СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ КОСТРЫ Российский патент 1997 года по МПК C04B40/00 C04B18/24 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных и декоративно-отделочных плит из костры.

Известен способ получения декоративно-отделочных плит из костры, включающий смешение костры со связующим фенол-формальдегидными смолами прессование и сушку.

Недостатками способа являются выделение плитами в окружающую среду вредных веществ, высокая энергоемкость и давление прессования, большая плотность продукции, что ухудшает теплоизоляционные свойства, использование дорогих химических компонентов при производстве плит.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления теплоизоляционного материала из костры, включающий помол костры и смешивание ее с водой.

Недостатками известного способа являются высокая энергоемкость способа за счет высокого расхода молотой костры и высокого удельного давления прессования при изготовлении плит, высокая плотность получаемой продукции, что ухудшает теплоизоляционные свойства материала, низкая механическая прочность, сложность равномерного перемешивания компонентов, незначительный диапазон плотности получаемой продукции.

В основу изобретения положена задача разработки такого способа изготовления плит из костры, который обеспечивает экологическую чистоту получаемой продукции, низкие энергетические и материальные затраты, высокие теплоизоляционные и декоративные свойства изделий.

Это достигается тем, что в способе изготовления плит из костры первоначально производят первичную переработку костры, до получения фракции 0,5 3 мм, часть которой смешивают с водой до получения влажности 84 95% смесь подвергают тонкому помолу до получения суспензии, характеризующейся остатком на сите 0,25 0,01 0,1% суспензию смешивают с остатком, полученным после первичной переработки и немолотой кострой в следующих соотношениях по сухому веществу, мас. костра исходная 0,1 35, костра после первичной переработки 0,1 60, костра тонкого помола 36 58. Из полученной смеси прессуют плиты при давлении 0,05 3 МПа.

Технический эффект предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается:
в изготовлении смеси для формования плит оптимальной влажности и соотношении компонентов обеспечивающих равномерность состава по всему объему, минимальные остаточные напряжения после формования продукции, что исключает деформации, растрескивание и расслоение изделий после снятия нагрузки и в ходе сушки, обеспечивает хороший товарный вид, минимальные усадочные деформации и напряжения, что позволяет получать высокую прочность продукции и исключить ее коробление, широкое варьирование плотности, а следовательно, прочности и теплопроводности изделий, как следствие низкие энергозатраты на диспергирование,
-в формовании изделий при минимальных давлениях, обеспечивающих равномерное уплотнение сырьевой смеси и создание компактной трехфазной структуры с достаточно прочными связями для дальнейших технологических операций и формирования адгезионных контактов между частицами смеси за счет сил капиллярной контракции, минимальное упругое расширение материала после снятия нагрузки, что обеспечивает высокую прочность и хороший товарный вид продукции, низкую энергоемкость процесса прессования.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Исходную костру подвергают первичной переработке до получения фракции 2
3 мм, затем смешивают часть переработанной костры с водой до получения влажности 84 95% смесь подвергают тонкому помолу до получения суспензии, характеризующейся остатком на сите 0,25 мм 0,01 0,1% полученную суспензию смешивают с исходной кострой и остатком костры, полученной после первичной переработки в следующем соотношении по сухому веществу, мас.

Костра исходная 0,1 35
Костра после первичной переработки 0,1 60
Костра тонкого помола 36 58
из полученной массы формуются плиты толщиной 10 мм при давлении 0,05 3 МПа, затем плиты высушивают до постоянного веса.

Полученные по предлагаемому способу плиты имеют прочность 0,5 1,0 МПа, плотность 170 400 кг/м³, набухание 10 12%
В предлагаемом способе расход тонкоизмельченной костры составляет 36 - 58% а содержание влаги в смеси 70 90% Первичная переработка костры обеспечивает фракцию 0,5 3 мм и позволяет снизить дальнейшие энергозатраты на тонкое измельчение и позволяет обеспечить необходимую прочность и плотность изделий. Такое измельчение влажной костры обеспечивает обнажение активных центров на микрочастицах и усиливает прочность адгезионных контактов между компонентами, влажность суспензии 84 95% позволяет получить оптимальный влажностной режим смеси, обеспечивающий требуемые свойства продукции.

В таблице представлены результаты испытаний плит из различных смесей при различных давлениях формования, полученных по предлагаемому способу, а также плиты, полученной по способу, предлагаемому в прототипе.

Влажность суспензии 84 95% обеспечивает хорошую пластичность смеси и равномерное распределение тонко измельченной костры. При влажности происходит неравномерное распределение суспензии и низкая структурируемость смеси, снижается качество изделий. При влажности суспензии более 95% наблюдается расслаивание смеси при формовании, что также приводит к снижению качества продукции. Степень тонкого помола по остатку на сите 0,85 0,01 0,1 обеспечивает необходимую активацию частиц костры, выступающих в роли связующего. Состав смеси по сухому веществу, костра исходная 0,1 35, костра после предварительной переработки 0,1 60, костра тонкого помола 36 - 58, обеспечивает оптимальную пластичность, формуемость и структуру с минимальными остаточными и возникающими в ходе сушки напряжениями и незначительной усадкой. При введении исходной костры в смесь более 35% и измельченной костры более 60% не обеспечивается надежное связывание крупных частиц, и плита имеет низкую прочность и легко крошится. При введении этих компонентов менее 0,1% возникают значительные усадочные деформации в коробление изделий в процессе сушки. Введение в смесь тонко измельченной костры менее 36% не обеспечивает надежной связи более крупных частиц и прочность изделий снижается, а при введении более 58% тонкоизмельченной костры происходит значительная усадка изделия в процессе сушки, коробление, растрескивание, снижение прочности и ухудшение товарного вида.

Давление формования в диапазоне 0,5 3 МПа обеспечивает уплотнение смеси, формирование компактной структуры и получение качественной продукции. При давлении выше 3 МПа после снятия нагрузки возникают упругие деформации, приводящие к расслоению плиты и снижению ее прочности и ухудшению товарного вида. При давлении ниже 0,05 МПа не обеспечивается достаточной структурной связанности материала и изделие имеет низкие прочностные свойства.

Пример 1. Приготовление плиты состава, 35 исходной костры, 23 переработанной костры, 42 тонкоизмельченной костры. 65 г костры перерабатывают на шнековом механизме, затем 42 г из них смешивают с 714 г воды и смесь диспергируют на диспергаторе до получения однородной суспензии, характеризующейся остатком на сите 0,25 мм не более 0,1% затем к оставшимся предварительно переработанным 23 г костры добавляют 756 г полученной суспензии, 35 г исходной костры и перемешивают. Из полученной смеси формуют плиту при давлении 0,05 МПа. После сушки плотность плиты составила 170 кг/м³, прочность на изгиб 0,2 МПа.

Пример 2. Приготовление плиты состава, 17 исходной костры, 44 переработанной костры, 39 тонкоизмельченной костры. 83 г костры перерабатывают на шнековом механизме; затем 39 г из них смешивают с 180 г воды и смесь диспергируют на диспергаторе до получения однородной массы, характеризующейся остатком на сите 0,25 мм 0,05% затем к оставшимся 44 г предварительно переработанной костры добавляют 17 г исходной костры и 219 г суспензии перемешивают. Из полученной смеси формуют плиту при давлении 0,8 МПа, после сушки плотность плиты составила 350 кг/м³, прочность 0,42 МПа.

Пример 3. Приготовление плиты состава, 0,1 исходной костры, 42 переработанной костры, 58 костры тонкого помола. 100 г костры перерабатывают на шнековом диспергирующем механизме, затем 58 г из них смешивают с 377 г воды на диспергаторе до получения однородной суспензии, характеризующийся остатком на сите 0,25 мм 0,02% затем к оставшимся 42 г предварительно переработанной костры добавляют 435 г суспензии, перемешивают и формуют плиту при давлении 2,9 МПа. После сушки прочность плиты составляет 1 МПа, плотность 400 кг/м³.

В таблице представлены результаты испытаний плит различных составов, изготовленных по способу аналогично описанным в примерах 1 3.

Из данных, приведенных в таблице видно, что предложенный способ позволяет получать плиты плотностью 170 до 400 кг/м³ и прочностью от 0,2 до 1,0 МПа. По сравнению с прототипом прочность возрастает в 5 10 раз (при одинаковой или меньшей плотности), а давление формования снижается в 1,5 2 раза. При этом расход тонкоизмельченной костры снижается в 1,5 2 раза.

Плиты, полученные по предлагаемому способу могут быть использованы как тепло-звукоизоляционный материал, а при нанесении декоративного слоя как отделочный материал при отделке внутри помещений.

Использование: производство теплоизоляционных и декоративно-отделочных плит из костры. Сущность: способ изготовления плит из костры включает первичную переработку костры до получения фракции 0,5 - 3 мм с последующим смешиванием части ее с водой до влажности 84 - 95% и мокрым помолом до получения суспензии, характеризующейся остатком на сите 0,25 0,01 - 0,1% и смешивание 36 - 58 мас. % (по сухому веществу) полученной суспензии с 0,1 - 60 мас.% костры после первичной переработки и 0,1 - 35 мас.% исходной костры. Формование смеси осуществляют с уплотнением при давлении 0,05 - 3 МПа. Полученные плиты характеризуются плотностью 170 - 400 кг/м³ и прочностью 0,2 - 1,0 МПа. 1 табл.

Способ изготовления плит из костры, включающий тонкий помол костры, смешивание ее с исходной кострой и формование полученной смеси с уплотнением, отличающийся тем, что перед помолом производят первичную переработку костры до получения фракции 0,5 3 мм с последующим смешиванием части ее с водой до влажности 84 95% и мокрым помолом до получения суспензии, характеризующейся остатком на сите 0,25 0,01 0,1% и 36 58 мас. (по сухому веществу) полученной суспензии смешивают с 0,1 60 мас. костры после первичной переработки и 0,1 35 мас. исходной костры, а уплотнение осуществляют при давлении 0,05 3 МПа.