способ изготовления теплоизоляционных блоков и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления теплоизоляционных блоков, включающий уплотнение и формирование соломистой растительной массы в блоки с последующей увязкой их вязальным материалом и пропиткой, отличающийся тем, что перед уплотнением в соломистую массу добавляют кислую соль серной кислоты или сульфат аммония и известь, а блоки пропитывают с наружной поверхности карбамидоформальдегидной смолой, дополнительно уплотняют, приглаживают с удалением ее избытка, затем пропитывают кислотным отвердителем или насыщенным раствором кислой соли серной кислоты или раствором сульфата аммония в качестве отвердителя, после чего на поверхность наносят минеральный сыпучий материал, обладающий антипиренными свойствами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сыпучего минерального материала используют известь.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве карбамидоформальдегидной смолы используют крепитель М-3, а в качестве отвердителя насыщенный раствор сульфата аммония.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что крепитель М-3 разбавляют водой в соотношении 4:1-1:4 по объему.

5. Устройство для изготовления теплоизоляционных блоков, включающее емкости для пропитки, отличающееся тем, что емкости выполнены сообщающимися, соединенными желобом и транспортирующим приспособлением, при этом емкости и желоб выполнены эллипсоидными, так что их поверхности в разрезе представлены синусоидами, причем желоб выполнен в верхней части синусоиды и снабжен регулировочным обжимным устройством, изготовленным в виде выпуклых пластин, установленных по боковым сторонам и сверху желоба на поверхности, наклоненной в одну из емкостей, причем поверхности емкостей в горизонтальном разрезе выполнены в виде противоположных синусоид.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что емкости и желоб выполнены в грунте в виде углублений, стены и дно которых пропитаны карбамидоформальдегидной смолой и отвердителем, а транспортирующее приспособление изготовлено в виде тяги, которая размещена над емкостями и желобом, на которой закреплены гибкие элементы с крючками на концах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, преимущественно временных сооружений в сельской местности, и может быть использовано в сельском хозяйстве для изготовления теплоизоляционных блоков при сооружении временных хранилищ, кошар, чердачных и других теплоизоляционных оболочек.

Известен способ получения древесностружечных плит, при котором древесная стружка смачивается карбамидоформальдегидной смолой и отвердителем (эфиром ортофосфорной кислоты с бутиловым спиртом) и уплотняется горячим прессованием (Советский Энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - С. 414-415; 480556 А, В 27 К 9/00; 24.10.1975; Энциклопедия полимеров. - М.: Советская энциклопедия, 1977, т. 3. - С. 218).

Этот способ дорогостоящ и выполним только в специальных цехах промышленного типа.

Известен способ получения тюков из соломы, при котором солома прессуется и увязывается вязальной проволокой или шпагатом, после чего в массу с помощью инъектора вводят консервант: КНМК, муравьиную или пропионовую кислоту и т. д. (Тюльдюков В.А., Кобозев И.В., Парахин Н.В. Технологии заготовки и хранения кормов. - Орел: Вешние воды, 1995).

Недостатком указанного способа является недостаточная прочность тюков, их горючесть и разрушение их гнилостной микрофлорой, вредителями и грызунами. Кроме того, способ требует использования довольно сложного по конструкции инъектизирующего устройства, которое применимо для обработки только крупных тюков-рулонов диаметром и длиной 1,5-2 м, которые неприменимы для утепления.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ изготовления теплоизоляционных блоков, включающий уплотнение и формирование соломистой массы с последующей увязкой их вязальным материалом и пропиткой веществом, предохраняющим от гниения, воспламенения и грызунов (Макаров А. Я. Справочник по строительным материалам. - Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1963. - С. 458).

Недостатком указанного способа является трудоемкость процесса, а также недостаточная прочность и большая масса тюков, что связано с использованием глинистых, известковых, цементных, гипсовых и других растворов (смесей). Кроме того, соломистые частицы плохо склеены между собой и не представляют монолита, а торчащие на поверхности блока соломистые частицы уменьшают их устойчивость к огню и внешним воздействиям.

Наиболее близким к заявленному является устройство, включающее емкости для пропитки соломистых блоков (Макаров А.Я. Справочник по строительным материалам. - Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1963. - С. 458).

Недостатками данного устройства являются:

- емкости металлические, поэтому должны быть изготовлены из некорродирующего дорогостоящего материала;

- устройство не позволяет удалить из блоков избыток реактивов и механизировать процесс.

Заявляемое изобретение направлено на упрощение технологии получения теплоизоляционного материала при одновременном улучшении эксплуатационных свойств материала, в т.ч. снижении пожароопасности и повреждаемости гнилостной микрофлорой, насекомыми-вредилями, грызунами и неблагоприятными метеорологическими условиями.

Сформулированная задача решается за счет того, что в способе изготовления теплоизоляционных блоков, включающем уплотнение соломистой растительной массы в блоки с последующей увязкой их вязальным материалом и пропиткой, перед уплотнением в соломистую массу добавляют кислую соль серной кислоты или сульфат аммония и известь, а блоки пропитывают с наружной поверхности карбамидоформальдегидной смолой, дополнительно уплотняют, приглаживают с удалением ее избытка, затем пропитывают кислотным отвердителем или насыщенным раствором кислой соли серной кислоты или раствором сульфата аммония в качестве отвердителя, после чего на поверхность наносят минеральный сыпучий материал, обладающий антипиренными свойствами.

В качестве сыпучего минерального материала может быть использована известь.

В качестве карбамидоформальдегидной смолы может быть использован крепитель М-3, а в качестве отвердителя - насыщенный раствор сульфата аммония.

Крепитель М-3 разбавляют водой в отношении 4:1 - 1:4 по объему.

В устройстве для изготовления теплоизоляционных блоков, включающем емкости для пропитки, емкости выполнены сообщающимися, соединенными желобом и транспортирующим приспособлением. При этом емкости и желоб выполнены эллипсоидными так, что их поверхности в разрезе представлены синусоидами, причем желоб выполнен в верхней части синусоиды и снабжен регулировочным обжимным устройством, изготовленным в виде выпуклых пластин, установленных по боковым сторонам и сверху желоба на поверхности, наклоненной в одну из емкостей, причем поверхности емкостей в горизонтальном разрезе выполнены в виде противоположных синусоид.

Емкости и желоб могут быть выполнены в грунте в виде углублений, стены и дно которых пропитаны карбамидоформальдегидной смолой и отвердителем, а транспортирующее приспособление может быть изготовлено в виде тяги, которая размешена над емкостями и желобом, на которой закреплены гибкие элементы с крючками на концах.

Использование в качестве консервирующего препарата КФ-смолы и ее кислотного отвердителя позволяет склеить соломистый материал в более прочный блок и снизить их горючесть и повреждаемость гнилями, вредителями, насекомыми и грызунами.

Пропитка блоков с наружной поверхности не только облегчает выполнение способа, но и наиболее полно обеспечивает достижение эффекта, т.к. очень важна качественная и полная обработка верхних слоев блока. Кроме того, такая поверхностная обработка достигается простым опрыскиванием или погружением в препараты.

Пропитка поверхности позволяет удалить избыток КФ-смолы и одновременно упрочнить поверхностные слои, придать им большую огнестойкость обыкновенным их уплотнением (обжатием с приглаживанием). Кроме того, такая обработка позволяет обработать поверхность блоков сыпучим минеральным огнеупорным материалом (песком, сухой глиной и т.д.), который хорошо прилипает к материалу, смоченному КФ-смолой и отвердителем.

Благодаря тому, что в качестве отвердителя берут насыщенный раствор кислой соли серной кислоты, а в качестве минерального материала - известь, на поверхности образуется гипс и карбонатная соль, являющиеся хорошими антипиренами.

Применение насыщенного раствора соли в качестве отвердителя сделает технологию - безопасной и простой. Этот эффект еще в большей степени увеличивается благодаря тому, что в качестве соли используют сульфат аммония, который является простым и дешевым удобрением, т.е. весьма доступным веществом. Кроме того, сульфат аммония ингибирует выделение формальдегида при полимеризации КФ-смолы.

Наиболее быстро и полно поставленная цель достигается при применении в качестве КФ-смолы крепителя М-3, который затвердевает при меньшем кислотном числе и выделяет меньше формальдегида, чем другие смолы, поэтому позволяет применять в качестве отвердителя кислую соль, М-3 обладает лучшей проникающей и клеящей способностью, он хорошо смешивается с водой.

Добавление в массу перед ее уплотнением кислой соли серной кислоты и извести в совокупности с погружением блоков в КФ-смолу, а затем отвердитель способствует не только лучшему склеиванию соломистых частиц, но и снижению их возгораемости, за счет образования гипса. Кроме того, при применении сульфата аммония идет реакция с образованием гипса, выделением аммиака, способствующего ингибированию выделения формальдегида и углекислого газа. Выделение газов при реакции, повышая пористость, обеспечивает более полную обработку массы КФ-смолой и отвердителем.

Благодаря применению крепителя М-3 можно снизить расход смолы путем разбавления ее водой в соотношении 1:4 - 4:1 без ущерба для прочности блоков. Разбавление водой улучшает проникновение смолы в массу.

Реализация предлагаемого способа резко упрощается благодаря простому изготовлению устройства. Это достигается благодаря тому, что емкости и желоб выполнены простым выкапыванием их в грунте в виде углублений, стены и дно которых пропитаны КФ-смолой и отвердителем, т.е. первоначально емкости и желоб заполняются раствором крепителя М-3, а затем после его впитывания они заливаются насыщенным раствором сульфата аммония, в результате получаются очень прочные водопроницаемые резервуары.

Пример 1. Тюки соломы путем инъектирования пропитывают отвердителем - раствором серной кислоты (кислотное число раствора 10). Затем в эти же тюки вводят КФ-смолу, например, КФ-БЖ, соответствующую ГОСТу 1231-68. После полимеризации КФ-смолы тюки помечали бирками и использовали для укрытия силоса и сенажа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Все операции проведены так же, как и в примере 1, но порядок действий обратный: первоначально обрабатывают КФ-смолой, а затем - отвердителем. Результаты испытаний показали, что прочность тюков увеличилась благодаря более равномерному распределению препаратов по массе (см. таблицу).

Пример 3. Все операции осуществляют так же, как и в примере 2, но обработку тюков ведут с поверхности методом набрызгивания, при этом тюк после обработки КФ-смолой обжимают с поверхности и приглаживают, удаляя избыток смолы. После обработки тюка отвердителем его обваливают в сухой смеси песка с глиной (можно в одной глине или в одном песке). Испытания показали, что прочность тюков увеличилась, а возгораемость снизилась, технология упростилась.

Пример 4. Все операции проводят так же, как и в примере 3, но в качестве отвердителя берут насыщенный раствор кислого сернокислого натрия, а в качестве сыпучего антипирена - известь, в качестве КФ-смолы - крепитель М-3 (Кусковский химический завод, г. Москва), отвечающий ТУ 6-05-1596-77.

Результаты испытаний показали, что прочность тюков не изменилась, но на поверхности их образовался гипсовый слой в результате реакции извести с кислым сернокислым натрием. Причем соломистые частицы одновременно пропитаны антипиренами. Лабораторные и производственные опыты показали, что при применении М-3 выделение формальдегида в 1,5-2,0 раза меньше, чем при использовании других КФ-смол.

Пример 5. Все операции осуществляют таким же образом, как в примере 4, но вместо кислого сернокислого натрия берут обыкновенный сульфат аммония, являющийся удобрением и прекрасным антипиреном. Качество тюков не изменилось, но технология упростилась. Использование в качестве отвердителя насыщенного раствора сульфата аммония, как показали эксперименты, в значительной степени ингибирует выделение формальдегида.

Пример 6. Все операции проводят так же, как и в примере 5, но в солому перед прессованием добавляют кислую соль серной кислоты - сульфат аммония и известь, а тюки обрабатывают КФ-смолой и отвердителем методом поочередного погружения в эти препараты. Прочность тюков увеличилась, а горючесть снизилась, так как внутри тюка, а не только на его поверхности, образовался гипс, а сульфатная соль - антипирен находится в избытке. Одновременно технология упростилась, т.к. отпала необходимость в напылении.

Пример 7. Все операции осуществляют так же, как и в примере 6, но крепитель М-3 разбавляют водой в соотношении 4:1. Опыт показал, что пропитка соломы ускорилась, а качество тюков осталось прежним, расход крепителя уменьшился на 20 %.

Пример 8. Все операции проводят по примеру 7, но крепитель М-3 разбавляют водой - 1:4, прочность тюков изменилась незначительно, но расход крепителя уменьшился почти в 5 раз. Опыты показали, что дальнейшее увеличение степени разбавления смолы отрицательно сказывается на прочности тюков.

Способ изготовления теплоизоляционных блоков реализуется с помощью устройства, которое поясняется чертежами (фиг.1 и 2). На фиг.1 - продольный разрез устройства; на фиг.2 - вид сверху.

Устройство выполнено в виде двух емкостей 1 и 2, которые соединены между собой желобом 3 и транспортирующим устройством, изготовленным в виде тяги 4, на которой закреплены гибкие элементы 5 в виде тросиков на концах или проволоки с крючками 6 на концах. Элементы 5 для удобства могут быть выполнены съемными. Емкости 1 и 2, а также желоб 3 выполнены сопряженными друг с другом в виде эллипсоидов. Поверхности емкостей 1 и 2 в разрезе представлены синусоидами, причем в горизонтальном разрезе - противоположными синусоидами (см. фиг. 1). Желоб 3 снабжен регулировочным обжимным устройством, изготовленным в виде выпуклых пластин 7, установленных в желобе 3 ниже верхней точки его, т.е. на выходе из емкости 1, на поверхности, наклоненной в емкость 1.

Пластины 7 снабжены регулировочными устройствами в виде пружин 8 или пластинчатых амортизаторов, или в виде старых шин от колес, камер и т.д.

Емкости 1, 2 и желоб 3 выполнены в грунте в виде углублений. При этом стены гидроизолированы, т.е. по поверхности емкостей 1 и 2 и желоба 3 выполнен гидроизоляционный слой 9, который изготовлен путем пропитки стен и дна КФ-смолой и отвердителем.

Такое устройство очень просто в изготовлении. Емкости 1, 2 и желоб 3 легко выполняются обычной выемкой грунта. Гидроизоляционный слой получается очень просто: емкости 1, 2 и желоб 3 заполняются первоначально КФ-смолой, а затем после впитывания смолы отвердителем, например, насыщенным раствором сульфата аммония. После этого емкости 1, 2 обрабатываются известью с целью удаления избытка сульфата аммония и предотвращения закоксовывания КФ-смолы. При этом на поверхности образуется гипс, что также способствует улучшению гидроизоляции.

Устройство работает следующим образом. Тюк 10 цепляется с помощью крючка к живому элементу 5, тот в свою очередь крепится к тяге 4, приводимой электромотором, и т.д. (не показано). С помощью тяги 4 тюк 10 протаскивается через емкость 1 с КФ-смолой, затем поднимается по желобу 3, где на выходе из емкости 1 пластины 7 обжимают его и заглаживают все его наружные поверхности. Благодаря тому, что пластины 7 расположены на поверхности, наклоненной к емкости 1, отжатый избыток КФ-смолы стекает в емкость 1 и не попадает в емкость 2 с отвердителем. Смоченный КФ-смолой тюк 10 протаскивается между обжимными пластинами 7 и дном желоба 3 в емкость 2 с отвердителем. Как только тюк 10 будет вынут из емкости 2 и обработан известью, гибкий элемент 5 снимается с тяги 4, крючок 6 отцепляется от тюка 10, собранная партия гибких элементов 5 с крючками 6 возвращается снова на вход в емкость 1.

Благодаря тому, что емкости и желоба выполнены эллипсоидными, т.е. их поверхности плавно переходят друг в друга, облегчается перемещение блоков из емкости в емкость.

Таким образом, совокупность признаков способа и устройства позволяет обеспечить наиболее полное достижение поставленной цели; просто и легко в условиях сельской местности из тюков соломы изготовить прекрасные прочные пожаробезопасные с пониженной водопроницаемостью теплоизоляционные блоки, устойчивые к гнилям.

Изготовленные таким образом теплоизоляционные соломистые блоки могут быть применены не только для укрытия силоса, сенажа, корнеплодов, чердачных покрытий, но и для строительства временных кошар, хранилищ и т.д.