ГИПСОВЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОКАРТОННЫХ ЛИСТОВ С ПОВЫШЕННОЙ СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬЮ ТЕМПЕРАТУРНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
GYPSUM COMPOSITION FOR MANUFACTURING OF GYPSUM BOARD SHEETS WITH HIGHER RESISTANCE TO TEMPERATURE EFFECT

Область техники
Настоящее изобретение относится к гипсовому составу для производства гипсокартонных листов с повышенной сопротивляемостью температурному воздействию. Изобретением обеспечивается повышенная сопротивляемость гипсокартонных листов температурному воздействию, что приводит к увеличению времени для эвакуации людей из жилых помещений до разрушения строительных гипсокартонных конструкций.
Уровень техники
Гипсокартонные листы с повышенной сопротивляемостью температурному воздействию применяют как строительно-отделочный материал в помещениях с повышенными требованиями к пожарной безопасности для выполнения внутренних перегородок, подвесных потолков, для облицовки стен, вентиляционных шахт, электрических щитов и прочего. Изобретением предлагается введение в гипсовый состав вспученного перлитового песка, который играет роль дополнительного армирующего компонента при температурном воздействии. Учитывая, что вспученный перлитовый песок обладает адсорбционными свойствами, он чаще всего в строительстве предлагается для смесей, имеющих малую подвижность раствора. Так вспученный перлитовый песок предложен для создания огнезащитной штукатурки RU №2173309, для изготовления легкого бетона RU 2399598, для изготовления гипсовой сухой штукатурки RU 2237036, для изготовления звукопоглощающих плит в количестве 7,5% (SU 885180 A, 30.11.1981, С04В 11/09, 2 с.), для изготовления теплоизоляционных изделий в количестве 2,9% от веса гипса (SU 1520034 A, 07.11.1989, С04В 11/00, 3 с.).
В материале «Гипсовые материалы и изделия (производство и применение)», (Справочник под редакцией Ферронской А.В., Москва, АСВ, 2004, с.211-216) известен состав для гипсокартонных листов с повышенной сопротивляемостью к температурному воздействию, содержащий гипс, сухой модифицированный (окисленный) крахмал, лигносульфонат технический, пенообразователь, воду, армирующую добавку. В качестве армирующей добавки, в данном материале, предложено применение обрезков стекловолокна длиной не более 10 мм.
Наиболее близким по совокупности признаков из приведенных примеров к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является состав для гипсокартонных листов с повышенной сопротивляемостью к температурному воздействию, содержащий гипс, сухой модифицированный (окисленный) крахмал, лигносульфонат технический, пенообразователь, воду, армирующую добавку. Предложенные обрезки стекловолокна, используемые в качестве армирующей добавки, не уменьшают расплыв гипсового раствора, что только плодотворно влияет на прочностные характеристики гипсокартонных листов. Однако применяемые обрезки стекловолокна выполняют только роль армирования гипсокартонных листов и приводят к увеличенному расходу пенообразователя при получении гипсокартонных листов.
В настоящем изобретении предложено использовать вместо обрезков стекловолокна предварительно обводненный вспученный перлитовый песок, что позволяет производить гипсокартонные листы с повышенным сопротивлением к температурному воздействию, со сниженной массой, с требуемыми нагрузками и требуемым расплывом гипсовой смеси без дополнительных затрат на пластификатор. Раскрытие изобретения
Предпочтительным гипсосодержащим продуктом в заявленном изобретении являются гипсокартонные листы с повышенной сопротивляемостью к температурному воздействию.
Задачей изобретения является создание гипсового состава для гипсокартонных листов с повышенной сопротивляемостью температурному воздействию и обладающих нагрузкой, соответствующей ГОСТ 6266-97. Предложен гипсовый состав для производства гипсокартонных листов, который включает: гипс, сухой окисленный крахмал, пенообразующее вещество, лигносульфонат технический, воду и предварительно обводненный от 15% до 40% вспученный перлитовый песок мелкой фракции (по ГОСТ 10832-91) от 0,16 мм до 1,25 мм. Данный диапазон по влажности вспученного перлитового песка позволяет вести технологический процесс получения гипсокартонных листов более безопасно для здоровья рабочих. В зависимости от требований в состав гипсового сердечника может дополнительно вводиться: стекловолокно, ускоритель схватывания, органические и неорганические модификаторы гипса и другие известные добавки.
Предложенный обводненный вспученный перлитовый песок с определенной фракцией обеспечивается исходя из следующего:
а) вспученный перлитовый песок мелкой фракций с размером зерен от 0,16 мм до 1,25 мм позволяет получать гипсокартонные листы с требуемыми нагрузками, соответствующими ГОСТ 6266-97. К тому же, вследствие введения мелкой фракции, происходит более равномерное распределение зерен по гипсовому составу;
б) применение более мелкой фракции (пудры) приводит к повышению плотности гипсокартонных листов и увеличенному расходу материалов;
в) применение более крупной фракции снижает прочность гипсокартонных листов;
г) применение предварительно обводненного перлитового песка от 15% до 40% только незначительно увеличивает водо/твердое отношение, что также благотворно сказывается на прочностных характеристиках гипсокартонного листа;
д) применение вспученного перлитового песка с влажностью менее 15% приводит к увеличению водо/твердого отношения, в результате чего снижаются прочностные характеристики гипсокартонных листов;
е) применение вспученного перлитового песка с влажностью более 40% технологически не удобно, так как происходит комкование и зависание продукта при дозировании с помощью оборудования для дозировки сыпучих компонентов.
Осуществление изобретения
Согласно заявленному варианту настоящего изобретения предложен гипсовый состав для производства гипсокартонных листов с повышенной сопротивляемостью к температурному воздействию, который включает: гипс от Г6 по ГОСТ 125-79, сухой окисленный крахмал с рН от 1 до 7,5, пенообразующее вещество (на основе аммоний алкил эфира сульфата или других пенообразующих основ), пластификатор (на основе лигносульфоната натрия сухого и его раствора или других пластифицирующих добавок), воду и дополнительно предварительно обводненный вспученный перлитовый песок. В зависимости от требований в состав гипсового сердечника может быть дополнительно введено: стекловолокно, ускоритель схватывания, органические и неорганические модификаторы гипса и другие известные добавки.
Ниже представлен один из возможных вариантов приготовления лабораторных образцов гипсокартонных листов.
Все продукты взвешиваются с точностью до 0,01 г. Приготовление образцов включает следующие этапы:
На первом этапе из общей массы воды отбирается 60 г и дозируется в нее 0,6 г пенообразователя. Полученная масса взбивается миксером в пену в течение 2 минут до получения объема пены от 0,8 до 1 литра.
На втором этапе остатки воды заливаются в емкость и в нее загружается взвешенный пластификатор. Пластификатор берется в виде раствора в перерасчете на сухое вещество (введенная с пластификатором вода также учитывается при расчете водо/твердого отношения). Затем пена выгружается на поверхность полученного раствора, и при перемешивании постепенно прибавляется смесь гипса, вспученного перлитового песка и окисленного сухого крахмала. Смесь перемешивается миксером до получения однородной массы, примерно в течение 50-60 секунд.
На третьем этапе полученная смесь выгружается в заранее приготовленную форму, в основании которой помещается лист тыльного картона. Сверху образец накрывается листом лицевого картона и разравнивается специальным приспособлением до получения ровной поверхности. После отверждения раствора образец помещается в сушильный шкаф и сушится при температуре от 130°С до влажности от 0,3% до 0,5%. После сушки края образца срезаются до размера, определенного ГОСТ 6266-97. В результате получаются прямоугольные образцы требуемой толщины 9,5 мм (при необходимости 12,5 мм) и размером 450 мм на 150 мм. При этом следует отметить, что картон вырезался в зависимости от вида испытания образца (продольного или поперечного). Для чистоты эксперимента готовится по три образца на каждое испытание. Оценку качества образцов гипсокартона производили по ГОСТ 6266-97. Далее приведены примеры, которые иллюстрируют изобретение. Эти примеры не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения, как по компонентам, так и по соотношению компонентов.
Пример 1
В таблице 1 представлены составы гипсовой суспензии и результаты испытаний приготовленных образцов согласно ГОСТ 6266-97. Все значения вводимых компонентов в таблице 1 указаны в граммах (в скобках в % от веса гипса).
Таблица 1
Составы гипсовой суспензии и результаты испытаний образцов при различном содержании вспученного перлитового песка.
Компонент/параметриспытания
Состав 1
Состав 2
Состав 3
Состав 4
Гипс Г6
1000
1000
1000
1000
Лигносульфонат натрия в пересчете на сухой продукт
5,0
5,0
5,0
5,0
Продолжение таблицы 1. Составы гипсовой суспензии и результаты испытаний образцов при различном содержании вспученного перлитового песка.
Крахмал
7 5
7,5
7,5
7,5
окисленный
(0,75%)
(0,75%)
(0,75%)
(0,75%)
Вспученный перлитовый песок в
3,5
2,5
1,5
1,0
пересчете на товарный продукт
(0,35%)
(0,25%)
(0,15%)
(0,1%)
Пенообразователь на основе алкил сульфата натрия и алкила эфира сульфата натрия (концентрация по активному веществу 60%)
0,5
0,5
0,5
0,5
Вода
570
570
570
570
Расплыв, мм
180
183
183
185
Температура сушки °С
130
130
130
130
Приклейка по ГОСТ 6266-97
соответствует
соответствует
соответствует
соответствует
Нагрузка продольного образца, кгс
24,0
24,1
24,2
24,6
Нагрузка поперечного образца, кгс
8,7
9,4
8,9
8,7
Масса 1 м<sup>2</sup>, кг
7,5
7,55
7,6
7,8
Твердость, мм
1,5
1,5
1,5
1,5
Из результатов видно, что введение предварительно обводненного вспученного перлитового песка до 0,35% от веса гипса приводит к незначительному снижению веса гипсокартонных листов и только к незначительному снижению расплыва гипсовой смеси (состав 1-4).
Дополнительно, при введении вспученного перлитового песка, было замечено снижение хрупкости и сколов образцов при креплении саморезами на конструкционные профиля.
Оценку сопротивляемости образцов к температурному воздействию производили путем сравнения по времени до разрушения в муфельной печи при температуре 800°С. При этом образец шириной 60 мм и длиной 120 мм располагался в горизонтальной плоскости на четырех точечных опорах, расположенных по углам образца. Расстояние между опорами составляло по длине 100 мм, по ширине 40 мм. В центр сверху на образец помещался стальной цилиндр весом 400 г и диаметром 30 мм. Для чистоты эксперимента, с целью выявления влияния вспученного перлитового песка на сопротивляемость образцов к температурному воздействию, готовилось по три образца, при этом были исключены пластификатор, пенообразователь и крахмал. Приготовление образцов производилось в следующем порядке:
Определяется водо/гипсовое отношение по ГОСТ 23789-79 (при введении вспученного перлитового песка рассчитывается водо/твердое отношение).
Берется 300 г гипса от Г6 и замешивается тесто стандартной консистенции.
Приготовленное гипсовое тесто выгружается в форму. В результате получается прямоугольный образец размером 60 мм на 120 мм и толщиной 9,5 мм.
Далее приведены примеры, которые иллюстрируют оценку сопротивляемости образцов к температурному воздействию.
Пример 2
Оценка сопротивляемости образцов к температурному воздействию представлена в таблице 2.
Таблица 2
Оценка сопротивляемости образцов к температурному воздействию
Компонент/параметриспытания
Состав 1
Состав 2
Состав 3
Состав 4
Состав 5
Гипс Гб
1000
1000
1000
1000
1000
Вспученный перлитовый песок в
3,5
2,5
1,5
1,0
пересчете на товарный продукт
(0,35%)
(0,25%)
(0,15%)
(0,1%)
0
Вода
571,7
571,4
570,8
570,6
570
Расплыв, мм
180
183
183
185
187
Температура сушки °С
50
50
50
50
50
Время до разрушения образца, с
390
378
360
360
348
Из полученных результатов видно следующее:
Введение в гипсовый сердечник предварительно обводненного вспученного перлитового песка в количестве от 0,1% до 0,35% позволяет увеличить время сопротивляемости образцов к температурному воздействию до 10%. При этом водо/твердое отношение во всех случаях составляет 0,57, а расплыв находится в пределах требований ГОСТ 23789-79.