ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C04B26/26 C04B26/26 C04B18/10 C04B111/20 C04B38/08 

Изобретение относится к теплоизоляционному строительному материалу и способу его получения. Материал применяется для изготовления изделий, используемых в строительстве, например в строительстве зданий, в частности для сооружения перекрытий.

Известна сырьевая смесь для устройства кровли, получаемая путем смешения битума и тяжелой пиролизной смолы пропанбутановой фракции нефти с золой теплоэлектростанций и илом сточных вод мехового производства на основе шерстяных обрывов [1] Недостатком этой композиции является наличие большого количества компонентов, а также нестабильность состава золы. Так, наличие в золе полных микросфер (крезосфер) имеет место при сжигании углей только некоторых угольных бассейнов. Однако именно присутствие зольных полых микросфер в составе получаемого теплоизоляционного материала в значительной степени влияет на стабильность свойств материала, в том числе определяет высокую прочность и низкое водопоглощение.

Известны также перлитбитумные плиты [2] изготавливаемые путем смешивания вспученного перлитового песка, битума, глины, асбеста и других добавок. Обезвоженный и разогретый до температуры 150-160^oC битум смешивается в лопастной мешалке с глиняным шликером (глина и вода 1:1,5) относительной влажности до 60% в течение 10 мин до получения однородной массы темно-серого цвета без крупинок битума. Далее полученную битумно-глиняную массу разбавляют водой до 50-60% относительной влажности и перекачивают в расходный бак. При этом используют одно- или двухвальные лопастные смесители с частотой вращения вала не более 50 об/мин. Битумно-глиняная паста, асбестовая пульпа, разбавленные водой клей карбоксиметилцеллюлозный, сульфитдрожжевая бражка предварительно перемешиваются в общем расходном баке, а затем подаются в смеситель приготовления формовочной массы. После перемешивания осуществляется формирование плит на поддонах или в формах. Недостатком процесса получения таких плит является его относительная сложность из-за необходимости включения большого количества компонентов. Кроме того, применение в качестве заполнителя вспученного перлита, характеризующегося сравнительно высокой крупностью зерен и наличием открытых пор наряду с закрытыми, приводит к тому, что изготовленный таким способом материал обладает сравнительно невысокой стойкостью к воздействию влаги и пара, что требует нанесения дополнительного покрытия, устойчивого к влаге.

В основу изобретения поставлена задача создать такой теплоизоляционный материал, который обладал бы достаточной прочностью, легкостью и влагостойкостью и был бы пригоден для использования в строительстве, например для создания кровли зданий без необходимости применения дополнительных покрытий.

Поставленная задача решается тем, что готовят материал на основе гидрофобного связующего и наполнителя, в котором в качестве наполнителя используют полые зольные микросферы при количественном соотношении связующего и наполнителя 5-10 к 90-95 об. соответственно.

Материал в соответствии с изобретением получают посредством смешивания предварительно высушенных при температуре 100-120^oC полых зольных микросфер с гидрофобным связующим в соотношении 5-10 к 90-95 об. Смешивание осуществляют при температуре 80-90^oC в течение 30-60 мин до достижения однородного состава смеси. Готовую смесь формуют и охлаждают до температуры окружающей среды.

Время перемешивания зависит от исходного материала и определяется объемом и степенью наполненности реакторов, применяемых в данной области техники.

Формование материала возможно осуществлять прессованием в формах или литьем. В случае изготовления изделий, например, в виде плит прессованием целесообразно при смешивании брать связующее и микросферы в соотношении 5:95 об. При этом прессование осуществляют при удельном давлении 5 кгс/см² и при температуре окружающей среды. Прессованные плиты охлаждают и извлекают из форм. При использовании материала в форме, пригодной для литья, например для заливки швов между плитами, связующее и микросферы берут в объемном соотношении 10:90. Смесью заполняют швы при температуре окружающей среды, приглаживают катком и выдерживают до застывания.

Техническим результатом осуществления изобретения является создание теплоизоляционного материала, обладающего относительно высокой влагостойкостью, достаточной прочностью и легкостью, что позволяет использовать его в строительстве, например, для создания кровли зданий, не требующей применения дополнительных изоляционных покрытий.

Далее изобретение поясняется с помощью конкретного примера его выполнения.

В качестве гидрофобного связующего использовали битум, а в качестве наполнителя полые зольные микросферы в объемном соотношении 5-10 к 90-95. Предназначенные для перемешивания микросферы предварительно высушивали при температуре 100-120^oC до достижения остаточной влажности 2 мас. не более.

Высушенные микросферы загружали в реактор, снабженный водяной или паровой рубашкой с температурой теплоносителя 80-90^oC. Битум перед заливкой в реактор также нагревали до расплавления до температуры 140^oC. Расплавленный битум вводили в реактор с подогретыми микросферами при непрерывном перемешивании. Перемешивание осуществляли в течение 30-60 мин до достижения однородной массы исходя из положения, что время перемешивания определяется количеством материала, и зависит от размера и степени наполненности реактора.

Получаемая в результате перемешивания масса материала в зависимости от состава компонентов может иметь разную консистенцию. При этом при использовании полученного материала для изготовления строительных плит прессованием целесообразно иметь более густую консистенцию массы, т.е. материал должен быть сравнительно высокой вязкости, что достигали благодаря использованию битума и микросфер в соотношении 5:95 об. Смесь выгружали в подготовленные формы, где осуществляли прессование плит при удельном давлении 5 кгс/см² и температуре окружающей среды. Далее прессованные плиты выдерживали до остывания до температуры 30-40^oC, при которой достигается сохранение формы плит, после чего их извлекали из пресс-форм.

В случае использования битума и микросфер в объемном процентном соотношении 10:90 получают материал более низкой вязкости. Такой материал применяют в качестве изоляционного для заделывания пустот, например щелей, трещин, швов и т. п. Материал наносят в предназначенное место, например трещину, и затем прикатывают катком для лучшего его распределения и примыкания к стенкам и сглаживания неровностей.

Ниже приводятся характеристики теплоизоляционного строительного материала в соответствии с изобретением. Испытания проводились при содержании в композиции полых зольных микросфер в количестве 93 об. При этом были достигнуты следующие результаты:
Плотность, г/см³ 0,54
Водопоглощение, об. 1,1
Предел прочности при сжатии, кгс/см² 7,18
При содержании в композиции полых зольных микросфер в количестве 95 об. водопоглощение 0,8 об.

При содержании в композиции полых зольных микросфер в количестве 90 об. водопоглощение 1,6 об.

Предлагаемый в изобретении материал найдет применение в строительстве как для изготовления пригодных для создания строительных конструкций изделий, например плит, так и в качестве изолирующего уплотняющего материала для заделки пустот, например щелей, швов и т.п.

Использование: строительство зданий, в частности сооружение перекрытий. Теплоизоляционный материал включает гидрофобное связующее, преимущественно битум, и наполнитель, в качестве которого берут полые зольные микросферы в соотношении 5-10 к 90-95 объемных % частей соответственно. Способ получения указанного материала включает операции перемешивания связующего и полных зольных микросфер при температуре 80-90^oC в течение 30-60 мин до достижения однородного состава смеси. Возможно получение более вязкой смеси при соотношении компонентов 0,05: 0,95, что позволяет формовать смесь для получения плит в формах при удельном давлении не более 5 кгс/см². При соотношении компонентов 0,1: 0,9 получают менее вязкую смесь, пригодную для заполнения пустот, например швов, щелей, отверстий и т.п. 2 с. и 2 з.п. ф-лы.

1. Теплоизоляционный строительный материал, включающий гидрофобное связующее, преимущественно битум, и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя содержит зольные полые микросферы при количественном соотношении связующего и наполнителя 5 10 к 90 95 об. соответственно. 2. Способ получения теплоизоляционного строительного материала, включающий перемешивание предварительно расплавленного гидрофобного связующего с наполнителем при одновременном нагревании, последующее формование смеси и выдерживание ее до затвердевания, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют предварительно высушенные при 100 200^oС до влажности не более 2 мас. зольные микросферы, которые берут в количестве не менее 0,9 и не более 0,95 ч. от объема смеси, а перемешивание осуществляют при 80 90^oС до достижения однородного состава смеси. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что гидрофобное связующее и полые микросферы берут в соотношении по объему 0,05 0,95, а смесь формуют путем прессования при удельном давлении не более 5 кгс/см², а затем охлаждают до температуры окружающей среды. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что гидрофобное связующее и зольные микросферы берут в соотношении по объему 0,1 0,9.