close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 05742

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5742
(13) C1
(19)
7
(51) C 04B 28/14, 11/00,
(12)
14/42
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ
ИЗДЕЛИЙ
(21) Номер заявки: 970276
(22) 1997.05.26
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Полоцкий государственный университет" (BY)
(72) Авторы: Шабанов Дмитрий Николаевич;
Ивановский Алексей Викторович; Иваненко Александр Михайлович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Полоцкий государственный
университет" (BY)
(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, мас %:
гипс
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
BY 5742 C1
(56)
JP 01224252 A, 1989.
JP 07097249 A, 1995.
RU 93026948 A, 1995.
RU 93035024 A, 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.
BY 5742 C1
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
Si2O
Аl2O3
Fe2O3
53,0
15 ± 0,5
<0,4
СаО
MgO
17 ± 0,4 4,0 ± 0,4
F
К2 О
Na2O
В2О
<0,3
<0,5
<0,5 10,0 ± 0,5
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 СnН2n-2
33,8-33,77
ароматические моноциклические ряда типа СnН2n-6
33,45-16,2
ароматические бициклические, трициклические ряда типа СnН2n-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
BY 5742 C1
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
Компоненты сырьевой смеси
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 H2SO4
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 (NaOH).
Реакцию сульфирования можно представить следующим уравнением:
RHx + XH2SO4 → R(SO3H)x + ХН2О,
где RHx - ароматический углеводород;
X - число атомов водорода, замененных сульфогруппами.
В результате сульфирования указанных углеводородов образуются кислые и средние
эфиры:
RCH = CH2 + H2SO4
RCH - OSO3H
CH3
RCH = CH2 + H2SO4
RCH - O SO2
RCH = CH2
RCH - O CH3
3
BY 5742 C1
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 160 × 40 × 40 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
Прочность при сжатии, МПа
Прочность при изгибе, МПа
Плотность, кг/м3
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
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
137 Кб
Теги
патент, 05742
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа