ПОРИЗОВАННЫЙ ГИПСОВЫЙ МАТЕРИАЛ С ДОБАВЛЕНИЕМ ФОТОКАТАЛИЗАТОРА-ДИОКСИДА ТИТАНА Российский патент 2015 года по МПК C04B28/14 C04B38/10 

Изобретение относится к области строительства, строительным декоративно-акустическим материалам и может быть использовано при устройстве элементов подвесных потолков и облицовки других строительных систем (стен и полов).

Широко известно использование фотокатализаторов для очистки газовых и жидких сред в различных отраслях промышленности (Пармой В.Н. Фотокатализ: вопросы терминологии // Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии / ред. К.И. Замараев. В.Н. Пармой. - Новосибирск: наука, 1991 С.7-17.). В строительной отрасли фотокатализаторы используются исключительно для наружных работ, хотя они могут активно использоваться для разложения различных вредных веществ, находящихся в воздухе помещений.

Известно применение многофункциональных очищающих воздух бетонов асфальтобетонов, красок (Технический отчет ТХ Active by italcementi - Technical report (TX-Eng.ww-Jun.09)). Они состоят из матрицы материала с включением тонкодисперсных фракций диоксида титана, также возможно напыление тонкой пленки диоксида титана на поверхность матрицы. Данные материалы используются для наружного применения.

Известно применение многофункциональных очищающих воздух материалов типа «KnaufCleaneo». Они состоят из гипсового сердечника с включением тонкодисперсных фракций цеолита. Сердечник с двух сторон облицован картоном и имеет сквозную перфорацию (брошюра: KnaufCleaneo от 01.2010. (CLEANE-RUS/01/2010)).

Однако данный материал работает по принципу сорбционной способности цеолитов, минусом которых является конечная сорбционная емкость.

Известны пеногипсовые изделия типа «Гипорит», которые применяются по указанному назначению и выполняют функцию обеспечения акустического комфорта, пожарной безопасности и декоративной выразительности. Указанные плиты «Гипорит» состоят из гипсового вяжущего, воды, ПАВ (www.stp71.ru Проектно-производственная компания «ППК-СТП 71». Статья: технология изготовления, использование пеногипсовых материалов).

Однако они выполняют исключительно декоративно-акустические функции и не содержат фотокатализаторов для разложения вредных веществ.

В связи с высоким физическим и химическим загрязнением воздушной среды помещений необходимо создание материалов, выполняющих совместные декоративно-акустические функции и функции очистки воздуха.

Задачей изобретения является повышение очищающих и декоративно-акустических показателей материала, обеспечение акустического комфорта, снижение себестоимости материала.

Поставленная задача решается тем, что для производства материала плотностью 350-650 кг/м³ применяются: гипсовое вяжущее 60-82%; диоксид титана 0,1-25%; вода - остальное; ПАВ 0,05-0,6% от воды затворения.

Таблица 1

Примеры сырьевых композиций для получения поризованных гипсовых материалов с добавлением фотокатализатора - диоксида титана

Получение материала возможно по следующей схеме: подготовка исходных сырьевых компонентов, приготовление пены, получение порисованной гипсовой массы с добавлением диоксида титана, формование изделий и их раскрой, сушка изделий, механическая обработка, окраска, сушка после окраски, упаковка, маркировка и складирование.

Приготовление пены осуществляется при кратности вспенивания 7-10. Добавки и ПАВ подаются в смеситель.

Для получения поризованной гипсовой массы используется пеногипсосмеситель.

В пеногипсосмеситель с помощью дозаторов через загрузочные окна подаются полученная пена, гипсовое вяжущее и диоксид титана с добавками, осуществляется перемешивание. В результате образуется однородная гипсовая пеномасса с добавлением диоксида титана. Внизу камеры имеется выходной патрубок для выпуска полученной массы.

Формование осуществляется литьевым способом на движущуюся ленту конвейера. Непосредственно в месте заливки формовочной массы производится низкочастотное вибрирование ленты конвейера, что способствует снижению вязкости массы, равномерному распределению и упрочнению стенок поризованной системы. Для более равномерного распределения массы по ширине конвейера после заливки ее разравнивают раклей или валиком. Отформованная масса после некоторого набора прочности режется на заготовки.

Полученные после раскроя заготовки поступают в сушильную установку. Сушка может осуществляться в сушильных установках разного типа.

После сушки осуществляется продольный раскрой высушенных изделий на плиты-заготовки и выдержка в течение нескольких часов.

На выходе получаем материал со следующими физико-механическими свойствами:

Прочность на сжатие: 0,5-3,0 МПа;

Прочность на изгиб: 0,15-1,5 МПа:

Звукопоглощение: НСВ 322;

Класс горючести: НГ;

Окисление - 40% NO до СО_×2 и H₂O.

Испытания проводились в ФБГОУ ВПО МГСУ, МАИ НИУ, НИИ строительной физики.

Механизм работы материала заключается в том, что вредные вещества, попадая в помещение, за счет диффузионных и конвективных процессов попадают на поверхность материала, где за счет его развитой удельной поверхности и высокой межкристаллической пустотности достигают поверхности фотокатализатора - диоксида титана, где под действием света с длиной волны 380-558 нм расщепляются. Тем самым вредные компоненты и продукты разложения выносятся (удаляются) из атмосферы.

Применение пеногипсовой матрицы с сообщающейся пористостью позволяет повысить звукопоглощение материала, так же как и применение перфорации.

Изобретение относится к строительным декоративно-акустическим материалам и может быть использовано при устройстве элементов подвесных потолков и облицовки других строительных систем (стен и полов). Технический результат заключается в повышении звукопоглощения, снижении плотности и веса изделий, снижении концентрации вредных веществ в воздухе помещений за счет введения фотокатализатора. Поризованный гипсовый материал включает гипсовое вяжущее, диоксид титана, воду и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипсовое вяжущее 60-82, диоксид титана 0,1-25, ПАВ 0,05-0,6 от воды затворения, вода - остальное. 1 табл.

Поризованный гипсовый материал, включающий гипсовое вяжущее, диоксид титана, воду, поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что содержит в своем составе микрочастицы диоксида титана, которые способствуют окислению вредных компонентов в воздухе помещений, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гипсовое вяжущее - 60-82;
Диоксид титана - 0,1-25;
Вода - остальное;
ПАВ - 0,05-0,6 от воды затворения.