Состав для изготовления облегченного строительного материала Российский патент 2023 года по МПК C04B18/24 C04B26/14 C04B28/04 C04B111/28 C04B111/40 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к теплоизоляционным материалам, и может быть использовано для устройства теплоизолирующих слоев в многослойных конструкциях стен и кровли, различного рода хранилищ и труб подачи горячих жидкостей, а также в виде строительных блоков.

Известен состав сырьевой смеси для изготовления строительных материалов, который включает, мас.%: полуводный гипс 34,5-44,5; золошлаковый отход 35,0-40,0; древесные опилки 20,0-25,0; мочевиноформальдегидная смола 0,3-0,5 (Патент РФ №2471743 - Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов). Недостатком данного состава является использование отходов в виде золы и шлаков, которые, как правило содержат концентраты токсичных компонентов, включая тяжелые металлы, а также смолы на основе формальдегида, выделяющегося в процессе эксплуатации строительных изделий в течение длительного времени.

Известен состав композиционной смеси для изготовления строительных древесно-композиционных материалов, включающий в пересчете на абсолютно сухой наполнитель, мас. ч.: измельченный наполнитель растительного происхождения - 100, измельченный шлам карналлитовых хлораторов - 80-100, водный раствор хлорида магния с плотностью 1,08-1,12 г/см³ - 32-36, вода в виде влаги в наполнителе - 32-36 (Патент РФ 2199503 Состав композиционной смеси для изготовления строительных древесно-композиционных материалов). Недостатком данной смеси является использование отходов в качестве добавок и связующих ценных химических веществ на основе магния, токсичных шламов, содержащих хлор.

Известен состав в виде сырьевой смеси для изготовления строительных изделий, который включает глину, макулатуру, древесные опилки, измельченное стекловолокно и молотый стеклобой при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 89,6-93,5; макулатура - 0,1-0,2; древесные опилки - 0,1-0,2; измельченное стекловолокно - 0,1-0,2; молотый стеклобой - 6,0-10,0 (Патент 2461526 Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий). Недостатком данной сырьевой смеси является не постоянный состав и качество макулатуры и древесных опилок, которые в зависимости от вида, имеют переменный химический состав, а соответственно качество строительных изделий может варьировать.

Известен состав строительного материала, в который входят: целлюлозосодержащие отходы растениеводства в виде одеревеневших частей растений, измельченные до частиц не более 30 мм и высушенные до влажности не более 10%, отходы деревообрабатывающей промышленности – промышленную древесную стружку толщиной не более 1 мм, в качестве электролита используют жидкое стекло (Na₂SiO₃) в виде 1,5-1,75% водного раствора, в качестве кальцийсодержащих материалов используют обезвоженные и измельченные до фракции порошка отходы цементного производства, кальцит, известняк (Патент РФ 2447044 Строительный материал (варианты) и способ изготовления изделий из него (варианты)). Недостатком данного состава является не постоянный химический состав отходов растениеводства и деревообрабатывающей промышленности, что влияет на прочностные характеристики строительных изделий.

Наиболее близким техническим решением является состав, используемый для получения органического строительного материала на основе льняной костры (Патент РФ 2313502 Способ получения органического строительного материала на основе льняной костры). Состав строительного материала содержит льняную костру, предварительно обработанную в течение 1-12 часов в водном растворе гидроксида натрия с концентрацией меньше 5% при температуре 280-300К при следующем соотношении компонентов, мас.%: сухая льняная костра - 15-17, водный раствор гидроксида натрия - 83-85. Недостатком данного состава для изготовления строительных материалов является сложность и длительность подготовки льняной костры, повышенный расход химических реактивов.

Из анализа известных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость в разработке облегченного органического строительного элемента, заменяющего традиционные строительные элементы, выполненные из бетона с минеральным наполнителем, а также обладающего огнестойкими свойствами.

Технический результат предлагаемого технического решения – получение облегченного органического строительного элемента с улучшенными экологическими характеристиками состава, за счет применения канцерогенно безопасных компонентов при обеспечении оптимальной для строительных блоков прочности и обладающего огнестойкими свойствами.

Для решения технической проблемы и достижения заявленного технического результата состав для изготовления облегченного строительного материала на основе отходов льно- или коноплеводства содержит костру конопли или льна фракций 0,1-0,4 мм, 1-5 мм, 6-50 мм, цемент марки 500, песок фракции 0,1-1,0 мм, бутадиен-стирольный латекс, карбонат кальция, водный раствор силиката натрия, смолу эпоксидно-диановую неотвержденную и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

костра конопли или льна фракции 0,1-0,4 мм 1,0-1,5 костра конопли или льна фракции 1-5 мм 28,0-32,0 костра конопли или льна фракции 6-50 мм 2,0-5,0 цемент марки 500 15,0-18,0 песок фракции 0,1-1,0 мм 25,0-30,0 бутадиен-стирольный латекс 1,0-2,0 карбонат кальция 1,0-2,0 водный раствор силиката натрия 0,4-0,8 смола эпоксидно-диановая неотвержденная 8,0-10,0 вода до 100

В заявленном составе технический результат достигается за счет взаимодействия компонентов, количественное соотношение которых обеспечивает получение синергетического эффекта, итоговым проявлением которого является повышение эффективности использования экологически безопасных отходов растениеводства, при обеспечении прочности изделий (блоков и плит) из предлагаемой смеси. Следует отметить, что смесь различных фракций костры льна или конопли используют без дополнительной их обработки, что уменьшает затраты на получение заявляемой смеси. Все компоненты заявленной смеси являются экологически безопасными. Эти факторы положительно влияют на характеристики изделий из предлагаемой смеси по критериям ресурсосбережения, экологической безопасности и конкурентоспособности.

Льняная костра и костра технической конопли образуется на льнозаводах после выделения волокна и семян, содержит до 85% целлюлозы, 10-15% лигнина, гемицеллюлоз, пентозанов, зольных элементов, является хорошим сорбентом.

Приготовление смеси ведут следующим образом: костру разных фракций обрабатывают методом распыления водным раствором силиката натрия, затем добавляют цемент, песок, бутадиен-стирольный латекс, мел и перемешивают, после чего вводят в смесь смолу эпоксидно-диановую неотвержденную, перемешивают в течение 1 минуты. Далее смесь выкладывают в формы различных размеров и высушивают при температуре 10 - 40^оС. Использование в составе смеси разных фракций костры льна или конопли способствует повышению сорбционных и связующих свойств строительного материала – при использовании мелких фракций и повышению прочностных свойств – при использовании крупных фракций.

Пример 1

При приготовлении смеси использовали костру технической конопли сорта Гляна.

Приготовление смеси (мас.%) ведут следующим образом: смешивают костру технической конопли фракции 1-5 мм в количестве 28%, костру технической конопли фракции 6-50 мм в количестве 2%, костру технической конопли фракции 0,1-0,4 мм в количестве 1%, обрабатывают методом распыления водным раствором силиката натрия в количестве 0,4%, затем добавляют цемент марки 500 в количестве 15%, песок фракции 0,1-1 мм в количестве 25%, бутадиен-стирольный латекс в количестве 1%, карбонат кальция в количестве 1%, перемешивают, после чего вводят в смесь смолу эпоксидно-диановую неотвержденную в количестве 8%, воду до 100%, перемешивают в течение 1 минуты. Далее смесь выкладывают в формы различных размеров и высушивают при температуре 10 - 40^оС. Значение прочности для блока – 4,8 кг/см², что соответствует показателям пеноблоков и газоблоков.

Пример 2

При приготовлении смеси использовали костру льна масличного сорта ЛМ-98.

Приготовление смеси (мас.%) ведут следующим образом: смешивают костру льна масличного фракции 1-5 мм в количестве 28%, костру льна масличного фракции 6-50 мм в количестве 2%, костру льна масличного фракции 0,1-0,4 мм в количестве 1%, обрабатывают методом распыления водным раствором силиката натрия в количестве 0,4%, затем добавляют цемент марки 500 в количестве 15%, песок фракции 0,1-1 мм в количестве 25%, бутадиен-стирольный латекс в количестве 1%, карбонат кальция в количестве 1%, перемешивают, после чего вводят в смесь смолу эпоксидно-диановую неотвержденную в количестве 8%, воду до 100%, перемешивают в течение 1 минуты. Далее смесь выкладывают в формы различных размеров и высушивают при температуре 10 - 40^оС. Значение прочности для блока – 5,9 кг/см², что соответствует показателям пеноблоков и газоблоков.

Пример 3

При приготовлении смеси использовали костру льна-долгунца сорта Универсал.

Приготовление смеси (мас.%) ведут следующим образом: смешивают костру льна-долгунца фракции 1-5 мм в количестве 28%, костру льна-долгунца фракции 6-50 мм в количестве 2%, костру льна-долгунца фракции 0,1-0,4 мм в количестве 1%, обрабатывают методом распыления водным раствором силиката натрия в количестве 0,4%, затем добавляют цемент марки 500 в количестве 15%, песок фракции 0,1-1 мм в количестве 25%, бутадиен-стирольный латекс в количестве 1%, карбонат кальция в количестве 1%, перемешивают, после чего вводят в смесь смолу эпоксидно-диановую неотвержденную в количестве 8%, воду до 100%, перемешивают в течение 1 минуты. Далее смесь выкладывают в формы различных размеров и высушивают при температуре 10 - 40^оС. Значение прочности для блока – 6,9 кг/см², что соответствует показателям пеноблоков и газоблоков.

Предложенный состав имеет преимущество, по сравнению с применяемыми в настоящее время, в связи с тем, что входящая в состав льняная или конопляная костра имеет плотность в 3-3,5 раза меньше, чем у песка, что приводит к получению облегченных на 25-35% строительных элементов с улучшенными экологическими характеристиками состава, при обеспечении оптимальной для строительных блоков прочности.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к теплоизоляционным материалам. Состав для изготовления облегченного строительного материала на основе отходов льно- или коноплеводства содержит, мас.%: костру конопли или льна фракции 0,1-0,4 мм 1,0-1,5, костру конопли или льна фракции 1-5 мм 28,0-32,0, костру конопли или льна фракции 6-50 мм 2,0-5,0, цемент марки 500 15,0-18,0, песок фракции 0,1-1,0 мм 25,0-30,0, бутадиен-стирольный латекс 1,0-2,0, карбонат кальция 1,0-2,0, водный раствор силиката натрия 0,4-0,8, смолу эпоксидно-диановую неотвержденную 8,0-10,0, воду до 100. Технический результат – получение облегченного органического строительного материала, обладающего огнестойкими свойствами при обеспечении оптимальной прочности. 3 пр.

Состав для изготовления облегченного строительного материала на основе отходов льно- или коноплеводства, характеризующийся тем, что содержит костру конопли или льна фракций 0,1-0,4 мм, 1-5 мм, 6-50 мм, цемент марки 500, песок фракции 0,1-1,0 мм, бутадиен-стирольный латекс, карбонат кальция, водный раствор силиката натрия, смолу эпоксидно-диановую неотвержденную и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

костра конопли или льна фракции 0,1-0,4 мм 1,0-1,5 костра конопли или льна фракции 1-5 мм 28,0-32,0 костра конопли или льна фракции 6-50 мм 2,0-5,0 цемент марки 500 15,0-18,0 песок фракции 0,1-1,0 мм 25,0-30,0 бутадиен-стирольный латекс 1,0-2,0 карбонат кальция 1,0-2,0 водный раствор силиката натрия 0,4-0,8 смола эпоксидно-диановая неотвержденная 8,0-10,0 вода до 100