ПОЛИМЕРМИНЕРАЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2001 года по МПК C04B26/12 C04B26/12 C04B22/06 C04B22/14 C04B22/16 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении химстойких и биостойких строительных конструкций и изделий, например при укладке каркасных полов производственных зданий.

Известна полимерминеральная композиция (см., например, А.с. N 1763411, М. кл. C 04 B 26/12 "Полимерминеральная композиция"), включающая: карбамидную смолу, продукт конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом (диспергатор ПФ), отход производства уксусной кислоты на основе гипса, кварцевый песок и пиритные огарки.

Данная полимерминеральная композиция имеет высокие показатели прочности, грибостойкости, химстойкости, однако характеризуется значительной усадкой и низкими фунгицидными свойствами. Кроме того, данная композиция является чрезмерно высоконаполненной, включающей в своем составе крупные фракции наполнителя, что не позволяет ее использовать при укладке каркасных полов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является полимерминеральная композиция (см., например, Авторское свидетельство N 1393821, М. кл. C 04 B 26/12), состоящая из карбамидной смолы и пиритных огарков, являющихся одновременно и катализатором отверждения, и наполнителем.

Данная полимерминеральная композиция характеризуется высокой технологичностью, пригодна для использования в качестве пропиточных матриц каркасных полов, но обладает повышенной усадкой при твердении и недостаточно высокими показателями предела прочности и биостойкости.

Технический эффект заключается в снижении усадки при твердении, повышении прочности на растяжение при изгибе и придании фунгицидных свойств.

Сущность изобретения заключается в том, что полимерминеральная композиция, включающая карбамидную смолу и пиритные огарки, дополнительно содержит оксид бария и метафосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбамидная смола - 41-42; оксид бария - 2,0-5,0, метафосфорная кислота - 0,5-2,0, пиритные огарки - остальное.

Способ изготовления смеси заключается в следующем. Производят весовую дозировку компонентов, образующих полимерминеральную композицию. Затем в чистый смеситель наливают отмеренное количество карбамидной смолы и добавляют необходимое количество метафосфорной кислоты, перемешивают, добавляют отмеренное количество оксида бария, перемешивают, вводят необходимое количество пиритных огарков и тщательно перемешивают до получения массы, однородной по цвету. Приготовленную смесь укладывают в специальные стальные формы. Уплотняют смесь на виброустановках. Через сутки готовые образцы извлекают из форм и термообрабатывают при температуре 80^oC в течение 8 часов.

В качестве вяжущего для заявляемой полимерминеральной композиции используют карбамидно-формальдегидную смолу повышенной жизнеспособности КФ-Ж (ГОСТ 14231-88). Плотность смолы при t=20^oC - 1,25 г/см³, содержание сухого остатка - 67±2%, содержание свободного формальдегида - 1%, коэффициент рефракции - 1,5, концентрация водородных ионов pH 7,5. Для получения смолы КФ-Ж исходные вещества берут в следующем количестве, мас. ч.: мочевина техническая - 100; 37%-ный раствор формалина - 203 и 42%-ный раствор едкого натра 0,77. В результате конденсации мочевины с формальдегидом получается конечный продукт - карбамидная смола КФ-Ж.

Пиритные огарки являются многотоннажными отходами химической промышленности при переработке серного колчедана-пирита в серную кислоту, химический состав, %: Fe₂O₃ - 52,26-81,83; SiO₂ - 7,27-22,78; Al₂O₃ - 1,92-7,8; SO₃ - 0,46-12,46; CaO - 2,73-14,31; MgO - 0,5-2,3. По минералогическому составу они представляют собой смесь оксидов железа с непрореагировавшим пиритом и оксидом других металлов. Гранулометрический состав огарков характеризуется высокой дисперсностью, основная масса зерен (более 90%) имеет крупность не более 0,14 мм. Отверждение полимерной композиции обусловливается наличием в составе пиритных огарков примесей сульфатов и сульфидов.

Метафосфорная кислота представляет собой бесцветную стекловидную массу, которая содержит тетрамеры циклической структуры и более сложные частицы (HPO₃)_X, где X ≥ 5, обуславливающие ее большую вязкость.

Оксид бария используется в порошкообразном виде.

При исследовании предложенной полимерминеральной композиции испытания проводились на образцах нижеследующих составов (табл. 1).

Результаты физико-механических испытаний приведены в табл. 2.

Испытания на биостойкость проводили по ГОСТ 9.049-91 методом А и Б. В качестве тест организмов использовали следующие виды плесневых грибов: Aspergillus niger: Aspergillus flavus; Aspergillus terreus; Penicillium cyclopium; Penicillium funiculosum; Penicillium chrysogenum; Paecilomyces varioti; Chaetomium globosum; Trichoderma viride. Полученные результаты представлены в табл. 3.

Как следует из табл. 2 и 3, композиции без добавок оксида бария и метафосфорной кислоты обладают повышенной усадкой при твердении, подвержены разрушающему воздействию плесневых грибов и имеют недостаточно высокую прочность на растяжение при изгибе. Оптимальное содержание добавок составляет 0,5-2,0% и 2,0-5,0% соответственно метафосфорной кислоты и оксида бария.

При таком количественном содержании добавок композиции имеют повышенную прочность на растяжение при изгибе, низкую усадку и обладают фунгицидными свойствами. Увеличение содержания добавок более оптимального количества приводит к уменьшению прочности при изгибе, а при уменьшении содержания добавок композиции имеют повышенную усадку при твердении и подвержены разрушающему воздействию плесневых грибов.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при приготовлении химически стойких и биостойких строительных конструкций и изделий, например при укладке каркасных полов производственных зданий. Полимерминеральная композиция для изготовления строительных изделий и конструкций включает карбамидную смолу, пиритные огарки, оксид бария и метафосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамидная смола 41-42, оксид бария 2,0-5,0, метафосфорная кислота 0,5-2,0, пиритные огарки - остальное. Достигается снижение усадки при твердении, повышение прочности на растяжение при изгибе и придание фунгицидных свойств. 3 табл.

Полимерминеральная композиция для изготовления строительных изделий и конструкций, включающая карбамидную смолу и пиритные огарки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид бария и метафосфорную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбамидная смола - 41 - 42
Оксид бария - 2,0 - 5,0
Метафосфорная кислота - 0,5 - 2,0
Пиритные огарки - Остальноеа