Топлоизолационен състав за производство на строителни материали на базата на торф

Собственици на патент RU 2393128:

Топлоизолационният състав за производство на материали на основата на торф може да се използва при производството на плочи, блокове за топлоизолация на жилищни и промишлени сгради. Съставът съдържа низинен торф, диспергиран във вода в количество 90,0 тегл.% като свързващо вещество. Като пълнител е използван пенест полистирен, разширен с жива пара в количество 10,0 тегл.%. Съотношението вода-твърдо вещество е 2,5. Перлистият полистирол има формата на гранули с фино пореста структура и заема 80-85% от обема на състава. Торфеното свързващо вещество слепва здраво частиците на инертния материал с ниска средна плътност. Техническият ефект: получаване на хомогенен строителен материал, характеризиращ се с ниска плътност, ниска топлопроводимост и подобрени якостни характеристики. 2 табл.

Изобретението се отнася до производството на строителни материали на базата на модифицирани торфени суровини и експандиран полистирол, може да се използва при производството на плочи, черупки за топлоизолация на жилищни, промишлени сгради и промишлено оборудване.

Известна е и суровина за производство на дървесно-торфени строителни материали, съдържаща горен торф (разлагане 5-15%) в количество 10-25 тегл.%, дървесни отпадъци 20-40 тегл.%, бишофит 6-25 тегл.%, алуминиев хромофосфат 1-3 тегл.% и магнезит - останалото. Сместа се разбърква старателно и продуктите се формоват при 150-160 ° C и налягане 3,0-5,0 MPa. Якостта на натиск на торфените продукти от посочения състав е 11,0-18,0 MPa. Недостатъкът на тези торфени продукти е тяхната висока плътност от 960-1000 kg/m3, топлопроводимост от 0,11-0,17 W/m·K (Av.St. СССР № 2005108. Бюл. № 47-48 от 30.12.93 г.).

Също известенсъстав, съдържащ портландцимент като свързващо вещество, горски торф и неговите производни, дървесни отпадъци и вода като течност за смесване при следните съотношения на съставките, тегл.%: портландцимент 33-38; дървесни отпадъци от торфени находища 20-25; езда торф 4-12; торфен екстракт 1-3; вода 22-42. В този случай се използва високопланински торф със степен на разлагане 5-10% и съдържание на влага 55-70%, който заедно с дървесните отпадъци се накисва предварително във воден разтвор на метинол с концентрация на метанол 6-10 g / l при 80-100 ° C за 2-5 минути. Максималната якост на състава е 6,41 MPa, коефициентът на топлопроводимост е 0,12 W / m K (Av.St. СССР № 1244122. Бул. № 26 от 16.07.86 г.). Недостатъкът на този състав е високата средна плътност, която влияе неблагоприятно върху топлопроводимостта на материала.

Известни са състави за производство на топлоизолационни материали, в които като свързващо вещество се използва низинен торф. Низинният торф има редица предимства пред високопланинския. Той е по-устойчив на влага, има по-добри адхезивни свойства и има по-голяма равномерност на разпределението на размера на частиците.

Известен състав за производство на конструкционни и топлоизолационни строителни материали по български патент за изобретение № 2307813. Съдържа низинен торф, диспергиран във вода в количество 80-90 тегл.% (като свързващо вещество), дървени стърготини в количество 5-10 тегл.% (като пълнител), синтетични влакна в количество 5-10 тегл.% (като подсилваща добавка) при коефициент на водоустойчивост 2,0-2,5. Съставът включва синтетични влакна, чиято температура на преход към еластично-пластично състояние е в диапазона от 105 до 130 ° C. При тази температура влакната стават вискозни, но запазват формата си иса залепени заедно с краища, образувайки при нормална температура здрава, пространствена, свързана, подсилваща рамка. Стърготини в този добре познат състав играят ролята на основен рамкообразуващ компонент (определя структурата на материала), тъй като низинският торф има висок афинитет на природата и следователно висока адхезия към дървото, съставът съгласно патент № 2307813 има високи якостни характеристики, което е важно за производството на структурни и топлоизолационни строителни материали. Средната плътност на материала обаче е висока и следователно такъв материал има доста висока топлопроводимост, което ограничава неговата топлоизолационна способност, а намаляването на плътността води до намаляване на якостните характеристики, което се отразява негативно на структурните качества на материала.

Най-близък по техническа същност и постигнат резултат до заявения състав е торфено-дървесен състав за производство на топлоизолационни строителни материали съгласно български патент за изобретение № 2273620. Торфено-дървесният състав има следния състав, тегл.% сухо вещество: низинен торф, диспергиран във вода 20,5-28,5; дървен пълнител (стърготини) 61,0-73,0; пенообразувател 3,5-6,5 и водоотблъскваща добавка 3,0-5,0 с водо-твърдо съотношение 2,0-2,4.

Низинният торф има висока адхезия към дървесния пълнител, възниква залепване на торф към дървени стърготини. Добрият контакт влияе благоприятно на структурообразуването на композитния материал, при което дървените стърготини действат като рамкообразуващ компонент в целия обем на материала. Пенообразуващият агент допринася за образуването на еднаква пореста структура, намалявайки средната плътност на материала, която е 150-200кг / м 3. Коефициент на топлопроводимост - от 0,04 до 0,06 W/m·K. Според механизма и формата на образуване на структурата, предназначението и постигнатия резултат, този известен състав е най-близък до заявения, поради което се приема за прототип. Недостатъците на прототипа са относително ниски якостни характеристики.

Целта на изобретението е да се получи на базата на низинен торф строителен материал с нисък коефициент на топлопроводимост и подобрени якостни характеристики.

Техническият резултат се състои в получаването на хомогенен строителен материал с нисък индекс на плътност, нисък коефициент на топлопроводимост и подобрени якостни характеристики.

Проблемът се решава по следния начин

Общото с известния състав, взет за прототип, е наличието в състава му на диспергиран във вода ниски торф като свързващо вещество и пълнител с отношение вода-твърдо вещество (W/T) най-малко 2,0. Но за разлика от прототипа, в претендирания топлоизолационен състав като пълнител е използван перлен полистирол, разширен с жива пара, със следните съотношения на компонентите, тегл.%:

низинен торф	90
Експандиран пенест полистирол	10
Със съотношение вода-твърдо вещество (W/T)	2.5

Като се имат предвид значителните запаси от низинен торф, липсата на търсене в други индустрии, както и наличието в неговия състав на активни функционални групи, които предоставят потенциални възможности за физическа и химическа модификация, низинният торф може да се припише на обещаващи местни естествени суровини, подходящи, както показват експериментите, за използване като свързващо вещество, при производството не само на структурни и топлоизолационни, но и топлоизолационни строителни материали.материали.

Заявеният състав не е идентифициран от нивото на техниката, това доказва новостта на претендирания състав. Използването на зърнест пенополистирол, експандиран с жива пара, като пълнител в комбинация с низинен торф и в предложеното количествено съотношение не произтича изрично от нивото на техниката, което потвърждава наличието на "изобретателско ниво".

Оптималното съдържание на съставките се получава в резултат на експериментални изследвания и оптимизиране на получените резултати. Това гарантира решаването на задачата и постигането на технически резултат, насочен към получаване на хомогенен строителен материал с ниска средна плътност, ниска топлопроводимост и подобрени якостни характеристики.

Низинният торф се раздробява заедно с вода в топкова мелница до степен на смилане 5-10 микрона. Към полученото торфено свързващо вещество се добавя зърнест полистирен, разширен с жива пара. Сместа се разбърква старателно до хомогенно състояние, вибролеят се формовани проби-кубчета 70×70×70 mm, които след това се сушат при температура 60-80°C в продължение на 24 часа, якостта след изсушаване е 1,95-2,45 MPa (в прототипа 1,55-1,92 MPa), средната плътност е 90-115 kg/m 3 (в прототип 150-200 kg/m), коефициент на топлопроводимост 0,037-0,043 W/m·K (в прототипа 0,04-0,06 W/m·K).

За приготвяне на състава се приготвят пет смеси от съставки (таблица 1), различаващи се в съотношението вода-твърдо вещество (от 2,0 до 2,5). Представеният интервал на съотношението вода-твърдо вещество е получен в резултат на експериментални изследвания и оптимизиране на получените резултати. Техническите характеристики на състава извън получените стойности на съотношението вода-твърдо вещество не дават решение на проблема за получаванехомогенен материал с ниска средна плътност и подобрени якостни свойства.

маса 1
Състави на смеси
Компоненти на сместа	Съдържание на компоненти, тегл.%
1	2	3	4	5
низинен торф	90	90	90	90	90
Експандиран пенест полистирол	10	10	10	10	10
V/T	2.0	2.2	2.3	2.4	2.5

Резултатите от изпитването на различни състави са показани в таблица 2.

таблица 2
Индекс	Прототип	Смесете номер
1	2	3	4	5
Средна плътност, kg / m 3	150-200	115	110	100	90	95
Якост на натиск, MPa	1,55-1,92	1,95	2.00	2.25	1,90	2.45
Коефициент на топлопроводимост, W/mK	0,04-0,06	0,043	0,042	0,041	0,04	0,037

Както може да се види, в сравнение с прототипа, претендираният състав (състав № 5 е оптимален) има значително по-ниска плътност, по-ниска топлопроводимост. Якостта на претендирания състав съответства на нормативните данни за топлоизолационни материали, съставът е промишлено приложим. Следователно този състав може да се използва в строителството при производството на топлоизолационни материали.

Топлоизолационен състав за производство на строителни материали на основата на торф, съдържащ ниско разположен торф, диспергиран във вода като свързващо вещество и пълнител, когато е твърд във водасъотношение (W/T) най-малко 2,0, характеризиращо се с това, че като пълнител се използва експандиран гранулиран полистирол, експандиран с жива пара, при следното съотношение на компонентите, тегл.%:

---