СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОСТОЙКИХ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2007 года по МПК C04B38/00 C04B14/46 

Описание патента на изобретение RU2297994C2

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве водостойких газонаполненных минераловатных композиций без синтетических связующих, как общего, так и специального назначения.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, со следующим соотношением компонентов, мас.%: макулатура - 64,5; борная кислота - 12,9; кремнийорганическая жидкость марки 136-41 - 3,2; вода - 19,4 /Пат. 2123485 Российская Федерация, МПК С04В 30/02. Состав сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционного материала / Радина Т.Н., Карнаухов Ю.П. - №96124144/03; заявл. 20.12.96; опубл. 20.12.98/ [1]. Недостатком данной смеси является высокая сорбционная влажность и водопоглощение.

Также известен сырьевой состав, получаемый путем отлива и обезвоживания суспензии - продукта смешивания минерального волокна с водой и добавлением связующего - золя кремниевой кислоты с размером частиц 2-3 мкм при его концентрации в суспензии 5-25 мас.% с рН, равным 8,5-9,5 единицам /Заявка 97101515 Российская Федерация, МПК С04В 28/24. Способ получения теплоизоляционного материала на основе минерального волокна, способ и установка для формования изделия по этому способу / Гольденфанг Б.Г, Хабаров В.Н. - заявл. 27.01.97; опубл. 27.03.99/ [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного вещества, относится то, что данный состав имеет повышенную водорастворимость и сорбционную влажность.

Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является состав производства ОАО "Флайдерер-Чудово", состоящий из стекловаты с диаметром волокон 4-5 мкм с содержанием кремнезема 73% и суммарным содержанием оксидов натрия и кальция около 20% и синтетического связующего /ТУ 5763-002-00287697-97. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA. - Введ. 26.04.1998. - М., 1997/ [3].

Принят за прототип.

Недостатком данного состава является то, что в рентгеновских спектрах этого состава обнаружены кристаллы кварца, которые снижают адгезию водоотталкивающих агентов, и такие характеристики, как сорбционная влажность и водостойкость сильно завышены.

Сущность изобретения заключается в разработке состава для изготовления водостойких газонаполненных минераловатных композиций на основе минеральных и стеклянных волокон из недефицитного местного сырья и отходов.

Технический результат изобретения - снижение сорбционной влажности и повышение водостойкости минераловатных композиций.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известный состав для изготовления водостойких газонаполненных минераловатных композиций, включающий стекловату, наполнитель и воду, в качестве наполнителя дополнительно вводят карбонатный шлам с удельной поверхностью частиц 5000-8000 см2/г и их концентрацией 5-6% от массы его воды, образующийся при водоумягчении сточных вод ТЭЦ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стекловата - 24,0-24,1

указанный карбонатный шлам - 2,5-3,0

вода - остальное,

где входящие в состав компоненты-составляющие имеют свое назначение:

- стекловата используется для создания каркаса материала,

- карбонатный шлам - в качестве минерального наполнителя,

- вода - для создания дисперсионной среды.

Карбонатный шлам образуется при водоумягчении сточных вод ТЭЦ и представляет собой пастообразный материал дисперсностью 5000-8000 см2/г. Основным компонентом шлама является СаСО3, с небольшой примесью MgCO3 и Fe2O3.

Образование карбонатных шламов связано преимущественно с гидролитической полимеризацией гидроксидов металлов в процессе водоочистки или водоподготовки. По условиям образования, размеру и форме частиц минеральные осадки - микрогетерогенные коллоидно-дисперсные системы, в которых твердой фазой являются нерастворимые в воде аморфизированные гидроксиды металлов, тонкодисперсный гидроксид кальция, основные карбонатные соли, а дисперсной средой - вода. Образовавшись как химические осадки, шламы имеют пространственную координацию дисперсной фазы, обусловленную сцеплением частично-ориентированных коллоидных частиц и кристаллов в жидкой среде - воде. Коллоидные частицы играют роль коагуляционной сетки, связывающей в пространственный каркас кристаллические соединения. Относительно крупные частицы извести и карбонатов с правильной огранкой кристаллов и относительно малой удельной поверхностью образуют в водных дисперсиях контакты преимущественно по углам и ребрам, а коллоидные сферические частицы гидроксидов металлов являются неорганическими клеями. Шламы являются самыми тонкодисперсными частицами, которые увеличивают воздухововлекающую способность, повышают водоотталкивающие свойства и являются микроуплотняющими добавками.

В работе использовался карбонатный шлам следующего состава, мас.%: SiO2 - 1; Fe2О3 - 8,6; СаО общий - 52,3; MgO - 2,7; SO3 - 1,84; CaO активный - 1,05; потери при прокаливании - 39,8.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

Подготавливают карбонатно-шламовую суспензию с содержанием шлама 5-6% от массы воды путем тщательного перемешивания. При перемешивании частицы шлама начинают диспергировать, создавая взвесь. Методом окунания в суспензию стеклянную вату пропитывают шламом. После 10-15 минут пропитывания стекловату вынимают из ванны и взвешивают. Если увеличение по массе составляет более 2-4%, то окунание продолжают до тех пор, пока прирост по массе не составит менее 2%. После этого образцы сушат до постоянной массы в сушильных шкафах. При этом достигается эффект расклинивания и изгибания волокон, что благоприятно сказывается на структурообразовании и положительно влияет на теплофизические свойства материала.

Данный эффект оказывает действие на водостойкость. Высокое содержание щелочных окислов и тонкий диаметр волокна снижают водостойкость материала. Так как у карбонатного шлама знак электрического заряда поверхности положительный и частицы карбонатного шлама имеют высокую удельную поверхность - 5000-8000 см2/г, они легко осаждаются на волокна, образуя минеральный гель. При твердении гель превращается в твердую оболочку, уменьшающую выщелачиваемость и растворимость волокон, увеличивая тем самым водостойкость и не ухудшая при этом устойчивости сорбционному увлажнению. Твердая фаза частиц шлама представлена нерастворимыми в воде ультра- и микродисперсными частицами. Располагаясь на поверхности волокон, микрочастицы шлама образуют качественно новый по строению материал, который практически не утяжеляется, так как в твердой фазе содержатся замкнутые микропоры. Тем самым можно достичь минимального увеличения по плотности.

Для экспериментальной проверки эффективности данного состава были приготовлены 6 составов: с 5% и 6% концентрацией шлама от массы воды, запредельный с концентрацией 10% шлама от массы воды для плотностей 13-16 кг/м3 и 50-66 кг/м3. Все составы, в том числе и прототип, приведены в табл.1. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из приведенных данных видно, что технический результат достигнут - минераловатные композиции, полученные по предложенным составам несколько снижают водопоглощение, повышают водостойкость и снижают сорбционную влажность.

Использование изобретения позволяет получать водостойкие газонаполненные композиции на основе минеральных и стеклянных волокон из недефицитного недорогого местного сырья и отходов, которые превосходят аналоги по ряду характеристик.

Таблица 1КомпонентыСостав, мас.%12ЗапредельныйПрототипСтекловата24,024,122,294,1Карбонатный шлам Sуд 8000 см22,53,05,2-Синтетическое связующее---5,9Вода73,572,972,6-Таблица 2СоставИнтервал плотности, кг/м3Полученная плотность, кг/м3Сорбционная влажность, %Водопоглощение через 24 часа, %113-1621,343,8580,6750-6656,311,427,34213-1622,574,1650,6750-6663,51,4523,56Запредельный13-1627,286,12100,350-6682,764,4940,1Прототип13-1612,794,4498,550-6646,731,6334,4

Список источников информации.

1. Пат. 2123485 Российская Федерация, МПК С04В 30/02. Состав сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционного материала / Радина Т.Н., Карнаухов Ю.П. - №96124144/03; заявл. 20.12.96; опубл. 20.12.98.

2. Заявка 97101515 Российская Федерация, МПК С04В 28/24. Способ получения теплоизоляционного материала на основе минерального волокна, способ и установка для формования изделия по этому способу / Гольденфанг Б.Г., Хабаров В.Н. - заявл. 27.01.97; опубл. 27.03.99.

3. ТУ 5763-002-00287697-97. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA. - Введ. 26.04.1998. - М., 1997.

Похожие патенты RU2297994C2

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2005
  • Коренькова Софья Федоровна
  • Павлов Алексей Александрович
RU2298533C2
ПРИСАДКА К МАЗУТУ 2007
  • Зверева Эльвира Рафиковна
  • Ганина Любовь Викторовна
RU2363722C2
БИТУМНАЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННАЯ ПАСТА 1994
  • Шеина Т.В.
  • Коренькова С.Ф.
  • Клименков О.М.
RU2074207C1
КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИФИКАТОР К ЦЕМЕНТНОМУ БЕТОНУ 2007
  • Коренькова Софья Федоровна
  • Зимина Вероника Григорьевна
RU2360877C2
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА НЕФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОМ СВЯЗУЮЩЕМ 2014
  • Иванов Сергей Петрович
  • Лазутина Татьяна Павловна
  • Аллаяров Ирек Ильевич
  • Ассорова Полина Викторовна
  • Красеньков Дмитрий Владимирович
  • Рогалев Денис Викторович
  • Миканев Сергей Михайлович
  • Бакушкина Елена Львовна
  • Шихарева Оксана Викторовна
RU2588239C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОТДЕЛКИ ФАСАДОВ ЗДАНИЙ 2008
  • Коренькова Софья Федоровна
  • Миронова Анна Сергеевна
RU2373168C1
СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ 2012
  • Дергунов Сергей Александрович
  • Орехов Сергей Алексеевич
  • Бреднева Марина Владимировна
  • Рубцова Валентина Николаевна
RU2499777C2
СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОГО БЕТОНА И ЛЕГКИЙ БЕТОН 2008
  • Добровольский Валерий Николаевич
RU2399598C2
СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ 2018
  • Туляганов Александр Константинович
  • Ильина Лилия Владимировна
  • Сидоркович Юлия Вячеславовна
RU2729634C2
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА 1994
  • Городецкий В.А.
  • Важенин Е.В.
  • Чувашева Т.К.
  • Омельченко Ю.Ф.
  • Мансуров М.Г.
  • Задорожный П.Г.
RU2087443C1

Реферат патента 2007 года СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОСТОЙКИХ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве водостойких газонаполненных минераловатных композиций. Состав для изготовления водостойких газонаполненных минераловатных композиций, включающий стекловату, наполнитель и воду, содержит в качестве наполнителя карбонатный шлам с удельной поверхностью частиц 5000-8000 см2/г и их концентрацией 5-6% от массы его воды, образующийся при водоумягчении сточных вод ТЭЦ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: стекловата - 24,0-24,1, карбонатный шлам - 2,5-3,0, вода - остальное. Технический результат - снижение сорбционной влажности и повышение водостойкости композиций. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 297 994 C2

Состав для изготовления водостойких газонаполненных минераловатных композиций, включающий стекловату, наполнитель и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя карбонатный шлам с удельной поверхностью частиц 5000-8000 см2/г и их концентрацией 5-6% от массы его воды, образующийся при водоумягчении сточных вод ТЭЦ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стекловата 24,0-24,1Карбонатный шлам2,5-3,0ВодаОстальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2297994C2

Способ изготовления теплоизоляционных изделий 1971
  • Тобольский Григорий Файтилевич
  • Тобольская Людмила Дмитриевна
SU467893A1
Способ производства минераловатных плит 1980
  • Эйдукявичюс Кестутис Клеменсович
  • Скаландис Антанас Ионович
  • Моргенштерн Яков Львович
  • Ишганайтене Алдона Адомовна
SU1020412A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ, МИНЕРАЛОВАТНЫЙ МАТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВОЛОКНА 1992
  • Жан Баттижелли[Fr]
  • Жан-Люк Бернар[Fr]
  • Ги Бертье[Fr]
  • Ханс Фуртак[De]
RU2096356C1
Вращающийся регенеративный воздухоподогреватель 1980
  • Пушторский Евгений Владимирович
  • Носков Евгений Иванович
  • Серик Виталий Иванович
  • Комягин Владимир Дмитриевич
  • Домбровский Владимир Иванович
SU956916A1
СПОСОБ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ВЫТРАВКИ ПО ИНДИГО 1924
  • Филиппов Н.В.
SU4586A1
Прибор для автоматической записи рельефа местности 1927
  • Васильев К.И.
  • Фрышов Г.Н.
SU5763A1
Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA, Москва, 1977.

RU 2 297 994 C2

Авторы

Коренькова Софья Федоровна

Павлов Алексей Александрович

Даты

2007-04-27Публикация

2005-07-05Подача