ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНАЯ ПЛИТА
CEMENT-PARTICLE SLAB

Изобретение относится к области строительства, а именно к цементно-стружечным плитам и может найти применение при устройстве ограждающих конструкций зданий.
Известна цементно-стружечная плита, состоящая из дискретных частиц древесины, например, древесной стружки, связанных с цементом посредством промежуточного межфазного слоя, в качестве которого используют жидкое стекло, сернокислый алюминий, окисное железо и т.д. (см. Л.В. Мельникова «Технология композиционных материалов из древесины» М. / МГУЛ / 2002 г, стр. 137-147).
Недостатком известного решения является то, что оно не дает возможность получить плиты класса ЦСП-1 из лиственного сырья.
Известен метод получения композиционных материалов, при котором по специальной технологии перерабатывают в стружку качественную древесину, а затем эту стружку используют при смешении с цементом, водой, натриевым жидким стеклом и другими компонентами. (Технологический регламент производства специальных цементно-стружечных плит на Тамбовском КПД. Тамбов. 1996, с. 23).
К недостаткам данного метода необходимо отнести высокую себестоимость изделий, а также то, что в этом случае используются обычные лопастные смесители и в процессе смешения частицы цемента лишь обволакивают древесную стружку, что не обеспечивает прочные связи между отдельными компонентами и равномерное распределение смешиваемых ингредиентов.
Известен способ изготовления стружечно-цементной плиты из смеси (патент RU 2376254, 2009), включающей в мас. %: портландцемент - 27,06-37,81, измельченную древесину хвойных пород с размерами древесных частиц, не превышающих по длине 40 мм, по ширине 10 мм, по толщине 5 мм - 20,16-39,95, воду 28,39-36,24, стекло натриевое жидкое 0,71-0,90, алюминия сульфат технический очищенный 0,48-0,61, суперпластификатор СП-1 0,02-0,04 и поливинилацетат 3,37-4,26.
Недостатком данного изобретения является то, что получаемый материал теряет свои прочностные характеристики в процессе эксплуатации за счет того, что сахара остаются в древесной стружке в активной фазе, что ведет к быстрому старению материала, снижению прочности и эксплуатационных параметров. Кроме того, к недостаткам известного способа следует отнести повышенное содержание свободной воды в смеси, которая приводит к увеличению срока созревания, а также может привести к ухудшению морозостойкости и, как следствие, ухудшению эксплуатационных характеристик.
3
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления стружечно-цементной плиты из смеси (патент RU 41726, 2004), состоящей из шамотной глины и хлорида кальция, который используют для ускорения твердения цемента из расчета: хлорид кальция - 5% от массы цемента, а шамотная глина - 5-15 масс % от количества цемента. Смесь готовят в виде водного раствора смеси сухого хлорида кальция и сухой шамотной глины из расчета: на 1 м цементно-стружечной плиты берут 400 кг воды. Полученный водный раствор смеси используют в качестве промежуточного межфазного слоя, для чего им обрабатывают древесную стружку, которую берут в количестве 300 кг на 1 м плиты. В качестве вяжущего может быть использован цемент марки 500 (ЦЕМ I 42, 5Б ГОСТ 31108-2016). Количество цемента составляет 630-700 кг на 1 м3 плиты. Полученную смесь из древесной стружки, шамотной глины и цемента укладывают в форму и запрессовывают при давлении 2,5-3 МПа, после чего фиксируют толщину плиты с помощью зажимов. Затем плиту помещают в термошкаф при t°=80°C, влажности 60% и выдерживают в течение 12 часов. Затем плиты освобождают от прокладок и хранят при температуре не ниже 16°С в помещении.
Недостатком данной сырьевой смеси является высокий расход высокомарочного цемента ПЦ 500 (ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2016), что приводит к значительному увеличению итоговой стоимости цементно-стружечной плиты, а также невысокая морозостойкость получаемого материала.
Предложенная цементно-стружечная плита обладает более низким водопоглощением, а также высокой прочностью, долговечностью и эксплуатационной надежностью плиты, т.е. повышенными эксплуатационными характеристиками.
Результат достигается тем, что цементно-стружечная плита, содержащая портландцемент, древесный наполнитель - щепу сосны и воду затворения, дополнительно содержит суперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилата, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость на основе алкилсиликоната калия при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 40-45, щепа сосны - 30-40, суперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилата - 0,2-0,4, гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость на основе алкилсиликоната калия - 0,02-0,06, вода затворения - 19-25.
Технический результат заключается в снижении водопоглощения, повышении прочности, долговечности и эксплуатационной надежности плиты.
В качестве суперпластификатора на основе эфиров поликарбоксилата использовали добавку Remicrete SP 10 имеет сертификационный номер 0764-CPD-0012 (согласно EN 934-2:2001), в качестве гидрофобизирующей добавки использовали добавку Типром С на основе алкилсиликоната калия по ТУ2229-069-32478306-2003.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Для приготовления сырьевой смеси использовали цемент ЦЕМ П/А-К (Ш-П) 32,5Б ГОСТ 31108-2016 производства ЗАО «Ульяновскцемент», древесный наполнитель из щепы сосны средней фракции 10-20 мм, суперпластификатор, гидрофобизирующую добавку, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 40-45, щепа сосны - 30-40, суперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилата - 0,2-0,4, гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость на основе алкилсиликоната калия - 0,02-0,06, вода затворения - 19-25.
Добавки (суперпластификатор и гидрофобизатор) перемешивались с водой и добавляли в смесь портландцемента и щепы сосны, далее проводились испытания по ГОСТ 26816-2016.
Из сырьевой смеси изготавливались образцы размером 100×100 мм (для испытаний на разбухание по толщине и водопоглощение), размером 50×50 мм (для определения предела прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты), размером 25×300 мм (для определения предела прочности при изгибе). После нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям.
Составы сырьевых смесей приведены в табл. 1. Результаты механических испытаний образцов цементно-стружечной плиты приведены в табл. 2.
Из таблицы 2 видно, что разработанный состав сырьевой смеси позволяет снизить водопоглощение на 4-7%, разбухание по толщине в 1,22-1,48 раза и повысить предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти на 15-35%, предел прочности при изгибе на 12-32% по сравнению с прототипом.