композиция для изготовления легковесного строительного материала

Классы МПК:C04B28/26 силикаты щелочных металлов
C04B18/26 древесина, например опилки, древесная стружка
C04B22/08 кислоты или их соли
C04B22/12 содержащих галоген в анионе, например хлористого кальция
C04B24/00 Использование органических материалов в качестве активных ингредиентов для строительных растворов, бетона, искусственных камней, например пластификаторов
C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-05-27
публикация патента:

Изобретение относится к составам для производства легковесных строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных изделий, конструкций и монолита. Композиция для изготовления легковесного строительного материала включает, мас.%: портландцемент - 40,0-50,0; измельченный древесный заполнитель - 8,0-12,0; жидкое стекло - 1,0-1,5; хлористый кальций - 0,2-0,5; пенообразователь - 1,0-4,0; продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами - 0,1-0,5; вода - остальное. Технический результат заключается в снижении коэффициента теплопроводности материала при сохранении прочности готовых изделий. 2 табл.

Формула изобретения

Композиция для изготовления легковесного строительного материала, включающая портландцемент, измельченный древесный заполнитель, жидкое стекло, хлористый кальций, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент40,0-50,0
измельченный древесный заполнитель 8,0-12,0
жидкое стекло1,0-1,5
хлористый кальций 0,2-0,5
пенообразователь 1,0-4,0
продукт алкилирования отхода производства фенола композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
кислородсодержащими органическими веществами 0,1-0,5
вода остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составам для производства легковесных строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций.

Известна сырьевая смесь для теплоизоляционного материала, включающая латекс, отходы шерсти, опилки и гидрофобизирующую добавку и предназначенная для получения легковесных строительных изделий и конструкций (патент РФ № 2203237, кл. С04В 26/02, опубл. 27.04.2003 г.).

Но эта смесь из-за своих компонентов имеет низкую прочность.

Известна также композиция для изготовления теплоизоляционного материала, включающая аморфный кремнезем, жидкое стекло и выгорающую добавку (опилки или труху соломы) и предназначенная для получения легковесного прочного конструкционного материала с высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками (патент РФ № 2209793, кл. С04В 28/26, 38/06, опубл. 10.08.2003 г.).

Однако эта композиция имеет высокий коэффициент теплопроводности. Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является композиция для изготовления легковесного огнеупорного строительного материала, при следующем соотношении компонентов в мас.%: портландцемент - 15,0-22,7; природный опаловидный кремнезем - 12,0-18,0; древесные опилки - 0,3-1,3; полимерная добавка - 0,5-0,6; пенообразователь - 0,4-0,5; вода - остальное (патент РФ № 2300508, кл. С04В 38/08, опубл. 10.06.2007 г.).

И известная композиция имеет высокий коэффициент теплопроводности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение композиции для изготовления легковесного строительного материала с низким коэффициентом теплопроводности при сохранении прочности.

Указанная задача решается тем, что в композицию для изготовления легковесного строительного материала, включающую портландцемент, древесные опилки, химическую добавку, пенообразователь и воду, дополнительно введены жидкое стекло и хлористый кальций, а в качестве химической добавки выбран продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент40,0-50,0
древесные опилки 8,0-12,0
продукт алкилирования отхода производства фенола композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
кислородсодержащими органическими веществами 0,1-0,5
жидкое стекло1,0-1,5
хлористый кальций 0,2-0,5
пенообразователь 1,0-4,0
вода остальное

Введение в композицию жидкого стекла приостанавливает выделение из древесных опилок водоредуцирующих веществ (глюкоза, сахароза, фруктоза) за счет образования на опилках пленки и сокращает процесс твердения цементного раствора.

А введение в композицию хлористого кальция интенсифицирует набор прочности в ранние сроки твердения пенобетонной массы.

Выбор же в качестве химической добавки продукта алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами (например, диолов, диальдегидов и др.) позволяет значительно увеличить содержание отхода лесопиления - древесных опилок, повысив теплоизоляционные свойства материала при сохранении прочностных характеристик.

Технический результат заключается в снижении коэффициента теплопроводности материала при сохранении прочности готовых изделий.

В качестве отхода производства фенола использовалась фенольная смола (она же «смола ФАС»), образующаяся в процессе производства фенола и ацетона по кумольному способу. Состав фенольной смолы (мас.%): фенол - 6-12; диметилфенилкарбинол - 0-7; л-кумилфенол -32-43; д-метилстирол и димеры - 7-23; ацетофенон - 7-9; остаток неидентифицированный - 2-15 [С.С.Никулин, В.С.Шеин, С.С.Злотский и др. Отходы и побочные продукты нефтехимических производств - сырье для органического синтеза, под ред. М.И.Черкашина. - М.: Химия, 1989. с.160]. При этом в качестве кислородсодержащих соединений могут быть использованы спирты. Так, известен способ получения 2,6-ди(третбутил)-4-кумилфенола алкилированием третбутанолом основного компонента фенольной смолы - л-кумилфенола (в кислой среде) [патент ЧССР № 150822, 1971 г.].

Входящие в состав фенольной смолы фенолы различной структуры являются химически активными веществами, легко вступающими в процессы алкилирования по механизму электрофильного замещения [Олбрайт Л.Ф. Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса. Под ред. Н.И.Урываловой. Пер. с англ. - М.: Химия, 1982, 337 с.; Химическая энциклопедия. T.1. Под ред. И.Л.Кнунянца, - М.: Советская энциклопедия, 1988, с.92]. Процесс алкилирования фенольной смолы производится по следующей схеме: одну часть фенольной смолы смешивают с 0,2-0,4 частей вторичного или третичного спирта и эквимолярным спирту количеством катализатора (АlСl3, FеСl3 и т.п.). Смесь при перемешивании нагревают до 115°С и выдерживают при этой температуре 1,0-4,0 часа (временной разброс определяется необходимостью удаления легколетучих фракций фенольной смолы).

В качестве жидкого стекла использовано натриевое жидкое стекло по ГОСТу 13078-81 с силикатным модулем n=2,7 и плотностью 1,45-1,50 г/см3, которое вводят в композицию в виде 5% раствора жидкого стекла, приготовленного следующим образом: берут 1 часть жидкого стекла и смешивают с 19 частями воды.

Пример приготовления пенобетонной смеси.

Пропускают древесные опилки через сито с 2-миллиметровыми ячейками. Затем смешивают в течение 10-15 мин древесные опилки с 5%-ым раствором жидкого стекла при их соотношении по массе, в частности соответственно 1-2,4. В качестве пленкообразующей добавки используют натриевое жидкое стекло по ГОСТ 13078-82. Одновременно готовят цементное тесто следующим образом: перемешивают в течение 5-8 мин заданное количество портландцемента (в частности, расход 300 кг/м3) с водой затворения, в которой растворен и хлористый кальций (в частности, 2 кг/м3). Ускорение процесса твердения обеспечивается введением в смесь хлорида кальция по ГОСТ 450-77. Через 5-7 мин после приготовления цементного теста в него вводят продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами (например, диодами, диальдегидами и др.). Затем смешивают древесные опилки, обработанные раствором жидкого стекла, с модифицированным цементным тестом. После чего полученный продукт смешивают в течение 1,5-2,0 мин с раствором пенообразователя на основе ПБ-2000. Композиция для изготовления легковесного строительного материала готова.

Составы заявляемой композиции и свойства готовых изделий приведены в таблицах 1, 2.

Из таблицы 2 видно, что заявляемая композиция имеет более низкий коэффициент теплопроводности, что обеспечивает высокие теплозащитные свойства готовых изделий.

Таблица 1
Компонент Составы предлагаемой композиции Прототип
Портландцемент40,0 50,0 15,0-22,7
Природный каолинит -- 2,0-6,0
Тонкомолотый бой- -3,0-12,0
огнеупорного шамотного композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
кирпича композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
Природный опаловидный- - 12,0-18,0
кремнеземкомпозиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
Древесные опилки8,0 12,00,3-1,3
Полимерная добавка - -0,5-0,6
Пенообразователь 1,0 4,00,4-0,5
Продукт алкилирования отходаОД 0,5-
производства фенола композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
кислородсодержащими композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
органическими веществамикомпозиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259 композиция для изготовления легковесного строительного материала, патент № 2376259
Жидкое стекло1,0 1,5-
Хлористый кальций 0,2 0,5-
Вода остальноеостальное остальное

Таблица 2
СоставСредняя плотность, кг/м3 Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) Предел прочности при сжатии, МПа
Прототип250-300 0,08-0,09 0,45-0,9
Предлагаемой композиции 250-3000,05-0,06 0,45-0,9

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2376259

patent-2376259.pdf

Класс C04B28/26 силикаты щелочных металлов

способ получения стеклокерамзита и порокерамики из трепелов и опок -  патент 2528814 (20.09.2014)
тепло- шумовлагоизолирующий термостойкий материал и способ его изготовления -  патент 2526449 (20.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления оболочки крупного заполнителя, используемого при оформлении цветников и клумб -  патент 2525410 (10.08.2014)
способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала -  патент 2524364 (27.07.2014)
сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень -  патент 2508267 (27.02.2014)
огнезащитная композиция для воздуховодов "файрекс-300" -  патент 2506250 (10.02.2014)
способ изготовления теплоизоляционных изделий -  патент 2504526 (20.01.2014)
способ получения теплоизоляционного материала -  патент 2504525 (20.01.2014)
способ изготовления строительных изделий -  патент 2502697 (27.12.2013)
теплоизоляционный материал и способ его изготовления -  патент 2501761 (20.12.2013)

Класс C04B18/26 древесина, например опилки, древесная стружка

Класс C04B22/08 кислоты или их соли

Класс C04B22/12 содержащих галоген в анионе, например хлористого кальция

Класс C04B24/00 Использование органических материалов в качестве активных ингредиентов для строительных растворов, бетона, искусственных камней, например пластификаторов

Класс C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей

Наверх