Арболит

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРБОЛИТА

 

 Имя изобретателя: Бабкин  В.А.; Дьячкова С.Г.; Святкин Ю.К.; Карнаухов Ю.П.; Шарова В.В.; Семенов М.А.; Платицин И.В.

 Имя патентообладателя:  Братский индустриальный институт

 Адрес для переписки: 665728, Иркутская обл., Братск, ул.Макаренко 40, Братский индустриальный институт, патентный отдел

 Дата начала действия  патента: 1997.07.18

 

Изобретение относится к  технологии строительных материалов. Способ изготовления арболита из предварительно проэкстрагированных в течение 1 ч при 100oC отходов древесины лиственницы в виде опилок и вяжущего, состоящего из золы-унос ТЭЦ от сжигания бурых углей КАТЭКа и углеродсодержащего жидкого стекла, синтезированного из отходов кремниевого производства микрокремнезема и содержащего примеси графита и карборунда, включает приготовление смеси при следующем соотношении компонентов (% по массе) опилки : зола : жидкое стекло = 14,6-15: 34,3-35: 51,1:51,5, формование изделия послойным вибропрессованием, твердение при тепловлажностной обработке в течение 12 ч при температуре 80-90oC. Решаемая техническая задача: увеличение прочности арболита в 2-3 раза, значительное сокращение длительности процесса твердения арболитовых изделий с 28 суток до 12 ч, исключение минерализации древесного заполнителя. Способ экономичен, т. к. высокоэнергоемкий и дорогостоящий портландцемент заменен промышленными отходами.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

 

 

 

 

Изобретение относится к  строительным материалам, а именно к способу изготовления арболита на основе заполнителя из древесины лиственницы, который находит широкое применение в строительстве.

 

Разработка новых способов изготовления арболита с использованием различных отходов крупнотоннажных производств является в настоящее время актуальной, т.к. позволяет утилизировать отходы.

 

 Известен способ изготовления арболита, при котором древесный заполнитель (древесина ели, сосны, кедра, пихты) подвергают предварительному выдерживанию и обработке минерализаторами (И.Х.Наназашвили. Строительные материалы, изделия и конструкции. М., Высшая школа, 1990).

 

 Недостатком этого  способа является трудоемкость  процесса, невозможность использования  древесины лиственницы, а также  невысокая прочность арболита.

 

 Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления арболита на основе заполнителя - даурской лиственницы, который заключается в предварительном вымачивании древесного заполнителя (ДЗ) в воде при температуре 15 - 17oC при соотношении ДЗ: вода = 1: 9 по массе и 1:1,8 по объему в течение 7 - 8 суток и дальнейшему использованию вымоченной древесины в качестве заполнителе в арболите (А.С. N 1516478 СССР, БИ N 39, 1989). Этот способ позволяет получить арболит с прочностью 3,0 - 3,2 МПа при средней плотности 860 - 870 кг/м3 (естественная влажность) и 785 - 790 кг/м3 (воздушно-сухое состояние).

 

 Недостатком данного  способа является трудоемкость, длительность процесса и невысокие  прочностные показатели арболита.

 

 Изобретением решается  задача упрощения процесса изготовления  арболита при одновременном повышении его прочности.

 

 Сформулированная задача решается за счет того, что в способе изготовления арболита путем смешивания проэкстрагированного заполнителя из древесины лиственницы и вяжущего, отходы древесины лиственницы в виде опилок подвергают водотепловой обработке - экстракции при температуре 100oC в течение часа, перемешивают последовательно с компонентами вяжущего золой унос, а затем с углеродсодержащим жидким стеклом до однородного состояния, после чего изделия формуют вибропрессованием, твердение осуществляют при тепловлажностной обработке при температуре 80 - 90oC в течение 12 часов.

 

 Вяжущее состоит из золы - унос ТЭЦ от сжигания бурых углей КАТЭКа и углеродсодержащего жидкого стекла с силикатным модулем n = 1, плотностью r = 1,45-1,49 г/см3, синтезированного из отхода кремниевого производства - микрокремнезема и содержащего в своем составе высокодисперсные примеси графита и карборунда.

 

 Сырьевая смесь для  изготовления арболита изготавливается при следующем соотношении компонентов, мас.%:

 

 Опилки - 14,6 - 15

 

 Зола - унос - 34,3 - 35

 

 Жидкое стекло - 51,1 - 51,5

 

 Соотношение опилки:вода при экстракции составляет 1:10.

 

 Выделенные экстрактивные  вещества (арабиногалактан и дигидрокверцетин) имеют большое практическое значение и применяются в различных областях народного хозяйства.

 

 Способ иллюстрируют  примеры и таблицы (таблицы  см. в конце описания).

 

 Проэкстрагированные опилки (1 ч 100oC, соотношение опилки-вода = 1:10) перемешивают в смесителе принудительного действия в течение 2 мин с золой - унос. Затем к смеси добавляют углеродсодержащее жидкое стекло, синтезированное из микрокремнезема (силикатный модуль n = 1 и плотность r = 1,45 г/см3). Соотношение между компонентами смеси составляет: опилки: зола - унос: жидкое стекло = 14,6 - 15:34,3 - 35:51,1 (% по массе). Смесь перемешивают 2 - 3 минуты. Затем из полученной арболитовой смеси формуют образцы размером 15х15х15 см послойным вибропрессованием. Твердение образцов осуществляется в пропарочной камере при температуре изометрического прогрева 80 - 90oC по режиму 3+6+3 часа. Прочность образцов сразу после пропаривания составляет 7,9 МПа при плотности 1347 кг/м3. При дальнейшем высушивании образцов арболита до постоянной массы прочность при сжатии составляет 11,6 МПа при средней плотности 948 кг/м3. Аналогичным образом готовятся и другие составы, где плотность жидкого стекла составляет 1,45 - 1,49 г/см3.  

 

 

 Данные таблицы 2 свидетельствуют  о том, что предлагаемый способ  позволяет увеличить прочность  арболита в 2 - 3 раза. Значительно сокращается длительность технологического процесса из-за замены способа твердения арболитовых изделий (нормальное твердение в течение 28 суток по прототипу на 12 часов пропаривания в заявленном способе) и отказа от минерализации опилок. Предлагаемый способ экономичнее известного, т.к. высокоэнергоемкий и дорогостоящий портландцемент заменен промышленными отходами: зола - унос ТЭЦ и микрокремнезем (основной компонент жидкого стекла). Кроме того, предлагаемый способ позволяет извлекать из отходов древесины лиственницы ценные экстрактивные вещества, после чего опилки использовать в качестве древесного заполнителя. В связи с этим предлагаемый способ имеет большое значение в плане решения экологических проблем.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

 

1. Способ изготовления арболита путем смешивания, формования и твердения сырьевой смеси, состоящей из проэкстрагированного заполнителя из древесины лиственницы и вяжущего, отличающийся тем, что отходы древесины лиственницы в виде опилок подвергают водотепловой обработке - экстракции при температуре 100oC в течение 1 ч, перемешивают последовательно с компонентами вяжущего - золой-уносом, а затем с углеродсодержащим жидким стеклом до однородного состояния, после чего изделия формуют послойным вибропрессованием, твердение осуществляют при тепловлажностной обработке при температуре 80 - 90oC в течение 12 ч.

 

2. Способ по п.1, отличающийся  тем, что вяжущее состоит из  золы-уноса ТЭЦ от сжигания  бурых углей КАТЭКа и углеродсодержащего жидкого стекла с силикатным модулем n = 1, плотностью r = 1,45 - 1,49 г/см3, синтезированного из отходов кремниевого производства - микрокремнезема и содержащего в своем составе высокодисперсные примеси графита и карборунда.

 

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сырьевая  смесь изготавливается при следующем  соотношении компонентов, мас.%:

 

 Опилки - 14,6 - 15

 

 Зола-унос - 34,3 - 35

 

 Жидкое стекло - 51,1 - 51,5