Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий

14/42 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Шабанов Дмитрий Николаевич Ивановский Алексей Викторович Иваненко Александр Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, содержащая гипс и наполнитель на основе стекла, отличающаяся тем, что она в качестве наполнителя содержит непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна и дополнительно содержит нейтрализованный продукт сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов при следующем соотношении компонентов, масгипс 62,0-90,8 непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна 9,0-37,0 нейтрализованный продукт сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких 0,2-1,0. углеводородов(56)01224252 , 1989.07097249 , 1995.93026948 , 1995.93035024 , 1995. Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а точнее к производству гипсосодержащих конструкций и может быть использовано при изготовлении гипсопрокатных перегородок, гипсовых стяжек под полы как в заводских условиях, так и при выполнении общестроительных работ. Известны гипсовые смеси, содержащие гипс, армированные рубленным стекловолокном 1, имеющие ряд недостатков трудоемкость и нетехнологичность их изготовления. Это объясняется тем, что ввод волокна в смесь осуществляется напылением, что существенно увеличивает стоимость оборудования и налагает большие требования к качеству волокна. Наиболее близкой к заявляемой является сырьевая смесь, включающая гипсовое вяжущее с наполнителем - рубленным промасленным стекловолокном при следующем соотношении компонентов, мас.2 гипс строительный 95 рубленное промасленное мягкое стекловолокно 5. 5742 1 Однако использование рубленного промасленного стекловолокна не дает возможность перемешать гипсовую смесь, что вызвано большой удельной поверхностью волокон и их склонностью к комкованию. Кроме того, данный материал обладает недостаточной прочностью из-за большого количества воздуха, поступающего в сырьевую смесь (из-за комкования), что приводит к возникновению воздушных пузырьков, которые образуют поры. Так же удаления с поверхности стекловолокна замасливателя требует дополнительных нетехнологических затрат. Задачей предлагаемого изобретения является разработка сырьевой смеси с повышенными прочностными характеристиками при сокращении технологических затрат. Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, содержащая гипс и наполнитель, дополнительно содержит нейтрализованный продукт сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов, а в качестве наполнителя - непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна при следующем соотношении компонентов, мас.гипс 62-90,8 непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна 9-37 нейтрализованный продукт сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов 0,2-1,0. Химический состав измельченных непромасленных отходов производства стекловолокна приведен в табл. 1. Таблица 1 Химическое соединение Процент содержания Непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна являются побочным продуктом при вытяжке из стекловаренных печей нитей стекловолокна. Отличительной особенностью их является неоднородность по толщине, наличие шаровидных утолщений. Диаметр нитей отхода колеблется от 5 мкм до 3,6 мм. Непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна являются упрочняющими частицами, в гипсовой матрице. Они выполняют роль армирующего элемента,несущего часть нагрузки, т.е. нагрузка распределяется между матрицей и наполнителем. В таких смесях наполнитель оказывает упрочняющее влияние, ограничивая деформацию матрицы посредством ее механического стеснения, что приводит к значительному увеличению прочностных характеристик. Нейтрализованный продукт сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов позволяет более плотно укладывать компоненты матрицы, что также приводит к повышению прочностных показателей. Ориентировочный химический состав тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов Парафиново-нафтеновые ряда типа СН 2-2 33,8-33,77 ароматические моноциклические ряда типа СН 2-6 33,45-16,2 ароматические бициклические, трициклические ряда типа СН 2-12 23,6-17,2 бензольные смолы 14,4 спирто-бензольные смолы 9,2 асфальтена 9,16-9,2. Кроме того, при изготовлении изделий из заявляемой смеси сокращаются технологические затраты. Это связано с тем, что с непромасленных измельченных отходов стекловолокна не требуется удалять замасливатель. Для определения граничных соотношений компонентов сырьевой смеси, при которых проявляются эффекты повышения прочности, в случае использования нейтрализованного 2 5742 1 продукта сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов и непромасленных измельченных отходов производства стекловолокна, было изготовлено три состава,приведенных в табл. 2. Таблица 2 Составы 2 77 1 3 Гипс строительный 62,0 90,8 Непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна 37,0 22,4 9 Нейтрализованный продукт сульфирования ТСП жидких углеводородов 1,0 0,6 0,2 При перемешивании сырьевой смеси вводили воду в зависимости от содержания гипса, в количестве 65 . Использовался строительный гипс Бельцкого завода М 150, тяжелые смолы пиролиза жидких углеводородов Лисичанского завода, непромасленные измельченные отходы производства стекловолокна Полоцкого завода Стекловолокно. Режимы сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов приведены в табл. 3. Таблица 3 Факторы Значение Соотношение с 24 0,45 Скорость подачи тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов, мл/мин 8 Время сульфирования до подачи воды, мин 2-6 Скорость подачи воды, мл/мин 11 Общее время перемешивания, мин 80-100 Скорость перемешивания, об/мин 200 Температура разогрева тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов, С 100-110 Сульфирование проводится путем вливания тяжелых смол пиролиза при постоянном перемешивании в концентрированную серную кислоту (92-98 ). Нейтрализация проводится каустической содой . Реакцию сульфирования можно представить следующим уравнением 24(3)ХН 2 О,где- ароматический углеводород- число атомов водорода, замененных сульфогруппами. В результате сульфирования указанных углеводородов образуются кислые и средние эфиры 224 5742 1 После окончания процесса сульфирования, получившийся продукт растворяют в воде и полученный раствор нейтрализуют растворами, содержащими либо известковым молоком или смешанными растворами до получения среды рН 5-8. Измельчение отходов стекловолокна проводилось на Полоцком заводе стекловолокна в специально изготовленной дробилке. Анализ отобранных проб показал, что в измельченном материале размеры частиц волокна колеблются в зависимости от диаметра нитей отхода в следующих пределах (в вес ) нити 5-100 мкм (длина частиц 0,5-1 мм) 1-3 нити 0,5-1,0 мм (длина частиц 40-70 мм) 75-82 нити 2,5-3,6 мм (длина частиц 40-70 мм) 5-18. Полученные результаты свидетельствуют о том, что после дробления основную массу составляют волокна диаметром 0,5-1,0 мм. Для изготовления трех образцов балочек отвесить 1 кг гипса, смешать с расчетным количеством волокна, отмерить воду в чашку и смешать с нейтрализованным продуктом сульфирования жидких углеводородов. Затворить гипс полученным раствором и перемешивать в течение 60 с до получения однородной массы. Залить гипсовое тесто в металлическую форму, слегка смазанную машинным маслом. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхнуть 5 раз, поднимая и опуская ее. Излишки удалить после начала схватывания. Испытания проводить через 7 суток. Из полученных составов были изготовлены балочки размером 1604040 мм, которые подвергли испытаниям на сжатие и изгиб согласно ГОСТ 125-70. Перед испытанием определялась плотность балочек. В табл. 4 приведены результаты испытаний и сравнительный анализ с прототипом. Таблица 4 Составы Заявленный состав 1 6,0 3,3 1130 состав 2 9,5 4,5 1210 состав 3 16,0 5,5 1230 Прототип 5,7 3,2 1100 Из табл. 4 видно, что применение нейтрализованного продукта сульфирования тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов, непромасленных измельченных отходов производства стекловолокна позволяют повысить прочность на сжатие изделий из предлагаемых сырьевых смесей в 2,8 раза, а прочность на изгиб в 1,7 раза по сравнению с прототипом. Заявляемая сырьевая смесь прошла апробацию в промышленных условиях Домостроительного комбината г. Хмельницка (Украина), которая подтвердила высокие прочностные характеристики. Источники информации 1. Материалы, армированные волокном. - М. Стройиздат, 1982. - С. 153. 2. Гипс изготовление и применение гипсовых строительных материалов. / Под ред. В.Б. Ратинова. - М. Стройиздат, 1981. - С. 29. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4