СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ДРЕВОШЛАКОВОГО КОМПОЗИТА
METHOD OF PRODUCING WOOD-SLAG COMPOSITE

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении древошлакового композита.
Известен способ получения композиций для легкого гранулированного заполнителя (Патент №2327663, МПК: С04В 28/02, опубликован 27.06.2008 г., Бюл. №18), включающий приготовление смеси, грануляцию и термообработку сырцовых гранул, перемешивание сухих минеральных компонентов и последующее введение воды, затем в полученную смесь при непрерывном перемешивании вводят опилки, гранулируют, проводят термообработку гранул при 150-200°С в течение 10-15 минут, а после охлаждения гранул до комнатной температуры их помещают в закрытую емкость, где выдерживают в течение 3-7 суток при нормальных температуре и давлении.
Недостатком данного способа является применение грануляции, термообработки, твердения под давлением.
Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления штучных строительных изделий (Патент №2031881, МПК: С04В 28/02, опубликован 27.03.1995 г.), включающий обработку древесных отходов в жидкой среде при температуре 100°С, перемешивание с вяжущим, формование, уплотнение и твердение.
Однако данный способ не позволяет получить изделия с высокой прочностью и требует уплотнения отформованных изделий путем вибрирования при трехступенчато возрастающей величине пригруза.
Целью предлагаемого изобретения является повышение прочности при одновременном снижении теплопроводности строительного древошлакового композита.
Цель достигается тем, что в способе получения строительного древошлакового композита, включающем обработку древесных отходов в жидкой среде при 100°С, перемешивание с вяжущим, формование, уплотнение и твердение, согласно изобретению обработку древесных отходов осуществляют в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 часов, взятой в массовом соотношении древесные отходы:жидкое стекло 1:5,6-10, затем полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, перемешивают с вяжущим не менее 0,1 часа, состоящим из предварительно измельченного гранулированного доменного шлака до удельной поверхности не менее 3100 см/г и цемента, полученную композиционную смесь уплотняют с последующей распалубкой через 8-24 часа в зависимости от количества ускорителя твердения.
Кроме того, в способе получения строительного древошлакового композита в качестве ускорителя твердения используют глину, или гипс, или негашеную известь, или нерастворимый лигнин, или жидкое стекло до 10% от общей массы композиционной смеси.
Также в заявляемом способе получения композиционную смесь уплотняют трамбовкой послойно или прикладыванием пригруза.
2
Совокупность отличительных признаков заявляемого изобретения, относящаяся к способу обработки древесных отходов, которая осуществляется в щелочной среде при температуре 100°С, и заключающаяся в предварительном измельчении гранулированного доменного шлака до удельной поверхности не менее 3100 см/т и уплотнению изделий на их основе по предложенному режиму, отсутствуют во всех технических решениях и обуславливают достижение нового положительного эффекта, т.е. существенного повышения прочности при одновременном снижении теплопроводности строительного древошлакового композита.
Возможность реализации предлагаемого способа получения подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
2
Обработку древесных отходов осуществляем при температуре 100°С в течение 1,5 часов в щелочной среде, образуемой водным раствором жидкого стекла. Для этого в емкости смешивают древесные отходы и жидкое стекло в соотношении по массе 1:7 соответственно и обрабатывают при 100°С в течение 1,5 часов. После чего полученную массу, содержащую водорастворимый лигнин, извлекают из емкости и загружают в смеситель. Туда же вводят вяжущее, состоящее из предварительно измельченного в мельнице гранулированного доменного шлака до удельной поверхности 3600 см/г и портландцемента М400, и перемешивают в течение 0,17 часа, для достижения однородности композиционной смеси. Полученную смесь укладывают в металлические формы и уплотняют трамбовкой послойно. Распалубку изделий производят через 12 часов.
Образцы испытывают в 28-суточном возрасте. Определяют предел прочности на сжатие по ГОСТ 10180-78. Среднюю плотность изделий определяют по ГОСТ 12730.1-78 на тех же образцах, что и прочность. Теплопроводность определяют по ГОСТ 7076-99 на образцах размером 10×10×2,1 см, полученных из этой же композиционной смеси. В таблице приведены показатели качества получаемого древошлакового композита.
Пример 2.
2
Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часов в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:жидкое стекло по массе 1:8, а для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 3100 см/г, перемешивание осуществляют в течение 0,1 часа. Распалубку готовых изделий производят через 20 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.
Пример 3.
2
Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часов в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:жидкое стекло по массе 1:6,2, для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 4000 см/г, а распалубку готовых изделий из древошлакового композита производят через 18 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.
Пример 4.
Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но в качестве ускорителя твердения используют глину, перемешивание осуществляют в течение 0,25 часа, а распалубку изделий производят через 8 часов. В таблице приведены показатели качества изделий из древошлакового композита.
Пример 5.
Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 2, но композиционную смесь уплотняют прикладыванием пригруза 10 кг. Распалубку готовых изделий производят через 12 часов.
Пример 6.
2
Способ получения строительного древошлакового композита осуществляют так же, как описано в примере 1, но для обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1,5 часа в емкости смешивают в соотношении древесные отходы:сода по массе 1:5, для получения вяжущего используют предварительно измельченный в мельнице гранулированный доменный шлак до удельной поверхности 4000 см/г, а распалубку готовых изделий из древошлакового композита производят через 20 часов. Показатели качества древошлаковых изделий приведены в таблице.
№ п/п
Наименование показателей
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
1.
Предел прочности при сжатии, МПа
14,6
6,5
14,0
15,8
8,9
5,7
2.
Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м<sup>3</sup>
1270
1305
1300
1390
1340
1310
3.
Теплопроводность, Вт/мК
0,22
0,21
0,25
0,28
0,25
0,24
В заявляемом способе получения строительного древошлакового композита цель достигается за счет предлагаемой обработки древесных отходов в щелочной среде при температуре 100°С в течение 1-2 часов, увеличения удельной поверхности молотого граншлака, добавления ускорителя твердения, например глины, и тщательного уплотнения композиционной смеси трамбовкой послойно или пригрузом.
сж
уд
сж
уд
сж
уд
сж
сж
сж
2
2
2
Так, в примере 2 предел прочности при сжатии R=6,5 МПа при удельной поверхности молотого граншлака S=3100 см/г, в примере 1 - R=14 МПа при S=3600 см/г, в примере 3 - R=14,6 МПа при S=4000 см/г, следовательно увеличение удельной поверхности молотого граншлака приводит к увеличению прочностных характеристик древошлакового композита. В примерах 2 и 5 композиционную смесь уплотняют прикладыванием пригруза, что также ведет к увеличению прочностных характеристик композита с R=6,5 МПа до R=8,9 МПа, при этом теплопроводность значительно не меняется 0,21 и 0,25 Вт/мК. В примере 4 в качестве ускорителя твердения используют глину, за счет этого приема распалубку изделий производят через 8 часов, а прочность древошлакового композита возрастает от R=14,6 до 15,8 МПа, при этом теплопроводность значительно не меняется от 0,25 до 0,28 Вт/мК (см. пример 3 и 4 соответственно).