопроводности 0,042 - 0,052 Вт/м<SP POS="POST">.</SP>к, предел прочности при изгибе 0,80 - 0,92 МПа, водопоглощение за 24 ч по массе 58 - 65%, однородность материала по коэффициенту вариации показателей: плотности 304 - 5,6%, предела прочности при изгибе 3,1 - 5,3%. 6 табл.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Д1) С 04 В 38/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,(21) 4269213/23-33 (22) 20,05.87 (46) 30.06 ° 90. Бюл. ¹ 24 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория ЪособлстройЦНИЛ" Главмособлстроя и Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации гидротехнических сооружений инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) Л.А.Бухтина, А.Б.Васильева, E.В.Двинских, E.Ñ.Äðà÷èêîâà, О.Ш.Кикава, С.А.Перлов, 9).Н.Савин, Е.С.Фирскин, Н.С.Щекина и А.Б.Щербак (53) 662.998(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1162772, кл. С 04 В 38/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1079645, кл. С 04 В 38/08, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий для теплоизоляции строительных конструкций. С целью повыИзобретение относится к произ,водству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий для теплоизоляции строительных конструкций.

Целью изобретения является повышение прочности, водостойкости, од.нородности.

Сущность изобретения состоит в том, что при перемешивании компонентов путем аэрации воздухом проис„„SU „„1574577

2 шения прочности, водостойкости, однородности способ изготовления теплоизоляционного материала включает дозировку, перемешнвание компонента в смеси скопа, активного ила, вспученного перлитового песка, кремнефтористого натрия, диаммония АосАата путем аэрации воздуха в течение

0,5-3,5 сут при расходе воздуха

40-350 м /и до снижения удельного сопротивления фильтрации до 5 10 се

60 10 4 см/г, формование и сушку, при следующем соотношении компонентов, мас.7.: скоп 41,7-49,6; активный ил 5,0-20,8; вспученный перлитовый песок 14,5-15,6; кремнеАтористый натрий 3, 1-14,5; диаммонии фосфат 16,4- 18,8. Теплоизоляционные изделия плотностью 150-184 кг/м з имеют коэффициент теплопроводности

10,042-0,052 Вт/м К, предел прочности при изгибе 0,80-0,92 МПа, водопоглощение за 24 ч по массе 58-65%, однородность материала по коэффици-, енту вариации показателей: плотнос.ти 3,4-5,67, предела прочности при изгибе 3,1-5,37.. 6 табл. ходит окисление легкозагнивающих коллоицных органических веществ, содержащихся в скопе и активном иле, что приводит к повышению прочности материала. Входящий в состав композиции перлитовый песок, являясь центром хлопьеобразования, способствует улучшению влагоотдачи при формовании композиции, повышению прочности материала. Активный ил благо-. даря своей мелкодисперсной. структу1574577 ре проникает в поры перлитового песка, имеющего высокоразвитую открытую поверхность, при этом происходит кальматация пор находящимся в активном иле белком. В результате этого процесса снижается водопоглощение конечного продукта — теплоиэоляционного материала, Исключение из состава компоэипии гидрофобизатора снижаеч стоимость материала.

Содержание в композиции скопа меньше 41,7 мас. снижает прочность материала (до 0,64 МПа) в связи с уменьшением армирующего эффекта от его использования. Содержание скопа более 49,6 мас.% приводит к повьппению водопоглощения материала (до

80 ), увеличению его средней плотности и коэффициента теплопроводности, увеличению его средней плотности и коэффициента теплопроводности. Содержание в композиции активного ила меньше 5,0 мас. . повьппает водопоглощение материала (до

80X), более 20,8 мас. — снижает его прочность (до 0,54 NIIa) и ухудшает технологические процессы, происходящие при формовании, приво-дит к снижению удельного сопротивления фильтрации и производительности оборудования.

Наличие в композиции перлитового песка меньше 14,5 мас. снижает прочность и повьппает водопоглощение материала из-эа снижения количества центров хлопьеобраэования и формирования пористой структуры; при содержании более 15,6 мас.X повышается водопоглощение (до 103 ).материала.

Введение антисептика — кремнефтористого натрия меньше 3, 1 мас.% повьппает водопоглощение материала (до 80 ) и не обеспечивает материалу требуемой биостойкости, а введение более 14,5 мас. является экономически нецелесообразным.

Содержание в композиции диаммоний фосфата менее 16,4 мас. снижает прочность материала (до 0,54 МПа), а вьппе 18,8 мас. является экономически нецелесообразньм.

Аэрация менее 0,5 сут снижает прочность и водостойкость материала (до 0,64 NIIa и 80% соответственно), так как не обеспечивает полной биофлокуляции ила и перлита,аэрация более 3,5 сут снижает прочность и водостойкость в результате того, что

1 5

55 при длительной аэрации происходит отмирание активного ила, деструкция частиц аэрируемой композиции.

Подача воздуха в количестве менее

40 мз/м влияет отрицательно на прочь ность и водостойкость материала (снижает до 0,64 МПа и 103 соответственно), так как такой расход недостаточен для биофлокуляции компонентов. Подача более 350 мз/м з экономически нецелесообразна, снижает прочность материала (до 0,64 МПа), так как большой расход воздуха приводит к дроблению частиц — флокул и разрыхлению структуры материала.

Удельное сопротивление менее

5 .10< см/г является показателем мелкодисперсной структуры композиции, которая снижает прочность материала.

При удельном сопротивлении более

60 10 см/г значительно ухудшается влагоотдача, в результате чего за счет повышенного влагосодержания при сушке образуется дополнительная пористость, которая приводит к увеличению водопоглощения.

При значениях удельного сопротивления 5 ° 10 -60 10" см/г достигаются наибольшие значения прочности и наименьшие значения водопоглощения, а также достигается наиболее высокая скорость сушки, что снимает стоимость материала, так как снижаются затраты на его сушку.

-Повьппение содержание скопа (более

49,6 ) и снижение содержания активного ила (менее 5X) приводит к увеличению продолжительности аэрации (свыше 3,5 сут) и повьппению расхода воздуха (свыше 350 м э/м э) . Такая длительная и интенсивная аэрация сопровождается. дроблением частиц (удельное сопротивление менее 5 10" см/г), увеличивает расход перлитового песка (более 15,6X) и антипирена (более 18,8X) и снижает прочность материала.

Снижение содержания скопа (менее

41,7X) и повышение содержания активного ила (более 20,8X) приводит к снижению продолжительности аэрации (менее 0,5 сут) и уменьшению расхода воздуха (менее 40 м /м ). Повышение содержания активного ила в компози- ции, обладающего способностью удерживать влагу приводит к увеличению удельного сопротивления фильтрации (более 60 10"осм/г), повышает расход . антисептика (более 14,5 ), снижает

74577 6

45 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ изготовления теплоизоляционного материала, включающий до50

55,компонентов осуществляют аэрацией воздухом в течение 0 5-3 5 сут при расходе воздуха 40-350 м /м до з э

;снижения удельного сопротивления

5 15 расход перлитового песка (менее

14,5%), что приводит в конечном итоге к снижению водостойкости материала.

Для изготовления теплоизоляционного материала используют скоп — отход механической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства; насыпная плотность 350-400кг/м з теплотворная способность 1000 ккал; относительная влажность 66-81Х.

Химический состав скопа представлен в табл. 1.

Активный ил — отход биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства: дисперсность активного ила 30-80 мк; влажность

98,2-99,5Х.

Химический состав активного ила представлен в табл. 2 °

Перлитовый песок: насыпная плотность — 70 кг/м ; согласно ГОСТ

10832-74, диаммоний фосфат соответствует ГОСТ 8515-75, кремнефтористый натрий — ТУ 87-77.

Пример 1. 49,6Х скопа и 5Х активного ила загружают в смеситель, в который одновременно подают воздух в количестве 350 м /мэ, после

3 аэрации в течение 10 мин в смеситель подают вспученный перлитовый песок в количестве 14,5Х и добавки— кремнефтористый натрий 14,5Х, диаммоний фосфат 16,4 .

Давление воздуха принимают из расчета обеспечения концентрации растворенного кислорода в аэрируемой смеси 2-3 мг/л и составляет 0,050,06 МПа.

После аэрации в течение 3 5 сут и снижения удельного сопротивления фильтрации по 5.0 10 см/г аэрацию прекращают и композицию направляют на формование на вакуум-прессе, где из нее удаляют часть воды. Отформованную плиту с влажностью 70-75Х сушат до остаточной влажности 8-10Х в течение 10-11 ч при 100 С. Давление формования 0,05 МПа.

Пример 2. 45 7Х скопа и

12,9 активного ила загружают в смеситель, в который одновременно подают воздух в количестве 40 м /м з.

После аэрации воздухом в течение

10 мин в смеситель пбдают вспученный перлитовый песок в количестве

15,2 и добавки антисептика — кремнефтористого натрия 8,7Х и антипй5 10

40 рена - диаммония фосфата 17,5 . После аэрации воздухом в течение 0,5 сут и снижения удельного сопротивления фильтрации до 60 10 см/г аэрацию прекращают и композицию направляют на формование. Процесс формования и сушки осуществляется аналогично примеру 1.

Пример 3 ° 41,7Х скопа и

20,8 активного ила загружают в смееитель, в который одновременно подают воздух в количестве 195 м /мэ.

После аэрации в течение 10 мин в смеситель подают вспученный перлитовый песок в количестве 15,6Х и добавки актисептика — кремнефтористого натрия 3,1 . и антипирена — диаммония фосфата 18,8Х, После аэрации в течение 2 сут и снижения удельного сопротивления до 32 10 " см/г аэрацию прекращают и композицию направляют на формование. Далее процесс формования и сушки осуществляется аналогично примеру 1.

Конкретные составы сырьевой смеси по изобретению и известной указаны в табл. 3, технологические параметры приготовления сырьевой смеси способом по изобретению — в табл.. 4, физи:ко-механические показатели материала из конкретных составов способом по изобретению и известным — в табл. 5.

Водопоглощение определено за 24 ч по массе; сорбционная влажность материала 3-5Х.

В табл. б представлены для срав.нения физико-механические показатели изделий, изготовленных из предложенного состава предложенным способом, из предложенного состава известным способом, из известного состава известным способом, из известного сос.— тава предложенным способом. зировку, перемешивание скопа, активного ила, вспученного перлитового песка, кремнефтористого натрия, диаммония фосфата, формование и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности, водостойкости, однородности, перемешивание

1574577! фильтрации до 5 10 б- 60 10 4 см/ г при следующем соотношении компонентов, мас. :

Скоп

Активный ил

Вспученный перлитовый песок 14,5- 15,6

Кремнефтористый натрий 3, 1-14,5

Диаммоний фосфат 16,4-18,8

41, 7-49,6

5 0-20,8

Таблица1

Состав скопа, Й

Содержание окислов, мас.X е20 g TiOg СаО М80 целлюпозн.11каолнн волокно

SiO1

51 53 76 40э 76 1 01 Оэ48 1 э 01 1э,19 Оэ 75 Оэ 23 Оэ 76/100 Следы

Таблнца2 компонентов, мг/r

r/êã

Состав органическог нас,X

Зольность, Х от абсолютий Нат

Протеин Жир Клетч ганец но сук в-ва

11-40 18-50 0,3-5 4-43 13-60 10,9-21,6 4,8-12,4 0,2-9,9 0,5-6,7 4,3-10,5 200-600 140-300 300-620

" БЭВ - беэаэотистые экстрактивные вецества, представлякэцие собой легко усвояемые углеводы.

Таблица3

Компонент

Состав материала, мас.Ж по примеру ..

1 2 3 Прототип

49,6

5,0

45э7 41ь7 52э0 58э50

12,9 20,8 12,0-24,0

15 6 16,35-19,0

14,5

15,2

14,5

8,7

3,5-4,495

0 005-0, 15

3,1

16,4

18,8 4,0-6,0

17,5

Таблица4

Технологические параметры

Состав по примеру

Время аэрации, сут

Расход воз духа M ì дельное сопотивление, см/ г

5,0 10

60 10

32 ° 10

2

3,5

0,5

2,0

195

Скоп

Активный ил

Вспученный перлитовый песок

Кремнефтористый натрий

Гидрофобизатор

Диаммоний фосфат

F SO Na O КтО FeO

1574577

Таблица5

Соста.в п примеру

Физико-механические показатели

Средняя Коэффициент плот- теплопроводность, ности кг/м Вт/(м К) Прочность при изгибе, ИПа

Водопогл щение по массе, Х

Предел прочности при изгибе плотность

4,1

3,4

5,6

12,4-15, 1

0,052

0,047

0,042

0,042-0,051

Оэ92

0,80

0,86

0,40-0,83

58

100-125

4,0

3,1

5,3

i 0, 2-12,4

Таблица6

Опыт Состав

Способ перем шивания физико-механические показатели

Биостой кость, балл

Коэффи цнент теплопровод ности>

Вт/н К

Коэффициент тепВ од оп ог ношение по массе, Х гнестойость> Х отерп ассы очость ор6ции, сть н из бе, а лопроводности в процессе эксплуатации, Вт/м К

1 Скоп 45,7, активный ил 12>9, вспученный перлитовый лесок

15,2, кремнефторнстый натрий 8,7, диаммоний фосфат 17,5

Предловенный— аэрированне в течение 0,5 сут при расходе воздуха

40 мэ/м5 до снияения удельного сопротивления фильтрации до

60 10 о сн/г

Перемешивают в лопастной мешалке с вертикальным валом в течение

1 мин перлитовый песок с гидрофобнзатором, затем добавляют скоп и перемешивают 1 мин и добавляют суспенэию избыточного активного ила, кремнефтористый натрий н дианмоний фосфат

Перемешивают в лопастной мешалке с .вертикальным валон в течение 1 мин перлитовый песок с гидрофобиэатором, затем добавляют скоп и перемешивают 1 мии и добавляют сус« пензию избыточного активного ила, кремнефтористый натрий и диаммоний фосфат

2 0,059

4 0,047 1

165 0,80 64

2 То ше

13 0,070

0,54 100 6

0,063 3

1S6

3 Скоп 55,0, вспученный перлнт 17,922, активный ил !

8,0, кремнефтористый натрий 4, днаммоний фосфат 5, гидрофобиэатор

0,078

12 0,075

175

1 184

2 165

Э 150

Прототип 150-160

0>56 102 7 0 ° 049 2

Однородность материала по коэффициенту вариации показателей, Х

1574577

Продолжение табл.б

Способ перемешивания

Физико-механические показатели

Состав

Вл авКоэффициент теплоБиостойВодопо лощени по мас се, 2

Огнестойкость, 7, потери массы оэффицинт тепПлотность кг/м

3 очсть ность сорбции, кость, балл и и бе, R проводности ,Вт/м K б То юе

0,61 116 1О 0,053 2

18 0,082

Редактор Т.Лаэоренко

Заказ 1755 Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производстненн.>-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Перемешивание аэрирования в течение 0,5 сут при расходе воздуха ч0 N /N до снияения удельного сопротивления фильтрации 60 ° 10 1 см/г

Составитель M.Õèòðîâà

Техред N,Õîäàíè÷ Корректор С.Черни опроводости в роцессе ксплутации, т/м К