Способ изготовления плотного термодревбетона Российский патент 2024 года по МПК C04B28/04 C04B18/26 

Изобретение относится к технологии производства строительного материала и может быть использовано для изготовления термодревбетонных блоков, плит или в виде товарного термодревбетона, предназначенных для использования при высоких нагрузках и без дополнительной защиты или отделки против воздействия внешних условий среды, с повышенными показателями прочности и морозостойкости, низким водо- и влагопоглощением.

Известен стандартизованный способ изготовления арболитовой смеси [1], заключающийся в применении портландцемента в качестве вяжущего материала, измельченной древесины (дробленки) ели, сосны, пихты, березы, осины, бука и тополя определенных размеров, полученной из отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, а также мелких заполнителей в виде природного песка и т.п. Для улучшения свойств арболитовой смеси и арболита допускается применение химических добавок.

Несмотря на применение химических добавок, арболит, изготовленный стандартизованным способом, имеет относительно высокую степень впитываемости влаги и воды, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние на прочность и эксплуатационную целостность строительного материала. Высокая степень водо- и влагопоглощения арболита на основе натуральных древесных заполнителей создает повышенную влажность внутри помещений и благоприятные условия для образования плесневелых и других грибов на внутренних конструктивных элементах зданий и сооружений.

Известен способ изготовления термодревбетона (далее – ТДБ) с применением в качестве заполнителя термически модифицированной древесины (ТМД) [2]. Материал изготавливается с использованием ТМД заполнителей размерами 5-40 мм, термическая модификация заполнителя осуществляется в паровоздушной среде, с последующей промывкой водой и обработкой в 5%-ом водном растворе поливинилацетатной эмульсии не менее чем в течение 30 минут. Формование термодревбетонной смеси осуществляется вибролитьем или вибропрессованием с последующей выдержкой при естественных условиях или в паровоздушных камерах с тепловлажностной обработкой, приготовление термодревбетонной смеси осуществляется непосредственно после обработки указанным раствором.

Недостаток данного способа заключается в том, что термодревбетонные изделия, получаемые по данному способу, а именно с использованием указанного в нем соотношения компонентов, имеют усредненные эксплуатационные показатели (прочности, теплопроводности, морозостойкости, плотности и т.п.), а рецептура не оптимизирована для использования ТДБ при высоких нагрузках, без дополнительной защиты против интенсивного воздействия внешних условий среды. Также негативное влияние на прочность древесно-цементной композиции оказывает обработка заполнителя водным раствором поливинилацетатной эмульсии [3].

Данный способ взят нами за прототип.

Технический результат заключается в оптимизации эксплуатационных свойств термодревбетона и изделий из него, предназначенных для использования при высоких нагрузках и без дополнительной защиты или отделки против воздействия внешних условий среды, с повышенными показателями прочности и морозостойкости, низким водо- и влагопоглощением.

Технический результат достигается тем, что вымачивание осуществляется в чистой технической воде в течение 30 минут, формование термодревбетонной смеси осуществляется методом вибропрессования с последующей выдержкой при естественных условиях, приготовление термодревбетонной смеси осуществляется непосредственно после вымачивания в воде при следующем соотношении компонентов, об. %: портландцемент М 500 13, мелкий заполнитель – песок 33, крупный заполнитель в виде указанной измельченной термически модифицированной древесины 54.

Способ изготовления плотного бетона на основе ТМД заполнителя состоит из следующих этапов:

1. Получение древесного заполнителя с установленными размерами на измельчительных установках.

2. Сушка и термическая модификация заполнителя в специализированных установках для термической модификации древесины.

3. Вымачивание заполнителя из ТМД в воде в течение не менее 30 минут. Оно может быть совмещено с процессом промывки заполнителя из ТМД. При этом, рекомендуется перемешивание заполнителя, например с использованием ручных инструментов или в специальных установках.

4. Приготовление ТДБ в предложенном количественном и качественном составе и формование. Формование осуществляется вибропрессованием. Исходя из этого подбирается необходимое водоцементное отношение. Также возможно использовать портландцемент маркой не ниже М 400. При этом, соответственно, необходимо изменить количественный состав для приготовления смеси.

5. Выдержка ТДБ осуществляется при естественных условиях.

Плотность термодревбетона, полученного данным способом, составляет около 1050 кг/м³; класс прочности В12,5; морозостойкость F150.

Данные показатели получены в ходе экспериментальных исследований, выполняемых в рамках проекта № 22-79-00098 https://rscf.ru/project/22-79-00098/ Российского научного фонда, и опубликованы в брошюре [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 19222-2019. Арболит и изделия из него. Общие технические условия. – Взамен ГОСТ 19222-84; введ. 29.03.2019. – М: Стандартинформ, 2019. – 36 с.

2. Пат. 2790390 Российская Федерация, СПК C04B 2111/20. Способ изготовления термодревбетона / В.Ю. Чернов; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (ООО "НовЛесТех").– №  2021139396/03; заявл. 27.12.2021; опубл. 17.02.2023, Бюл. №5. – 9 с.

3. Чернов В.Ю., Шарапов Е.С., Мальцева Е.М., Пегушина Е.Н. Исследование влияния термической модификации древесины на адгезионные и прочностные свойства древесно-цементной композиции // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 9. С. 1394–1407. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.9.1394-1407.

4. Термодревбетон: Преимущества. Разновидности. Изделия // ООО «НПО «МТДИ» - Йошкар-Ола, 2023. – 9 с.

Изобретение относится к технологии производства строительного материала и может быть использовано для изготовления термодревбетонных блоков, плит или в виде товарного термодревбетона, предназначенных для использования при высоких нагрузках и без дополнительной защиты или отделки против воздействия внешних условий среды. Цель изобретения заключается в оптимизации эксплуатационных свойств термодревбетона и изделий из него, а именно в повышении показателей прочности и морозостойкости, снижении водо- и влагопоглощения. Способ изготовления плотного термодревбетона включает измельчение древесного сырья, его сушку и термическую модификацию в паровоздушной среде при температуре обработки от 160 до 200 °C с последующим вымачиванием полученного термически модифицированного древесного заполнителя в воде, дозированием и смешиванием указанного модифицированного древесного заполнителя, портландцемента и песка с получением термодревбетонной смеси, её формование методом вибропрессования с последующей выдержкой в естественных условиях. Древесное сырье измельчают до размера частиц 5-20 мм, вымачивание осуществляют в чистой технической воде в течение не менее 30 минут, а приготовление термодревбетонной смеси осуществляют при следующем соотношении компонентов, об. %: портландцемент М 500 - 13, мелкий заполнитель – песок - 33, крупный заполнитель в виде указанной измельченной термически модифицированной древесины - 54.

Способ изготовления плотного термодревбетона, включающий измельчение древесного сырья, его сушку и термическую модификацию в паровоздушной среде при температуре обработки от 160 до 200 °C с последующим вымачиванием полученного термически модифицированного древесного заполнителя в воде, дозированием и смешиванием указанного модифицированного древесного заполнителя, портландцемента и песка с получением термодревбетонной смеси, её формование методом вибропрессования с последующей выдержкой в естественных условиях, отличающийся тем, что древесное сырье измельчают до размера частиц 5-20 мм, вымачивание осуществляют в чистой технической воде в течение не менее 30 минут, а приготовление термодревбетонной смеси осуществляют при следующем соотношении компонентов, об. %:

портландцемент М 500 - 13,

мелкий заполнитель – песок - 33,

крупный заполнитель в виде указанной измельченной термически модифицированной древесины - 54.