Способ изготовления строительных плит
Владельцы патента RU 2682450:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)
Изобретение относится к обработке растительного сырья, в частности к изготовлению прессованных строительных плит из соломы. Солому злаковых культур измельчают до размера частиц менее 200 мкм и сушат до влажности менее 5%. До начала горячего прессования в пресс-форме проводят подпрессовку подготовленной навески соломы при комнатной температуре при давлении не ниже 5 МПа в течение не менее 1 мин. Горячее прессование в пресс-форме проводят при температуре до 140-160°С при давлении не ниже 20 МПа. Охлаждение пресс-формы после горячего прессования проводят при давлении не ниже 20 МПа до температуры до 40-50°С. Увеличивается прочность плит. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления прессованных строительных плит из отходов растительного происхождения, например из соломы злаковых культур, может найти применение в качестве облицовочно-декоративного, теплоизоляционного и конструкционного материала в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве, а также мебельной промышленности.
Известен способ изготовления строительных плит из не измельченной соломы злаковых культур, включающий формирование ковра с последующим прессованием в течение 10-15 мин при температуре 100-180°С и усилии пресса 1600 кН/м2 (RU 2220043, МПК B27N 3/04, опубл. 27.12.2003).
Недостатком известного способа является то, что полученные плиты обладают крайне низкой механической прочностью (25,5-38,2 Па) и низкой плотностью (520 кг/м3).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ изготовления плит, включающий обработку отходов деревообработки водным раствором кислоты при перемешивании при температуре 90-160°С. При этом происходит процесс гидролиза составных частей древесины. Затем добавляют нейтрализующий агент и гидрофобизатор. Горячее прессование ведут при температуре 140-220°С и давлении 2,5-30,0 МПа. Далее охлаждают плиты пресса до 110°С и снимают давление (RU 2214329, МПК B27N 3/02, B27N 3/04, опубл. 20.10.2003).
Недостатком прототипа является использование дополнительных материалов и, тем самым, усложнение технологии производства и рост себестоимости плит. Кроме того, прочность получаемых плит не является достаточной для использования их в качестве конструкционного материала (прочность при испытаниях на изгиб составляет 26,8 МПа).
Технический результат заключается в получении экологически чистых строительных плит и увеличении их прочности за счет использования в составе отходов зернового производства и отсутствия связующих добавок.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления строительных плит проводят подпрессовку навески при комнатной температуре при давлении не ниже 5 МПа в течение не менее 1 мин, горячее прессование в пресс-форме при температуре до 140-160°С при давлении не ниже 20 МПа, охлаждение пресс-формы при давлении не ниже 20 МПа до температуры до 40-50°С. В качестве растительного сырья используют измельченную солому злаковых культур с размером частиц менее 200 мкм и влажностью менее 5%.
В табл. 1 показаны физико-механические свойства строительных плит.
Способ изготовления строительных плит осуществляют следующим образом.
Солому злаковых культур измельчают на роторно-ножевой мельнице, просеивают на ситах и отбирают сход с размером частиц менее 200 мкм. Далее измельченную солому сушат до влажности менее 5%. Подготовленную навеску мелкодисперсной соломы равномерно распределяют в полости пресс-формы и производят подпрессовку при комнатной температуре и при давлении не ниже 5 МПа в течение не менее 1 мин для удаления воздушных прослоек, после чего нагревают пресс-форму до 140-160°С и производят формование плиты при давлении не ниже 20 МПа. Далее под указанным давлением производят охлаждение пресс-формы до 40-50°С и сформованную плиту извлекают из пресса.
Пример.
Ячменная солома измельчена на роторно-ножевой мельнице, просеяна на вибросите, в результате чего получен сход с размером частиц менее 200 мкм. Далее полученная мелкодисперсная солома высушена в вакуумной сушилке до содержания влаги менее 5%. Подготовленная навеска соломы, отвечающая массе формуемой плиты, равномерно распределена в формующей полости стационарной пресс-формы закрытого типа. Затем на гидравлическом прессе с нагревательными плитами для удаления воздуха из навески произведена при температуре 20°С в течение 1 мин подпрессовка при давлении 5 МПа, включен нагрев плит пресса, и пресс-форма нагрета до температуры 150°С. После достижения указанной температуры произведено горячее прессование навески при давлении 20 МПа в течение 10 мин, пресс-форма охлаждена под давлением до 50°С и из нее извлечена сформованная плита толщиной 6 мм.
Определение плотности плиты проводилось согласно ГОСТ 10634-88 «Плиты древесностружечные. Методы определения физических свойств». Предел прочности и модуль упругости при изгибе определяли согласно ГОСТ 10635-88 «Плиты древесно-стружечные. Методы определения предела прочности и модуля упругости при изгибе».
Как следует из данных табл. 1, полученные в соответствии с заявленным изобретением строительные плиты имеют более высокие плотность и упруго-прочностные характеристики. По сравнению с известным способом прочность плиты выше на 21,7 %
В ходе проведенных исследований установлено, что использование в качестве растительного сырья ячменной, пшеничной, ржаной соломы или рисовой шелухи не существенно влияет на достижение технического результата. Значительное влияние на физико-механические свойства составов строительных плит оказывают давление во время прессования навески и время выдержки ее в пресс-форме.
Одним из главных преимуществ заявленного способа является то, что в качестве растительного сырья используют солому злаковых культур, то есть имеются предпосылки широкого использования отходов агропромышленного комплекса, которые утилизируют в основном нерациональным образом.
Изготовленные из предлагаемого материала по вышеописанному способу строительные плиты имеют повышенные упруго-прочностные характеристики, являются экологичными как в условиях производства, так и эксплуатации, поскольку исключены внешние связующие вещества.
Полученные строительные плиты по предлагаемому способу соответствуют требованиям ГОСТ 10632-2007 «Плиты древесно-стружечные. Технические условия» и ГОСТ 4598-86 «Плиты древесно-волокнистые. Технические условия» по показателям прочности и модуля при статическом изгибе.
Способ изготовления строительных плит, заключающийся в горячем прессовании измельченного растительного сырья, отличающийся тем, что до начала горячего прессования в пресс-форме проводят подпрессовку навески при комнатной температуре при давлении не ниже 5 МПа в течение не менее 1 мин, горячее прессование в пресс-форме проводят при температуре до 140-160°С при давлении не ниже 20 МПа, охлаждение пресс-формы после горячего прессования проводят при давлении не ниже 20 МПа до температуры 40-50°С, при этом в качестве растительного сырья используют измельченную солому злаковых культур с размером частиц менее 200 мкм и влажностью менее 5%.
