СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
RAW MIX FOR BUILDING UNITS

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству строительных изделий на основе магнезиальных вяжущих, применяемых при строительстве и ремонте жилых, общественных и промышленных зданий.
Известна сухая смесь на основе магнезиальных цементов для ремонта изделий из бетона, содержащая связующее из оксида магния, наполнитель из песка и щебня, органические компоненты из эфира целлюлозы в виде карбоксиметилцеллюлозы, или карбокси-этилцеллюлозы, или метилцеллюлозы, или гидроксиметилцеллюлозы, а также полимерные волокна на основе целлюлозы, или политетрафталатные волокна, или полиэфирные волокна. Для взаимодействия с оксидом магния и получения искусственного камня смесь содержит монозамещенный фосфат аммония и алюмосиликат, которые при смешивании затворяются водой. Наличие в смеси тетрабората натрия регулирует скорость образования и прочность искусственного камня, а наличие вспученного перлита позволяет равномерно распределить тетраборат натрия по всему объему смеси (патент RU 2276118, опубл. 10.05.2006). Недостатком известной смеси является ее сложный состав, состоящий из сравнительно дефицитных и дорогостоящих компонентов, включая волоконные, а также трудоемкость технологического процесса приготовления смеси и недостаточно широкий диапазон регулирования ее эксплуатационных характеристик при изготовлении, что ограничивает область применения смеси при выполнении ремонтно-строительных работ.
Также известна огнестойкая фанера для облицовки и защиты сгораемых строительных конструкций от огня. Фанера состоит из одного или более слоев, пропитанных и соединенных между собой связующей смесью. Каждый слой фанеры содержит армирующее полотно заводского изготовления, выполненное из волоконного материала, в том числе синтетического, например нейлона, и пропитан огнестойким силикатным красителем. Для повышения сопротивления слоев огнестойкой фанеры растягивающим и изгибающим усилиям связующая смесь содержит фенолформальдегид, мочевину формальдегида, резорцин, меланин, мочевину меланина, а также другие виды мочевин. Для повышения огнестойкости фанеры к связующей смеси добавляются цементы, в том числе и на основе магнезиальных вяжущих, и коллоидный раствор силиката. При изготовлении фанеры все компоненты смеси одновременно смешиваются, наносятся на обе стороны армирующего полотна, и после твердения фанера приобретает требуемую огнестойкость и цвет (патент US 4661398, опубл. 28.04.1987). Недостатком известной фанеры является сложный состав связующей смеси, состоящей из сравнительно дефицитныхи дорогостоящих компонентов, включая армирующее полотно заводского изготовления, выполненное из волоконного материала, а также трудоемкость технологического процесса приготовления смеси и ограниченная область применения из-за недостаточно широкого ассортимента выпускаемых на ее основе строительных изделий, отсутствие возможности регулирования их эксплуатационных характеристик в процессе изготовления.
В качестве прототипа принят способ и устройство для производства легких строительных панелей, где сырьевая смесь на основе магнезиальных вяжущих содержит связующее в виде оксида магния, затворитель в виде водного раствора сульфата магния, армирующий распушенный волоконный наполнитель, состоящий в том числе и из органических синтетических волокон, и пенообразующий компонент в виде спиртового раствора сульфоната. Компоненты сырьевой смеси смешиваются до влажного клейкого крошкообразного состояния, где в процессе смешивания к смеси добавляется стабилизатор пены в виде дисперсии мочевины формальдегидной резины, после чего из вспененной смеси в непрерывном рабочем процессе формируются пористые строительные панели, которые после отверждения окрашиваются праймером (патент GB 962318, опубл. 01.07.1964). Недостатком известных легких строительных панелей является сложный состав сырьевой смеси, состоящей из сравнительно дефицитных и дорогостоящих компонентов, включая армирующий волоконный наполнитель, а также трудоемкость технологического процесса приготовления смеси и ограниченная область применения из-за недостаточно широкого ассортимента выпускаемых на ее основе строительных изделий, отсутствие возможности регулирования их эксплуатационных характеристик в процессе изготовления.
Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в разработке состава сырьевой смеси на основе магнезиальных вяжущих и недорогих наполнителей, являющихся отходами производства, для формования строительных изделий различного назначения.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного изобретения, состоит в приготовлении универсальной сырьевой смеси на основе магнезиальных вяжущих, где в качестве армирующего волоконного наполнителя используются утилизируемые органические волоконные отходы от автомобильной промышленности, а также в снижении трудоемкости приготовления смеси и совершенствовании технологического процесса формования из нее строительных изделий, который позволит получать из сырьевой смеси, состоящей из одних и тех же компонентов, строительные изделия различного назначения с соответствующими эксплуатационными характеристиками, например теплоизоляционные плиты, внутренние перегородки, стеновые блоки, панели и т.п., расширении области применения строительных изделий и получении возможности регулирования их эксплуатационных характеристик в процессе формования.
3
Для достижения указанного технического результата предлагается сырьевая смесь на основе магнезиальных вяжущих, содержащая связующее - оксид магния, затворитель - раствор хлорида магния, армирующий наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве армирующего наполнителя используют кордовое волокно, являющееся отходом продуктов переработки автомобильных покрышек, при этом температура раствора хлорида магния составляет от 50°С до 60°С, а плотность раствора составляет от 1,18 до 1,235 г/см, при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид магния - 36-43; раствор хлорида магния - 34-52; кордовое волокно - 10-26.
Кордовое волокно может состоять из синтетического материала, вискозного материала, хлопкового материала или смешанного материала.
3
Смесь может быть предназначена для формования строительных изделий с заданными эксплуатационными характеристиками, например строительных изделий с плотностью от 500 до 1600 кг/м.
Процесс получения сырьевой смеси заключается в следующем. Кордовая вата загружается в бетономешалку свободного падения (гравитационную). При вращении груши бетономешалки волокно опрыскивается при помощи распылителя пульпой, заранее приготовленной из оксида магния и водного раствора хлористого магния, при этом волокно должно быть равномерно покрыто пульпой, что определяется визуально. Пульпа готовится следующим образом: в отдельно установленный смеситель заливается водный раствор оксида магния и постепенно, при работе смесителя, подается размельченная в порошок окись магния. Время перемешивания определяется готовностью однородной пульпы без наличия в ней сгустков. Для приготовления пульпы необходимо использовать раствор хлористого магния, подогретый до температуры 50°С-60°С. Перемешанная смесь выгружается из бетономешалки в расходный бункер, из которого поступает в формы для строительных изделий. В формах смесь уплотняется трамбованием или вибрированием с пригрузом или без пригруза до необходимой степени уплотнения, которая определяется требованиями к основным эксплуатационным характеристикам строительных изделий в зависимости от их функционального назначения. Эксплуатационные характеристики получаемых строительных изделий изменяются в следующих пределах:
средняя плотность
от 500 кг/м<sup>3</sup> до 1600 кг/м<sup>3</sup>
прочность при сжатии
от 1,2 МПа до 26,6 МПа
прочность при изгибе
от 0,5 МПа до 11,6 МПа
влажность
от 12,8% до 19,6% по массе
водопоглощение за 24 часа
от 18,0% до 65,0% по массе.
Сущность предлагаемого изобретения раскрывается на примерах формования строительных изделий различного назначения.
1. Для формования теплоизоляционных плит используется сырьевая смесь, содержащая, мас.%:
окись магния
36
раствор хлорида магния
34
кордовое волокно
26
Поступившая в форму смесь уплотняется вибрированием без пригруза до необходимой степени уплотнения, которая определяется требованиями к основным эксплуатационным характеристикам теплоизоляционных плит, составляющим:
средняя плотность
500 кг/м<sup>3</sup>
прочность при сжатии
1,2МПа
прочность при изгибе
0,5 МПа
влажность
12,8% по массе
водопоглощение за 24 часа
65,0% по массе
2. Для формования внутренних перегородок используется сырьевая смесь, содержащая, мас.%:
окись магния
40
раствор хлорида магния
43
кордовоеволокно
18
Поступившая в форму смесь уплотняется вибрированием с небольшим пригрузом до необходимой степени уплотнения, которая определяется требованиями к основным эксплуатационным характеристикам внутренних перегородок, составляющим:
средняя плотность
1000кг/м<sup>3</sup>
прочность при сжатии
13,9 МПа
прочность при изгибе
6,1 МПа
влажность
16,2% по массе
водопоглощение за 24 часа
41,5% по массе
3. Для формования стеновых блоков и панелей используется сырьевая смесь, содержащая, мас.%:
окись магния
43
раствор хлорида магния
52
кордовое волокно
10
Поступившая в форму смесь уплотняется вибрированием с пригрузом до необходимой степени уплотнения, которая определяется требованиями к основным эксплуатационным характеристикам стеновых блоков и панелей, составляющим:
средняя плотность
1600 кг/м<sup>3</sup>
прочность при сжатии
26,6 МПа
прочность при изгибе
11,6 МПа
влажность
19,6% по массе
водопоглощение за 24 часа
18,0% по массе
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить из одних и тех же компонентов сырьевую смесь для формования строительных изделий различного назначения, а также утилизировать отходы в виде кордового волокна, полученные от продуктов переработки автомобильных покрышек.