ТОРФОДРЕВЕСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ТОРФОДРЕВЕСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2307813 (13) C2

(51) МПК
C04B 38/00 (2006.01)
C04B 18/26 (2006.01)
C04B 16/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.10.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005130585/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.10.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.10.03 
(43) Дата публикации заявки: 2007.04.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2034965 C1, 10.05.1995. RU 2120424 C1, 20.10.1998. RU 2181820 C2, 27.04.2002. RU 2157353 C2, 10.10.2000. RU 2041185 С1, 09.08.1995. SU 1794929 A1, 15.02.1993. WO 8802425 A1, 07.04.1988. 
(72) Имя изобретателя: Копаница Наталья Олеговна (RU); Кудяков Александр Иванович (RU); Калашникова Маргарита Алексеевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") (RU) 
(98) Адрес для переписки: 634003, г.Томск, пл. Соляная, 2, ТГАСУ, патентный отдел 

(54) ТОРФОДРЕВЕСНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе торфодревесного сырья и может найти применение при изготовление плит, блоков, скорлуп для теплоизоляции жилых, промышленных зданий и промышленного оборудования. Торфодревесная композиция для изготовления конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов содержит в качестве вяжущего диспергированный в воде низинный торф, древесные опилки как наполнитель, армирующую добавку из синтетических волокон с температурой перехода в упругопластичное состояние от 105 до 130°С, при следующем соотношении компонентов, мас %: древесные опилки 5-10, низинный торф 80-90, армирующая добавка из синтетических волокон 5-10, при водотвердом отношении (В/Т) 2,0-2,5. Технический результат: повышение прочности получаемого материала при сжатии и при изгибе и снижение средней плотности и коэффициента теплопроводности. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе торфодревесного сырья и может найти применение при изготовлении блоков, плит, скорлуп для теплоизоляции жилых, промышленных зданий и промышленного оборудования.

Известно, что в качестве вяжущего при изготовлении строительных материалов используется верховой торф, например, в композициях по авт. св. СССР №1244122. Бюл. №26 от 16.07.86, авт. св. СССР №2005108. Бюл. №47-48 от 30.12.93.

Сырьевая смесь для изготовления древесно-торфяных строительных материалов по авт. св. СССР №2005108.Бюл. №47-48 от 30.12.93 содержит верховой торф (степень разложения 5-15%) в количестве 10-25 мас. %, древесные отходы 20-40 мас. %, бишофит 6-25 мас. %, алюмохромофосфат 1-3 мас. % и магнезит - остальное. Смесь тщательно перемешивают и формуют изделия при 150-160°С и давлении 3-5 МПа. Прочность при сжатии торфяных изделий указанного состава составляет 11,0-18,0 МПа. Недостатком указанных торфяных изделий является их высокая плотность 960-1000 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,11-0,17 Вт/м·К.

Известная композиция по авт. св. СССР №1244122. Бюл. №26 от 16.07.86 содержит в качестве связующего портландцемент, торф и его производные, древесные отходы и воду в качестве жидкости затворения при следующих соотношениях ингредиентов, мас. %: портландцемент 33-38; древесные отходы торфяных месторождений 20-25; верховой торф 4-12; торфяная вытяжка 1-3; вода 22-42. При этом верховой торф используют со степенью разложения 5-10% и влажностью 55-70%, который вместе с древесными отходами вымачивают предварительно в водно-метинольном растворе с концентрацией метанола 6-10 г/л при 80-100°С в течение 2-5 мин. Максимальная прочность композиции составляет 6,41 МПа, коэффициент теплопроводности 0,12 Вт/м·К.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к описываемой является теплоизоляционная масса по патенту РФ №2120424, опубл. 20.10.98, БИ №29. Теплоизоляционная масса имеет следующий состав, мас. % сухого вещества: гранулированный торф 2-50, наполнитель (опилки, костра, соломенная резка) 30-61, связующее (диспергированный торф) 18-42, вода до влажности 76-85%. Верховой торф отличается от низинного более высоким содержанием органических (битумонозных веществ). Поскольку аналогом прототипа является известная теплоизоляционная смесь, включающая в качестве вяжущего битум (авт. св. №304823), то можно предположить, что в прототипе речь идет о верховом диспергированном торфе как вяжущем для теплоизоляционной массы.

Недостатком прототипа является сравнительно высокое водопоглощение, высокая средняя плотность и низкая прочность.

Задача изобретения - используя в качестве торфовяжущего низинный торф, диспергированный в водной среде, получить водостойкий, однородный строительный материал с улучшенными прочностными показателями и низким коэффициентом теплопроводности. Технический результат заключается в повышении прочности материала при изгибе и сжатии, снижении его плотности, а следовательно, и снижении значения коэффициента теплопроводности.

Задача решена следующим образом:

Общим с известной композицией, принятой за прототип, является наличие в ее составе диспергированного торфа в качестве вяжущего, древесного наполнителя в виде древесных опилок и воды. Но в отличие от прототипа в заявляемой торфодревесной композиции использован в качестве вяжущего диспергированный в воде низинный торф. Отличается заявляемая композиция еще тем, что она дополнительно содержит армирующую добавку из синтетических волокон, температура перехода которых в упругопластичное состояние от 105 до 130°С, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Низинный торф 80-90 
Древесные опилки 5-10 
Армирующая добавка из синтетических волокон 5-10 
При водотвердом отношении (В/Т) 2,0-2,5 


Торфодревесная композиция отличается от прототипа также тем, что в частном случае в качестве армирующей добавки из синтетических волокон она содержит добавку полипропиленовых волокон с размерами волокон: диаметр 15-30 мкм, длина 2-15 мм.

Оптимальный состав заявляемой композиции отвечает следующему содержанию компонентов, мас. %:

Древесные опилки 7,5 
Низинный торф 85,0 
Армирующая добавка из синтетических волокон 7,5 
При водотвердом отношении (В/Т) 2,2 


Низинные торфа использовались в основном как наполнитель в композициях с минеральными или органическими вяжущими веществами (цемент, гипс, известь, битум, полимеры), например в композициях по ав. св. СССР №833920. Бюл. №20 от 30.05.81, ав. св. СССР №1759813. Бюл. №33 от 07.09.92. Проведенные экспериментальные исследования показали, что низинный торф отличается от верхового повышенным содержанием минеральных веществ, по составу, близких к минералам портландцемента, гидромеханическая активация инициирует вяжущие свойства низинного торфа, что обуславливает его более высокую, чем у верхового торфа, адгезию к поверхности древесного заполнителя при твердении в нормальных условиях. Кроме того, низинный торф обладает по сравнению с верховым более низкой гигроскопичностью и водопоглощением, что также сказывается на повышении влагостойкости по сравнению с верховым высокой степенью разложения, что повышает его биостойкость, большей однородностью гранулометрического состава, значительно меньшей кислотностью (рН 6-8). Исследованиями также установлено, что для повышения прочности строительного материала, содержащего низинный торф как вяжущее, в качестве каркасообразующего компонента эффективнее использовать древесные опилки, а для модифицирования свойств торфодревесного композита в качестве армирующей добавки - синтетические полипропиленовые волокна длиной 2-15 мм и диаметром 15-30 мкм. В качестве синтетических волокон возможно использование других волокон, предпочтительно имеющих температуру размягчения (перехода в упругопластичное состояние) близкую с полипропиленовым волокном, т.е. в интервале 105-130°С. Например, полиэтиленовые волокна. Установленный диапазон температуры размягчения синтетических волокон ограничен технологией производства изделий, поскольку закалка изделий ведется при температуре 130-140°С.

Теплоизоляционный торфодревесный композит с использованием армирующей добавки из указанных синтетических волокон приобретает структуру с кальматированными (замкнутыми) порами в верхнем слое, что положительно сказывается на водостойкость материала. К тому же полипропиленовые волокна, температура плавления которых около 170°С, под действием более низкой температуры уже от 105 до 130°С становятся вязкими, но сохраняют форму (упругопластичное состояние) и склеиваются между собой окончаниями, а при нормальной температуре образуют прочный пространственный связанный армирующий каркас, обеспечивающий высокую механическую прочность.

Учитывая значительные запасы низинных торфов, невостребованность его в других отраслях, а также наличие в составе активных функциональных групп, обеспечивающих потенциальные возможности физико-химического модифицирования, можно отнести низинный торф к перспективным местным природным сырьевым материалам, пригодным, как показали эксперименты, в качестве вяжущего для изготовления конструкционно-теплоизоляционных материалов.

Заявляемая композиция не выявлена из уровня техники, что доказывает новизну заявляемой композиции и наличие изобретательского уровня. Из уровня техники известны строительные составы, которые содержат волокнистые синтетические армирующие добавки: например, состав, полученный способом по патенту РФ RU 2250821 С2. Этот состав получают смешением сухих цемента, песка и волластонита с последующим введением синтетического армирующего волокна и их общим смешением в сухом состоянии. В результате происходит взаимодействие сыпучих компонентов с синтетическим армирующим волокном и как следствие повышается его адгезия к цементному тесту, смачиваемость водой, благодаря чему при замесе синтетические волокна равномерно распределяются в цементном тесте. Эти армирующие добавки, равномерно распределяясь в цементном тесте, повышают прочностные характеристики цементно-волокнистых плит. Но твердение изделий из данной известной композиции происходит при нормальных условиях, а следовательно, волокна не меняют своего физического состояния. Таким образом не происходит температурного пластического «сплавления» волокон окончаниями и не происходит кальматации пор, как это происходит в заявляемой композиции. Это еще раз подчеркивает, что заявляемая композиция соответствует критерию «Изобретательский уровень». Для приготовления композиции готовят пять смесей ингредиентов (табл.1). Представленные интервалы ингредиентов получены в результате экспериментальных исследований и оптимизации полученных результатов. Вода является одним из компонентов смеси. Она является фактором активации торфа при его диспергировании, а также средой, где происходит перемешивание компонентов смеси. Количество воды в смеси влияет на параметры формования и сушки изделий на основе торфодревесных композиций (время сушки и температуру). Избыток влаги в смеси за пределами заявленного интервала приводит к усадке и короблению материала, что снижает прочность изделий, а недостаток влаги (ниже указанного интервала) затрудняет процесс формования. Технические характеристики торфодревесной композиции за пределами полученных значений не обеспечивают решения поставленной задачи получения водостойкого, однородного строительного материала с низкой плотностью и с улучшенными прочностными показателями.

Таблица 1. Составы смесей 
Компоненты смеси Содержание компонентов, мас. % 
1 2 3 4 5 
Торф низинный 80 82 85 87 90 
Опилки древесные 10 9,0 7,5 6,5 5,0 
Армирующая добавка из синтетических волокон 10 9,0 7,5 6,5 5,0 
В/Т 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 


Низинный торф измельчают совместно с водой в шаровой мельнице до степени измельчения 5-10 мкм. К полученному торфовяжущему добавляют древесные опилки и армирующую добавку из синтетических волокон. Смесь тщательно перемешивают до однородного состояния, формуют вибролитьевым способом образцы-кубики 70х70х70 мм, которые затем сушат при температуре 60-80°С в течение 24 ч. Затем повышают температуру до 130-150°С и в течение 1 часа образцы «закаливают». Прочность после сушки составляет на изгиб 4,05-4,55 МПа, на сжатие 6,00-7,12 МПа, средняя плотность составляет 250-280 кг/м3, водопоглощение 4,01 - 6,35%.

Составы смесей и результаты испытаний образцов представлены в табл.2.

Таблица 2 Свойства смесей 
Показатели Известный состав (прототип) Композиции из смесей 
1 2 3 4 5 
Средняя плотность, кг/м 3 280-350 250 255 260 275 280 
Прочность при сжатии, МПа 0,31-0,62 6,00 6,9 7,02 7,12 7,12 
Прочность при изгибе, МПа - 4,05 4,12 4,4 4,49 4,55 
Водопоглощение, % - 6,35 5,65 4,55 4,12 4,01 


Как видно из таблицы, оптимальное соотношение прочности, плотности и водопоглощения соответствует составу №3. В сравнении с прототипом заявляемая композиция имеет более низкую плотность, при этом более высокую прочность при сжатии и низкое значение водопоглощения. Прочность заявляемой композиции соответствует нормативным данным для конструкционно-теплоизоляционных материалов, композиция промышленно применима. Следовательно, эту композицию можно использовать в строительстве при изготовлении конструкционно-теплоизоляционных материалов.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Торфодревесная композиция для изготовления конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов, включающая диспергированный торф в качестве вяжущего, древесные опилки в качестве наполнителя и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит армирующую добавку из синтетических волокон, температура перехода в упругопластичное состояние которых от 105 до 130°С, а в качестве вяжущего содержит диспергированный в воде низинный торф при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Древесные опилки 5-10 
Низинный торф 80-90 
Армирующая добавка из синтетических волокон 5-10 
при водотвердом отношении (В/Т) 2,0-2,5 


2. Торфодревесная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве армирующей добавки из синтетического волокна она содержит полипропиленовые волокна.

3. Торфодревесная композиция по п.2, отличающаяся тем, что полипропиленовые волокна имеют длину от 2 до 5 мм, а диаметр 15-30 мкм.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru