КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Название	КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
Разработчик (Авторы)	Щукин Андрей Иванович, Иващенко Юрий Григорьевич, Тимохин Денис Константинович, Шошин Евгений Александрович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2376259
Дата регистрации	27.05.2008
Правообладатель	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ)
Область применения (класс МПК)	C04B 28/26 (2006.01) C04B 18/26 (2006.01) C04B 22/08 (2006.01) C04B 22/12 (2006.01) C04B 24/00 (2006.01) C04B 38/10 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к составам для производства легковесных строительных материалов и может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций.

Известна сырьевая смесь для теплоизоляционного материала, включающая латекс, отходы шерсти, опилки и гидрофобизирующую добавку и предназначенная для получения легковесных строительных изделий и конструкций (патент РФ №2203237, кл. С04В 26/02, опубл. 27.04.2003 г.).

Но эта смесь из-за своих компонентов имеет низкую прочность.

Известна также композиция для изготовления теплоизоляционного материала, включающая аморфный кремнезем, жидкое стекло и выгорающую добавку (опилки или труху соломы) и предназначенная для получения легковесного прочного конструкционного материала с высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками (патент РФ №2209793, кл. С04В 28/26, 38/06, опубл. 10.08.2003 г.).

Однако эта композиция имеет высокий коэффициент теплопроводности. Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является композиция для изготовления легковесного огнеупорного строительного материала, при следующем соотношении компонентов в мас.%: портландцемент - 15,0-22,7; природный опаловидный кремнезем - 12,0-18,0; древесные опилки - 0,3-1,3; полимерная добавка - 0,5-0,6; пенообразователь - 0,4-0,5; вода - остальное (патент РФ №2300508, кл. С04В 38/08, опубл. 10.06.2007 г.).

И известная композиция имеет высокий коэффициент теплопроводности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение композиции для изготовления легковесного строительного материала с низким коэффициентом теплопроводности при сохранении прочности.

Указанная задача решается тем, что в композицию для изготовления легковесного строительного материала, включающую портландцемент, древесные опилки, химическую добавку, пенообразователь и воду, дополнительно введены жидкое стекло и хлористый кальций, а в качестве химической добавки выбран продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Введение в композицию жидкого стекла приостанавливает выделение из древесных опилок водоредуцирующих веществ (глюкоза, сахароза, фруктоза) за счет образования на опилках пленки и сокращает процесс твердения цементного раствора.

А введение в композицию хлористого кальция интенсифицирует набор прочности в ранние сроки твердения пенобетонной массы.

Выбор же в качестве химической добавки продукта алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами (например, диолов, диальдегидов и др.) позволяет значительно увеличить содержание отхода лесопиления - древесных опилок, повысив теплоизоляционные свойства материала при сохранении прочностных характеристик.

Технический результат заключается в снижении коэффициента теплопроводности материала при сохранении прочности готовых изделий.

В качестве отхода производства фенола использовалась фенольная смола (она же «смола ФАС»), образующаяся в процессе производства фенола и ацетона по кумольному способу. Состав фенольной смолы (мас.%): фенол - 6-12; диметилфенилкарбинол - 0-7; л-кумилфенол -32-43; д-метилстирол и димеры - 7-23; ацетофенон - 7-9; остаток неидентифицированный - 2-15 [С.С.Никулин, В.С.Шеин, С.С.Злотский и др. Отходы и побочные продукты нефтехимических производств - сырье для органического синтеза, под ред. М.И.Черкашина. - М.: Химия, 1989. с.160]. При этом в качестве кислородсодержащих соединений могут быть использованы спирты. Так, известен способ получения 2,6-ди(третбутил)-4-кумилфенола алкилированием третбутанолом основного компонента фенольной смолы - л-кумилфенола (в кислой среде) [патент ЧССР №150822, 1971 г.].

Входящие в состав фенольной смолы фенолы различной структуры являются химически активными веществами, легко вступающими в процессы алкилирования по механизму электрофильного замещения [Олбрайт Л.Ф. Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса. Под ред. Н.И.Урываловой. Пер. с англ. - М.: Химия, 1982, 337 с.; Химическая энциклопедия. T.1. Под ред. И.Л.Кнунянца, - М.: Советская энциклопедия, 1988, с.92]. Процесс алкилирования фенольной смолы производится по следующей схеме: одну часть фенольной смолы смешивают с 0,2-0,4 частей вторичного или третичного спирта и эквимолярным спирту количеством катализатора (АlСl₃, FеСl₃ и т.п.). Смесь при перемешивании нагревают до 115°С и выдерживают при этой температуре 1,0-4,0 часа (временной разброс определяется необходимостью удаления легколетучих фракций фенольной смолы).

В качестве жидкого стекла использовано натриевое жидкое стекло по ГОСТу 13078-81 с силикатным модулем n=2,7 и плотностью 1,45-1,50 г/см³, которое вводят в композицию в виде 5% раствора жидкого стекла, приготовленного следующим образом: берут 1 часть жидкого стекла и смешивают с 19 частями воды.

Пример приготовления пенобетонной смеси.

Пропускают древесные опилки через сито с 2-миллиметровыми ячейками. Затем смешивают в течение 10-15 мин древесные опилки с 5%-ым раствором жидкого стекла при их соотношении по массе, в частности соответственно 1-2,4. В качестве пленкообразующей добавки используют натриевое жидкое стекло по ГОСТ 13078-82. Одновременно готовят цементное тесто следующим образом: перемешивают в течение 5-8 мин заданное количество портландцемента (в частности, расход 300 кг/м³) с водой затворения, в которой растворен и хлористый кальций (в частности, 2 кг/м³). Ускорение процесса твердения обеспечивается введением в смесь хлорида кальция по ГОСТ 450-77. Через 5-7 мин после приготовления цементного теста в него вводят продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами (например, диодами, диальдегидами и др.). Затем смешивают древесные опилки, обработанные раствором жидкого стекла, с модифицированным цементным тестом. После чего полученный продукт смешивают в течение 1,5-2,0 мин с раствором пенообразователя на основе ПБ-2000. Композиция для изготовления легковесного строительного материала готова.

Составы заявляемой композиции и свойства готовых изделий приведены в таблицах 1, 2.

Из таблицы 2 видно, что заявляемая композиция имеет более низкий коэффициент теплопроводности, что обеспечивает высокие теплозащитные свойства готовых изделий.

Формула изобретения

Композиция для изготовления легковесного строительного материала, включающая портландцемент, измельченный древесный заполнитель, жидкое стекло, хлористый кальций, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен продукт алкилирования отхода производства фенола кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Изобретение "КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА" (Щукин Андрей Иванович, Иващенко Юрий Григорьевич, Тимохин Денис Константинович, Шошин Евгений Александрович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога