Композиционный материал на минеральном вяжущем

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА МИНЕРАЛЬНОМ ВЯЖУЩЕМ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Автор Дубовская Людмила Юрьевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(получение, свойства и применение). М. Государственное издательство литературы по строительным материалам, 1956. - С. 304-332.(57) Композиционный материал на минеральном вяжущем, содержащий древесные опилки, жидкое стекло и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки содержит гексафторосиликат натрия, синтезированный из жидкофазных отходов процесса химического полирования стеклоизделий, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. древесные опилки 100 жидкое стекло 66-80 гексафторосиликат натрия,синтезированный из жидкофазных отходов процесса химического полирования стеклоизделий 14-16. Изобретение относится к изготовлению композиционных материалов и может быть использовано в качестве облицовочных панелей промышленных и гражданских зданий, а также в сельском хозяйстве (малое домостроение). Известна строительная смесь для изготовления композиционных плит, в состав которой входят отходы лесопиления и деревообработки, портландцемент марки 500, сульфат алюминия, стекло натриевое жидкое, вода 1. Недостатком материала являются избирательный подход к породному составу древесного заполнителя и необходимость обработки его минерализаторами для предотвращения образования цементных ядов, а также необходимость длительной выдержки для приобретения конечной прочности плит, что приводит к необходимости строительства больших складских помещений. Известна строительная смесь для изготовления композиционных плит, в состав которой входят отходы лесопиления и деревообработки и силикатная паста, включающая в себя 10051 1 2007.12.30 жидкое стекло, тонкомолотую минеральную добавку (известняк или песок) и кремнефтористый натрий 2. Недостатком материала являются низкая водостойкость, низкий показатель предела прочности при статическом изгибе и длительная выдержка при достаточно высоких температурах (8-12 ч при 100 - 120 С). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является плитный материал на основе древесной щепы и отвердителя (дубящего раствора) на основе необработанного алунита и натрия с добавлением силикатного порошка, фторида силиката натрия, порошкаи порошка кремнистого сланца 3. Недостатком прототипа является низкая водостойкость плит, а также их высокая цена из-за необходимости применения специально изготовленной щепы и многокомпонентности системы. Задачей изобретения является повышение био- и водостойкости плит и снижение их токсичности. Поставленная задача достигается тем, что композиционный материал на минеральном вяжущем, содержащий отходы лесопиления и деревообработки - опилки, жидкое стекло и модифицирующую добавку, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют гексафторосиликат натрия, синтезированный из жидкофазовых отходов процесса химического полирования стеклоизделий при следующем соотношении компонентов, мас. ч опилки 100 жидкое стекло 66-80 гексафторосиликат натрия, синтезированный из жидкофазных отходов процесса химического полирования стеклоизделий 14-16. Предпосылками для получения такого материала служат высокая адгезия жидких стекол к древесине, низкая стоимость и доступность исходного сырья, высокие термостойкость, нетоксичность и негорючесть жидкого стекла и материалов на его основе. Основным сырьем для получения конструкционного материала в качестве заполнителя являлись отходы лесопиления и деревообработки - опилки, фракционный состав которых приведен в табл. 1. Таблица 1 Фракционный состав опилок Остаток на ситах с отверстиями диаметром, мм 3,5 2,0 48,2 30,3 Влажность заполнителя составляет 102 . В качестве вяжущего применяли натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078) 4. Характеристика жидкого стекла представлена в табл. 2. Таблица 2 Характеристика жидкого стекла Наименование показателя Внешний вид Показатель Густая жидкость желто-зеленого цвета без механических включений и примесей, видимых невооруженным глазом. Назначение по ГОСТ 13078 Для клеев, пропиток Силикатный модуль стекла 3,20 Щелочность, Н 11-12 Вязкость, н с/м 0,0194 Плотность жидкого стекла г/см 1,450 2 10051 1 2007.12.30 Содержание жидкого стекла в количестве меньше 66 мас.ч. не обеспечивает достаточной механической прочности получаемого материала, а содержание выше 80 мас. ч. приводит к повышению плотности, увеличению времени прессования и опасности разрыва плит. Содержание модификатора 5 менее 14 мас. ч. не обеспечивает достаточные физикомеханические показатели плит, а содержание выше 16 мас. ч. практически не влияет на эти показатели, но может привести к повышению токсичности получаемого материала. При получении композиционного плитного материала за основу принимали технологию получения древесностружечных плит из мягких отходов 3. Композиционный материал получают путем засыпания дозированного количества компонентов в смеситель. Перемешивание продолжается 2-3 мин. Из полученной смеси на металлическом поддоне, покрытом адгезионной смазкой, формируют древесно-минеральный ковер посредством формирующей рамки с предварительным его уплотнением. Сверху ковер покрывают металлическим листом и помещают смесь в пресс нагревательными плитами. Горячее прессование осуществляют при 150 С, давлении 2 МПа в течение 15 мин. По истечении времени прессования производят плавное снятие давления прессования,распалубку плиты и выдержку до испытания в воздушно-сухих условиях в течение суток. Составы приведены в таблице 3. Таблица 3 Наименование компонентов Прототип 1 7 8 9 Древесный заполнитель 100 100 100 100 100 Жидкое стекло 66 66 72 80 Модифицирующая 14 14 14 15 15 15 16 16 16 добавка Органическое связующее 10-15 Сравнительный анализ физико-механических свойств композиционного состава и древесностружечных плит на мягких отходах приведены в табл. 4. Таблица 4 Свойства Композиционный материал на минеральном вяжущем 1 2 3 4 5 6 7 8 9 650-700 600 660 700 665 668 705 668 675 710 Плотность, кг/м 3 Прочность при растяжении перпендикулярно 0,37-0,80 пласту плиты, МПа Прочность при изгибе, МПа 6,0-10,5 Удельное сопротивление выдергиванию шурупов из пласта, МПа Удельное сопротивление выдергиванию шурупов из кромки, МПа Огнестойкость, потеря 10-77 массы,6 Биостойкость, потеря 31-48 массы,6 Разбухание по толщине,16-27 При введении антипирена. 10051 1 2007.12.30 Как следует из представленных данных, водостойкость данного материала лучше, чем у прототипа на 60 . Биостойкость лучше в сотни раз. Предложенный композиционный материал является экологически чистым. Изобретение может быть использовано в качестве облицовочных панелей перегородок, стен и потолков в жилых, административных и общественных зданиях, а также в сельском хозяйстве (малое домостроение). Источники информации 1. Щербаков А.С., Гамова И.А., Мельникова Л.В. Технология композиционных древесных материалов Учебное пособие для вузов. - М. Экология, 1992. - 31-41 с. 2. Качелкин Л.И., Бухаркин В.И., Свиридов С.Г. и др. Производство строительных материалов из отходов лесозаготовок. - М., 1967. - 81 с. 3. Корчаго И.Г. Древесностружечные плиты из мягких отходов - М. Лесн. пром-сть,1971. - 104 с. (прототип). 4. ГОСТ 13078. Стекло натриевое жидкое. Технические условия. 5. Оробей Н.В., Новиков Г.И. ТУ РБ 28960196.002 - 98. Натрий гексафторосиликат. Введ. 10.12.1998. - Мн. Белстандарт, 1988. - 18 с. 6. Отлев И.А, Штейнберг Ц.Б., Отлева Л.С., Бова Ю.А., Жуков Н.И., Конаш Г.И. Справочник по производству древесностружечных плит. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. Лесн. пром-сть, 1990. - 384 с. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4