сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит, включающая вяжущее, антипирен и легкий органический заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего полиуретановый герметик "Монтажная пена", в качестве легкого органического заполнителя дробленую древесину, а в качестве антипирена раствор ББК-3, содержащий борную кислоту, буру и воду при следующем соотношении компонентов, об.%:

Дробленая древесина	92-95
Полиуретановый герметик "Монтажная пена"	3-5
Указанный раствор	2-3

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных плит. Известна арболитовая смесь, включающая, мас.ч:

Портландцемент	1,3-1,6
Дробленая древесина	1
50% водный раствор
латекса	0,02-0,04
Безводный хлористый
кальций	0,02-0,03

/См. А.С. СССР №346295, кл. С 04 В 43/00, 1970/

Известная арболитовая смесь обладает большой объемной массой, большим водопоглощением, большим коэффициентом теплопроводности.

Известна также сырьевая смесь для теплоизоляции, вес.%:

Жидкое стекло	25-68
Полые фосфатные
микросферы	20-34
Нефелиновый антипирен	1-4
Тонкомолотые отходы	1-12
Асбест	Остальное

/См. А.С. СССР №885234, кл. С 04 В 43/00, 1979/

Полученная теплоизоляция огнестойка, но обладает низкой прочностью на сжатие и изгиб при объемной массе 180-190 кг/м³.

Из описанных в литературе веществ аналогичного назначения наиболее близким по составу является композиция для изготовления балластного слоя железнодорожного пути, включающая, мас.%:

Легкий наполнитель	55-60
Вспенивающийся полиуретан	27-38
Стекловолокно	7-13

/См. А.С. СССР №1209649 А, кл. С 04 В 26/16, 1980/

Известная композиция обладает большой объемной массой, повышенным водопоглощением, низкой предельной температурой применения, 100°С, горит.

Задачи решаемые - повышение прочности на сжатие и изгиб при сохранении объемной массы 180-190 кг/м³.

Это достигается тем, что сырьевая смесь для получения теплоизоляционных плит, включающая вяжущее, антипирен и легкий органический заполнитель, отличается тем, что она содержит в качестве вяжущего полиуретановый герметик "Монтажная пена", в качестве легкого органического заполнителя дробленую древесину, а в качестве антипирена раствор ББК-3, содержащий борную кислоту, буру и воду при следующем соотношении компонентов, об.%:

Дробленая древесина	92-95
Полиуретановый герметик "Монтажная
пена"	3-5
Указанный раствор	2-3

Для получения сырьевой смеси при изготовлении плит используют следующие материалы.

Полиуретановый герметик "Монтажная пена" - "MACROFOAM" Московского ЦПХТП-ПУ, 103009, г.Москва, а/я 923.

Монтажная пена "MACROFOAM" выпускается в баллончиках по 0,75 л, вес 1.0 кг. Состав пены "MACROFOM" - 4,4-дефенилметан-диизоционат, пропан/бутан.

Полиуретановая пена "ТЕКАПУР" содержит: Дифенилметан-диизоционат, пропан/бутан, деметилэфир, производство Словении. Выпускается в баллончиках по 0,75 литра, вес - 1,0 кг.

Дробленая древесина различных пород /хвойных или лиственных/ применяется фракции 2,5 мм - 20 мм, может применяться отход древесины этих фракций - стружка после строгания древесины.

Гранулометрический состав представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1.
№№ СИТ	2,5	5	10	20
Фракции в граммах	300	200	400	100
Фракции в %	30	20	40	10
Сумма фракций %	30	50	90	100
Полные проходы в %	70	50	10	-

Объемная масса дробленой древесины /стружки/ 80-100 кг/м³.

Раствор ББК-3 состоит, мас.%:

Борная кислота	3,12
Бура	4,88
Вода	92,0

Таблица 1.2.
КОМПОНЕНТЫ	Содержание компонентов, об %					ПРОТОТИП мас.%
	1	2	3	4	5
Дробленая древесина /стружка/ фр 2,5-20 мм	93,5	92	95	91	94
Полиуретановый герметик "Монтажная пена"	4	5	3	8	2
Раствор ББК-3	2,5	3	2	1	4

Таблица 1.3.
ПОКАЗАТЕЛЬ	Варианты предлагаемого состава					ПРОТОТИП
	1	2	3	4	5
Объемная масса, кг/м3	180	180	190	180	190
Предел прочности при сжатии при 10%-ной линейной деформации кгс/см2	20	21	19	10	15,2
Предел прочности при изгибе, кгс/см2	15	14	14	8	10
Водопоглощение, об.%	10	11	10,5	15	17
Коэффициент теплопроводности, Вт/м С	0,05	0,05	0,06	0,07	0,07
Потеря в массе в "огневой трубе", %	3,0	2,5	3,1	6,1	4,2
Время самостоятельного горения, сек	0	0	0	2	3

Для изучения свойств полученной сырьевой смеси для теплоизоляции были приготовлены 5 составов предлагаемой смеси и 1 состав прототипа, содержание исходных компонентов в которых приведено в таблице 1.2/, а физико-механические показатели смеси введены в таблицу 1.3, а также приведены примеры.

ПРИМЕР №1.

Для изготовления 10 фасадных плит /размеры: ширина - 0,5 м, длина 1,0 м, толщина - 0,05 м/ требуется дробленой древесины /стружки/ объемной массой 80 кг/м³ - 93,5% по объему или 0,25 м³, фракции 2,5-20 мм, объемная масса смеси - 180 кг/м³ .

Монтажной пены "MACROFOAM" - 4% по объему или 0,01 м³ или 2 баллончика по 0,75 литра герметика "MACROFOAM".

Раствора ББК-3 потребуется 2,5% по объему или 0,0062 м ³.

Сырьевую смесь для теплоизоляции изготавливают следующим образом. Форму заполняют дробленой древесиной, разравнивают, выливают раствор ББК-3 и все это перемешивают, после вновь разравнивают, заливают герметиком ровным слоем, перемешивают в течение 5 минут и разравнивают, закрывают крышкой. Выдержка в форме, включая вспенивание и отверждение пеномассы, составляет 1-2 часа. Получают теплоизоляционную фасадную плиту объемной массой 180 кг/м ³.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ ПРИ 10%-ной ЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИИ.

Сущность определения заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызывающих деформацию образца по толщине на 10% при соответствующих условиях испытания.

АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ.

Машина испытательная, обеспечивающая скорость нагружения образца 5-10 мм/мин, позволяющая измерить нагрузку с погрешностью, не превышающей 10% значения сжимающего усилия, или деформацию с погрешностью не более 0,2 мм.

Индикатор часового типа по ГОСТ 577-68.

Линейка металлическая по ГОСТ 427-75 или штангенциркуль по ГОСТ 166-80.

Проведение испытания.

Из каждой плиты /три плиты/ вырезают по одному образцу размером 40×40×40 мм.

Для проведения испытания образец помещают в машину таким образом, чтобы сжимающие усилие действовало по оси образца, и измеряют нагрузку, при которой он уплотняется на 10%.

Измерение деформации образца производят индикатором часового типа.

Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации в кгс/см² вычисляют по формуле:

.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ.

Сущность метода заключается в определении величины усилия при изгибе образца, вызывающего его разрушение при заданных условиях испытания, испытания производят по ГОСТ 17177-87.

Отбор образцов.

Для определения предела прочности при изгибе из плит выпиливают по два образца размером (169×30×30)±1 мм, один из средины и один на расстоянии 50 мм от края плиты.

АППАРАТУРА, ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТЫ.

Испытательная машина, обеспечивающая скорость нагружения образца 10 мм/мин и снабженная устройством с нагружением, индикатором и опорами, имеющими радиус закругления 6±0,1 мм. Расстояние между осями опор должно быть 120±1 мм

Штангенциркуль по ГОСТ 166-80.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ.

Образец помещают на опоры так, чтобы плоскость образца касалась опор по всей его ширине, а концы образца выходили за опоры не менее чем на 15 мм. При этом высота образца должна совпадать с направлением его нагружения.

В момент разрушения образца фиксируют разрушающую нагрузку.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

Предел прочности при изгибе образца R_изг в кгс/см² вычисляют по формуле:

где Р - разрушающая нагрузка, Н, Р=22,5 кгс;

l - расстояние между осями опор, м, l=12 см;

b - ширина образца, b=3 см;

h - толщина образца, h=3 см.

ПРИМЕР №2.

Испытание проводят, как в примере №1.

Для этого брали сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:

Дробленая древесина
фр.2,5-20 мм	92
Полиуретановый герметик
"Монтажная пена - ТЕКАПУР"	5
Раствор ББК-3	3

Объемная масса - 180 кг/м³, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 21 кгс/см², предел прочности при изгибе - 14 кгс/см².

ПРИМЕР №3

Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1. Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:

Дробленая древесина
фр. 2,5-20 мм	95
полиуретановый герметик
"Монтажная пена - ТЕКАПУР"	3
Раствор ББК-3	2

Объемная масса - 190 кг/м³, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 19 кгс/см², предел прочности при изгибе - 14 кгс/см².

ПРИМЕР №4.

Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1.

Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:

Дробленая древесина
фр. 2,5-20 мм	91
Полиуретановый герметик
"Монтажная пена - ТЕКАПУР"	8
Раствор ББК-3	1

Объемная масса - 180 кг/м³, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 10 кгс/см², предел прочности при изгибе -8,0 кгс/см².

ПРИМЕР №5.

Приготовление и испытание теплоизоляции проводят, как в примере №1. Для этого берут сырьевую смесь для теплоизоляции следующего состава, об.%:

Дробленая древесина
фр. 2,5-20 мм	94
Полиуретановый герметик
"Монтажная пена - ТЕКАПУР"	2
Раствор ББК-3	4

Объемная масса - 190 кг/м³, предел прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации - 15,2 кгс/см², предел прочности при изгибе - 10 кгс/см².

Введение раствора ББК-3 в сырьевую смесь приводит к пропитыванию древесины и способствует повышенной адгезии полиуретанового герметика к дробленой древесине, что, в свою очередь, ведет к повышению прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочности на изгиб, а также раствор обладает пластифицирующим действием для вязкого герметика.

Применение полиуретанового герметика в качестве вяжущего приводит к повышению прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочности на изгиб при объемной массе 180-190 кг/м из-за его легкости и увеличенной адгезии к древесине.

Применение в качестве органического заполнителя в смеси дробленой древесины приводит также к повышению прочности на сжатие при 10%-ной деформации и прочности на изгиб при объемной массе 180-190 кг/м³ .

Из таблицы 1.3. видно, что наибольшей прочностью на сжатие при 10%-ной линейной деформации и прочностью на изгиб обладают сырьевые смеси №1, 2, 3 при объемной массе 180-190 кг/м³ .

Увеличение или уменьшение полиуретанового герметика "Монтажной пены" в смесях 4 и 5 приводит к падению прочности на сжатие и изгиб при объемной массе смеси 180-190 кг/м³.

Уменьшение или увеличение дробленой древесины в смеси от 91 до 94 об.% приводит к снижению прочности на сжатие и изгиб плит при объемной массе 180-190 кг/м³.