Сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит
Патент 2291886
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных плит. Описывается сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит, содержащая в качестве вяжущего 3-5 об.% полиуретанового герметика "Монтажная пена", в качестве легкого органического заполнителя 92-95 об.% дробленой древесины, в качестве антипирена 2-3 об.% раствора ББК-3. Технический результат - повышение прочности на сжатие и изгиб при сохранении объемной массы 180-190 кг/м3. 3 табл.
Реферат
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных плит. Известна арболитовая смесь, включающая, мас.ч:
| Портландцемент | 1,3-1,6 |
| Дробленая древесина | 1 |
| 50% водный раствор | |
| латекса | 0,02-0,04 |
| Безводный хлористый | |
| кальций | 0,02-0,03 |
/См. А.С. СССР №346295, кл. С 04 В 43/00, 1970/
Известная арболитовая смесь обладает большой объемной массой, большим водопоглощением, большим коэффициентом теплопроводности.
Известна также сырьевая смесь для теплоизоляции, вес.%:
| Жидкое стекло | 25-68 |
| Полые фосфатные | |
| микросферы | 20-34 |
| Нефелиновый антипирен | 1-4 |
| Тонкомолотые отходы | 1-12 |
| Асбест | Остальное |
/См. А.С. СССР №885234, кл. С 04 В 43/00, 1979/
Полученная теплоизоляция огнестойка, но обладает низкой прочностью на сжатие и изгиб при объемной массе 180-190 кг/м3.
Из описанных в литературе веществ аналогичного назначения наиболее близким по составу является композиция для изготовления балластного слоя железнодорожного пути, включающая, мас.%:
| Легкий наполнитель | 55-60 |
| Вспенивающийся полиуретан | 27-38 |
| Стекловолокно | 7-13 |
/См. А.С. СССР №1209649 А, кл. С 04 В 26/16, 1980/
Известная композиция обладает большой объемной массой, повышенным водопоглощением, низкой предельной температурой применения, 100°С, горит.
Задачи решаемые - повышение прочности на сжатие и изгиб при сохранении объемной массы 180-190 кг/м3.
Это достигается тем, что сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит, включающая вяжущее, антипирен и легкий органический заполнитель, отличается тем, что она содержит в качестве вяжущего полиуретановый герметик "Монтажная пена", в качестве легкого органического заполнителя дробленую древесину, а в качестве антипирена раствор ББК-3, содержащий борную кислоту, буру и воду при следующем соотношении компонентов, об.%:
| Дробленая древесина | 92-95 |
| Полиуретановый герметик "Монтажная | |
| пена" | 3-5 |
| Указанный раствор | 2-3 |
Для получения сырьевой смеси при изготовлении плит используют следующие материалы.
Полиуретановый герметик "Монтажная пена" - "MACROFOAM" Московского ЦПХТП-ПУ, 103009, г.Москва, а/я 923.
Монтажная пена "MACROFOAM" выпускается в баллончиках по 0,75 л, вес 1.0 кг. Состав пены "MACROFOM" - 4,4-дефенилметан-диизоционат, пропан/бутан.
Полиуретановая пена "ТЕКАПУР" содержит: Дифенилметан-диизоционат, пропан/бутан, деметилэфир, производство Словении. Выпускается в баллончиках по 0,75 литра, вес - 1,0 кг.
Дробленая древесина различных пород /хвойных или лиственных/ применяется фракции 2,5 мм - 20 мм, может применяться отход древесины этих фракций - стружка после строгания древесины.
Гранулометрический состав представлен в таблице 1.1.
| Таблица 1.1. | ||||
| №№ СИТ | 2,5 | 5 | 10 | 20 |
| Фракции в граммах | 300 | 200 | 400 | 100 |
| Фракции в % | 30 | 20 | 40 | 10 |
| Сумма фракций % | 30 | 50 | 90 | 100 |
| Полные проходы в % | 70 | 50 | 10 | - |
Объемная масса дробленой древесины /стружки/ 80-100 кг/м3.
Раствор ББК-3 состоит, мас.%:
| Борная кислота | 3,12 |
| Бура | 4,88 |
| Вода | 92,0 |
| Таблица 1.2. | ||||||
| КОМПОНЕНТЫ | Содержание компонентов, об % | ПРОТОТИП мас.% | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Дробленая древесина /стружка/ фр 2,5-20 мм | 93,5 | 92 | 95 | 91 | 94 | |
| Полиуретановый герметик "Монтажная пена" | 4 | 5 | 3 | 8 | 2 | |
| Раствор ББК-3 | 2,5 | 3 | 2 | 1 | 4 |
| Таблица 1.3. | ||||||
| ПОКАЗАТЕЛЬ | Варианты предлагаемого состава | ПРОТОТИП | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Объемная масса, кг/м3 | 180 | 180 | 190 | 180 | 190 | |
| Предел прочности при сжатии при 10%-ной линейной деформации кгс/см2 | 20 | 21 | 19 | 10 | 15,2 | |
| Предел прочности при изгибе, кгс/см2 | 15 | 14 | 14 | 8 | 10 | |
| Водопоглощение, об.% | 10 | 11 | 10,5 | 15 | 17 | |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м С | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,07 | |
| Потеря в массе в "огневой трубе", % | 3,0 | 2,5 | 3,1 | 6,1 | 4,2 | |
| Время самостоятельного горения, сек | 0 | 0 | 0 | 2 | 3 |
Для изучения свойств полученной сырьевой смеси для теплоизоляции были приготовлены 5 составов предлагаемой смеси и 1 состав прототипа, содержание исходных компонентов в которых приведено в таблице 1.2/, а физико-механические показатели смеси введены в таблицу 1.3, а также приведены примеры.
ПРИМЕР №1.
Для изготовления 10 фасадных плит /размеры: ширина - 0,5 м, длина 1,0 м, толщина - 0,05 м/ требуется дробленой древесины /стружки/ объемной массой 80 кг/м3 - 93,5% по объему или 0,25 м3, фракции 2,5-20 мм, объемная масса смеси - 180 кг/м3.
Монтажной пены "MACROFOAM" - 4% по объему или 0,01 м3 или 2 баллончика по 0,75 литра герметика "MACROFOAM".
Раствора ББК-3 потребуется 2,5% по объему или 0,0062 м3.
Сырьевую смесь для теплоизоляции изготавливают следующим образом. Форму заполняют дробленой древесиной, разравнивают, выливают раствор ББК-3 и все это перемешивают, после вновь разравнивают, заливают герметиком ровным слоем, перемешивают в течение 5 минут и разравнивают, закрывают крышкой. Выдержка в форме, включая вспенивание и отверждение пеномассы, составляет 1-2 часа. Получают теплоизоляционную фасадную плиту объемной массой 180 кг/м3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ ПРИ 10%-ной ЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИИ.
Сущность определения заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызывающих деформацию образца по толщине на 10% при соответствующих условиях испытания.
АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ.
Машина испытательная, обеспечивающая скорость нагружения образца 5-10 мм/мин, позволяющая измерить нагрузку с погрешностью, не превышающей 10% значения сжимающего усилия, или деформацию с погрешностью не более 0,2 мм.
Индикатор часового типа по ГОСТ 577-68.
Линейка металлическая по ГОСТ 427-75 или штангенциркуль по ГОСТ 166-80.
Проведение испытания.
Из каждой плиты /три плиты/ вырезают по одному образцу размером 40×40×40 мм.
Для проведения испытания образец помещают в машину таким образом, чтобы сжимающие усилие действовало по оси образца, и измеряют нагрузку, при которой он уплотняется на 10%.
Измерение деформации образца производят индикатором часового типа.
Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации в кгс/см2 вычисляют по формуле:
.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ.
Сущность метода заключается в определении величины усилия при изгибе образца, вызывающего его разрушение при заданных условиях испытания, испытания производят по ГОСТ 17177-87.
Отбор образцов.
Для определения предела прочности при изгибе из плит выпиливают по два образца размером (169×30×30)±1 мм, один из средины и один на расстоянии 50 мм от края плиты.
АППАРАТУРА, ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ.
Испытательная машина, обеспечивающая скорость нагружения образца 10 мм/мин и снабженная устройством с нагружением, индикатором и опорами, имеющими радиус закругления 6±0,1 мм. Расстояние между осями опор должно быть 120±1 мм
Штангенциркуль по ГОСТ 166-80.
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ.
Образец помещают на опоры так, чтобы плоскость образца касалась опор по всей его ширине, а концы образца выходили за опоры не менее чем на 15 мм. При этом высота образца должна совпадать с направлением его нагружения.
В момент разрушения образца фиксируют разрушающую нагрузку.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.
Предел прочности при изгибе образца Rизг в кгс/см2 вычисляют по формуле:
где Р - разрушающая нагрузка, Н, Р=22,5 кгс;
l - расстояние между осями опор, м, l=12 см;
b - ширина образца, b=3 см;
h - толщина образца, h=3 см.
ПРИМЕР №2.
Испытание проводят, как в примере №1.
Для этого брали сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:
| Дробленая древесина | |
| фр.2,5-20 мм | 92 |
| Полиуретановый герметик | |
| "Монтажная пена - ТЕКАПУР" | 5 |
| Раствор ББК-3 | 3 |
Объемная масса - 180 кг/м3, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 21 кгс/см2, предел прочности при изгибе - 14 кгс/см2.
ПРИМЕР №3
Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1. Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:
| Дробленая древесина | |
| фр. 2,5-20 мм | 95 |
| полиуретановый герметик | |
| "Монтажная пена - ТЕКАПУР" | 3 |
| Раствор ББК-3 | 2 |
Объемная масса - 190 кг/м3, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 19 кгс/см2, предел прочности при изгибе - 14 кгс/см2.
ПРИМЕР №4.
Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1.
Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:
| Дробленая древесина | |
| фр. 2,5-20 мм | 91 |
| Полиуретановый герметик | |
| "Монтажная пена - ТЕКАПУР" | 8 |
| Раствор ББК-3 | 1 |
Объемная масса - 180 кг/м3, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 10 кгс/см2, предел прочности при изгибе -8,0 кгс/см2.
ПРИМЕР №5.
Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1. Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:
| Дробленая древесина | |
| фр. 2,5-20 мм | 94 |
| Полиуретановый герметик | |
| "Монтажная пена - ТЕКАПУР" | 2 |
| Раствор ББК-3 | 4 |
Объемная масса - 190 кг/м3, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 15,2 кгс/см2, предел прочности при изгибе - 10 кгс/см2.
Введение раствора ББК-3 в сырьевую смесь приводит к пропитыванию древесины и способствует повышенной адгезии полиуретанового герметика к дробленой древесине, что, в свою очередь, ведет к повышению прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочности на изгиб, а также раствор обладает пластифицирующим действием для вязкого герметика.
Применение полиуретанового герметика в качестве вяжущего приводит к повышению прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочности на изгиб при объемной массе 180-190 кг/м из-за его легкости и увеличенной адгезии к древесине.
Применение в качестве органического заполнителя в смеси дробленой древесины приводит также к повышению прочности на сжатие при 10%-ной деформации и прочности на изгиб при объемной массе 180-190 кг/м3.
Из таблицы 1.3. видно, что наибольшей прочностью на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочностью на изгиб обладают сырьевые смеси №1, 2, 3 при объемной массе 180-190 кг/м3.
Увеличение или уменьшение полиуретанового герметика "Монтажной пены" в смесях 4 и 5 приводит к падению прочности на сжатие и изгиб при объемной массе смеси 180-190 кг/м3.
Уменьшение или увеличение дробленой древесины в смеси от 91 до 94 об.% приводит к снижению прочности на сжатие и изгиб плит при объемной массе 180-190 кг/м3.
Сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит, включающая вяжущее, антипирен и легкий органический заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего полиуретановый герметик "Монтажная пена", в качестве легкого органического заполнителя дробленую древесину, а в качестве антипирена раствор ББК-3, содержащий борную кислоту, буру и воду при следующем соотношении компонентов, об.%:
| Дробленая древесина | 92-95 |
| Полиуретановый герметик "Монтажная пена" | 3-5 |
| Указанный раствор | 2-3 |