Способ получения строительного древошлакового композита

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении древошлакового композита. В способе получения древошлакового композита обработку древесных отходов осуществляют в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 часов, взятой в массовом соотношении древесные отходы:жидкое стекло 1:5,6-10. Полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, перемешивают не менее 0,1 часа с вяжущим, состоящим из предварительно измельченного до удельной поверхности не менее 3100 см²/г гранулированного доменного шлака и цемента. Полученную композиционную смесь уплотняют с последующей распалубкой через 8-24 часа в зависимости от количества ускорителя твердения. Технический результат: повышение прочности при одновременном снижении теплопроводности строительного древошлакового композита. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении древошлакового композита.

Известен способ получения композиций для легкого гранулированного заполнителя (Патент №2327663, МПК: С04В 28/02, опубликован 27.06.2008 г., Бюл. №18), включающий приготовление смеси, грануляцию и термообработку сырцовых гранул, перемешивание сухих минеральных компонентов и последующее введение воды, затем в полученную смесь при непрерывном перемешивании вводят опилки, гранулируют, проводят термообработку гранул при 150-200°С в течение 10-15 минут, а после охлаждения гранул до комнатной температуры их помещают в закрытую емкость, где выдерживают в течение 3-7 суток при нормальных температуре и давлении.

Недостатком данного способа является применение грануляции, термообработки, твердения под давлением.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления штучных строительных изделий (Патент №2031881, МПК: С04В 28/02, опубликован 27.03.1995 г.), включающий обработку древесных отходов в жидкой среде при температуре 100°С, перемешивание с вяжущим, формование, уплотнение и твердение.

Однако данный способ не позволяет получить изделия с высокой прочностью и требует уплотнения отформованных изделий путем вибрирования при трехступенчато возрастающей величине пригруза.

Целью предлагаемого изобретения является повышение прочности при одновременном снижении теплопроводности строительного древошлакового композита.

Цель достигается тем, что в способе получения строительного древошлакового композита, включающем обработку древесных отходов в жидкой среде при 100°С, перемешивание с вяжущим, формование, уплотнение и твердение, согласно изобретению обработку древесных отходов осуществляют в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 часов, взятой в массовом соотношении древесные отходы:жидкое стекло 1:5,6-10, затем полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, перемешивают с вяжущим не менее 0,1 часа, состоящим из предварительно измельченного гранулированного доменного шлака до удельной поверхности не менее 3100 см/г и цемента, полученную композиционную смесь уплотняют с последующей распалубкой через 8-24 часа в зависимости от количества ускорителя твердения.

Кроме того, в способе получения строительного древошлакового композита в качестве ускорителя твердения используют глину, или гипс, или негашеную известь, или нерастворимый лигнин, или жидкое стекло до 10% от общей массы композиционной смеси.

Также в заявляемом способе получения композиционную смесь уплотняют трамбовкой послойно или прикладыванием пригруза.

Совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения, относящаяся к способу обработки древесных отходов, которая осуществляется в щелочной среде при температуре 100°С, и заключающаяся в предварительном измельчении гранулированного доменного шлака до удельной поверхности не менее 3100 см²/т и уплотнению изделий на их основе по предложенному режиму, отсутствуют во всех технических решениях и обуславливают достижение нового положительного эффекта, т.е. существенного повышения прочности при одновременном снижении теплопроводности строительного древошлакового композита.

Возможность реализации предлагаемого способа получения подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Обработку древесных отходов осуществляем при температуре 100°С в течение 1,5 часов в щелочной среде, образуемой водным раствором жидкого стекла. Для этого в емкости смешивают древесные отходы и жидкое стекло в соотношении по массе 1:7 соответственно и обрабатывают при 100°С в течение 1,5 часов. После чего полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, извлекают из емкости и загружают в смеситель. Туда же вводят вяжущее, состоящее из предварительно измельченного в мельнице гранулированного доменного шлака до удельной поверхности 3600 см²/г и портландцемента М400, и перемешивают в течение 0,17 часа, для достижения однородности композиционной смеси. Полученную смесь укладывают в металлические формы и уплотняют трамбовкой послойно. Распалубку изделий производят через 12 часов.

Образцы испытывают в 28-суточном возрасте. Определяют предел прочности на сжатие по ГОСТ 10180-78. Среднюю плотность изделий определяют по ГОСТ 12730.1-78 на тех же образцах, что и прочность. Теплопроводность определяют по ГОСТ 7076-99 на образцах размером 10×10×2,1 см, полученных из этой же композиционной смеси. В таблице приведены показатели качества получаемого древошлакового композита.

Пример 2.

Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часов в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:жидкое стекло по массе 1:8, а для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 3100 см²/г, перемешивание осуществляют в течение 0,1 часа. Распалубку готовых изделий производят через 20 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.

Пример 3.

Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часов в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:жидкое стекло по массе 1:6,2, для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 4000 см²/г, а распалубку готовых изделий из древошлакового композита производят через 18 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.

Пример 4.

Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но в качестве ускорителя твердения используют глину, перемешивание осуществляют в течение 0,25 часа, а распалубку изделий производят через 8 часов. В таблице приведены показатели качества изделий из древошлакового композита.

Пример 5.

Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 2, но композиционную смесь уплотняют прикладыванием пригруза 10 кг. Распалубку готовых изделий производят через 12 часов.

Пример 6.

Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часа в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:сода по массе 1:5, для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 4000 см²/г, а распалубку готовых изделий из древошлакового композита производят через 20 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.

№ п/п	Наименование показателей	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6
1.	Предел прочности при сжатии, МПа	14,6	6,5	14,0	15,8	8,9	5,7
2.	Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3	1270	1305	1300	1390	1340	1310
3.	Теплопроводность, Вт/мК	0,22	0,21	0,25	0,28	0,25	0,24

В заявляемом способе получения строительного древошлакового композита цель достигается за счет предлагаемой обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 часов, увеличения удельной поверхности молотого граншлака, добавления ускорителя твердения, например глины, и тщательного уплотнения композиционной смеси трамбовкой послойно или пригрузом.

Так, в примере 2 предел прочности при сжатии R_сж=6,5 МПа при удельной поверхности молотого граншлака S_уд=3100 см²/г, в примере 1 - R_сж=14 МПа при S_уд=3600 см²/г, в примере 3 - R_сж=14,6 МПа при S_уд=4000 см²/г, следовательно увеличение удельной поверхности молотого граншлака приводит к увеличению прочностных характеристик древошлакового композита. В примерах 2 и 5 композиционную смесь уплотняют прикладыванием пригруза, что также ведет к увеличению прочностных характеристик композита с R_сж=6,5 МПа до R_сж=8,9 МПа, при этом теплопроводность значительно не меняется 0,21 и 0,25 Вт/мК. В примере 4 в качестве ускорителя твердения используют глину, за счет этого приема распалубку изделий производят через 8 часов, а прочность древошлакового композита возрастает от R_сж=14,6 до 15,8 МПа, при этом теплопроводность значительно не меняется от 0,25 до 0,28 Вт/мК (см. пример 3 и 4 соответственно).

1. Способ получения строительного древошлакового композита, включающий обработку древесных отходов в жидкой среде при 100°С, перемешивание с вяжущим, формование, уплотнение и твердение, отличающийся тем, что обработку древесных отходов осуществляют в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 ч, взятой в массовом соотношении древесные отходы: жидкое стекло 1:5,6-10, затем полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, перемешивают с вяжущим не менее 0,1 ч, состоящим из предварительно измельченного гранулированного доменного шлака до удельной поверхности не менее 3100 см²/г и цемента, полученную композиционную смесь уплотняют с последующей распалубкой через 8-24 ч в зависимости от количества ускорителя твердения.

2. Способ получения строительного древошлакового композита по п.1, отличающийся тем, что в качестве ускорителя твердения используют глину, или гипс, или негашеную известь, или нерастворимый лигнин, или жидкое стекло до 10% от общей массы композиционной смеси.

3. Способ получения строительного древошлакового композита по п.1, отличающийся тем, что композиционную смесь уплотняют трамбовкой послойно или прикладыванием пригруза.