RU2620696C1 - Способ изготовления арболита - Google Patents
Способ изготовления арболита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620696C1 RU2620696C1 RU2016118459A RU2016118459A RU2620696C1 RU 2620696 C1 RU2620696 C1 RU 2620696C1 RU 2016118459 A RU2016118459 A RU 2016118459A RU 2016118459 A RU2016118459 A RU 2016118459A RU 2620696 C1 RU2620696 C1 RU 2620696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- aggregate
- water
- wood aggregate
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0003—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability making use of electric or wave energy or particle radiation
- C04B40/0021—Sonic or ultrasonic waves, e.g. to initiate sonochemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
- C04B18/26—Wood, e.g. sawdust, wood shavings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов на основе отходов лесоперерабатывающих производств и минеральных вяжущих, которые могут быть использованы в качестве строительных материалов в различных отраслях промышленности. Технический результат заключается в повышении физико-механических характеристик изделий. Способ изготовления арболита заключается в предварительной обработке древесного заполнителя в 4%-ном растворе гидроксида натрия при температуре 50-60°С и одновременном ультразвуковом воздействии частотой 30-40 кГц в течение 20-30 мин, далее после слива раствора NaOH осуществляется промывка древесного заполнителя водой. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству изделий из композиционных материалов на основе отходов лесоперерабатывающих производств и минеральных вяжущих, которые могут быть использованы в качестве строительных материалов в различных отраслях промышленности. Преимущественно данное изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из арболита.
Известен способ изготовления изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита (Патент RU №2345886, опубликованный 10.02.2009), включающий стадии подготовки древесного заполнителя и связующего, обработки древесных частиц в электрическом поле, приготовление арболитовой смеси, формовки и термообработки, обработку древесных частиц проводят в потоке плазмообразующего газа в разрядной камере при мощности высокочастотного генератора 200-600 Вт и разрежении, равном 100-130 Па, в течение 250-280 с. В качестве плазмообразующего газа используют воздух, а его расход составляет 0,08-0,12 г/с.
Недостатком данного технического решения являются высокие энергетические затраты на обработку древесного заполнителя.
Известен способ изготовления арболита (Патент RU №2329999, опубликованный 27.07.2008), включающий вымачивание измельченного древесного заполнителя в воде в течение 7-8 суток при соотношении древесного заполнителя и воды по массе 1:9, последующее частичное удаление воды, добавление цемента и хлористого кальция, перемешивание полученной сырьевой смеси, формование и отверждение. Вымачивание древесного заполнителя осуществляют при температуре 15-20°С. При добавлении цемента и хлористого кальция дополнительно вводят гипс и модифицированный лигносульфонат технический. Соотношение компонентов сырьевой смеси составляет, мас.%: древесный заполнитель 52-58; цемент 23-27; гипс 0,5-0,9; указанный лигносульфонат 0,45-0,75; хлористый кальций 0,75-1,65; вода 16-19.
Недостатком данного технического решения является большая продолжительность предварительной обработки древесного заполнителя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ изготовления сырьевой смеси для получения арболита (Патент RU №2153478, опубликованный 27.07.2000). Сырьевая смесь для получения арболита содержит портландцемент, древесный заполнитель и минерализатор - водный раствор хлорида железа при следующем содержании компонентов, вес.ч.: портландцемент 27,0-33,0, древесный заполнитель 30,0-42,0, хлорид железа 2,3-2,9, вода 28,7-36,1. Древесный заполнитель обрабатывают 2/3 частями приготовленного раствора хлорида железа, вводят при перемешивании цемент, а затем 1/3 оставшегося раствора минерализатора и перемешивают до однородной массы.
Недостатком данного прототипа является низкая физико-механическая прочность изделий из композиционных материалов, обусловленная неэффективным методом обработки древесного заполнителя минерализатором, что приводит к выделению из древесины водорастворимых сахаров в сырьевую смесь, затрудняя затвердевание портландцемента.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение физико-механических характеристик изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита, путем извлечения большего количества гемицеллюлозы и экстрактивных веществ из древесного заполнителя.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления арболита, включающем обработку древесного заполнителя с последующим перемешиванием с портландцементом и твердением в обычных условиях обработка древесного заполнителя, осуществляется в 4%-ном растворе гидроксида натрия при температуре 50-60°С и одновременном ультразвуковом воздействии частотой 30-40 кГц в течение 20-30 мин, далее после слива раствора NaOH осуществляется промывка древесного заполнителя водой.
При решении вышеуказанной задачи достигается технический эффект, заключающийся в том, что благодаря предварительной обработке древесного заполнителя улучшается сцепление между цементом и древесной щепой вследствие более глубокого удаления «цементных ядов».
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена функциональная схема технологического процесса для реализации предложенного способа изготовления изделий из композиционного материала, например арболита.
Установка состоит из расходных емкостей 1 - с измельченным древесным наполнителем и 2 - с гидроксидом натрия, ультразвуковой ванны 3, камеры орошения 4 с баками для слива раствора гидроксида натрия 5 и для отработанной промывной воды 6, смесителя 7, расходных емкостей 8 - для воды, 9 - для цемента, 10 - для песка, 11 - для раствора фактурного слоя, формовочной станции 12, пресса 13 и камеры гидротермической обработки 14.
После нагревания в ультразвуковой ванне 3 до 50-60°С 4%-ного раствора гидроксида натрия в него подается измельченная древесина. Обработка древесного заполнителя происходит при ультразвуковом воздействии частотой 30-40 кГц в течение 20-30 минут. Далее содержимое ультразвуковой ванны попадает в камеру орошения 4, где раствор гидроксида натрия через сито отфильтровывается в бак 5. Далее подачей воды через форсунки осуществляется промывка древесного заполнителя с последующим сливом отработанной промывной воды в бак 6.
Арболитовую смесь приготавливают в смесителе 7, в который последовательно загружают древесный заполнитель из камеры орошения 4, воду, цемент и песок из емкостей соответственно 8, 9 и 10. Изделие из арболита формуют на станции 12, при этом подают раствор или мелкозернистый бетон для фактурного слоя из емкости 11. Далее изделие подвергают уплотнению на прессе 13 и гидротермической обработке в камере 14 с последующей выдержкой в штабелях в условиях закрытого склада.
Нижний предел температуры обработки древесного заполнителя принимается равным 50°С, поскольку более низкие температуры не позволяют добиться качественного удаления «цементных ядов». Верхний предел температуры раствора принимается равным 60°С, поскольку более высокие температуры приводят к значительному увеличению энергетических затрат.
Снижение частоты ультразвуковой обработки ниже 30 кГц приводит к неэффективному удалению «цементных ядов», а несоблюдение верхнего предела (40 кГц) - к увеличению энергетических затрат.
Длительность ультразвуковой обработки 20-30 мин обусловлена необходимостью удаления из древесного заполнителя необходимого количества «цементных ядов». Уменьшение длительности ультразвуковой обработки приводит к ухудшению сцепления между цементом и древесной щепой, вследствие недостаточного удаления «цементных ядов». С другой стороны, увеличение продолжительности приводит к увеличению энергетических затрат и снижению экономической эффективности.
В качестве примера конкретного исполнения способа, заявленного в качестве изобретения, был изготовлен образец изделия из композиционного материала - арболита. Для изготовления изделия была использована древесная щепа хвойных пород. Обработка древесного заполнителя проводилась при следующих режимных параметрах:
- температура обрабатываемого раствора - t=50°С;
- частота ультразвуковых волн - f=40 кГц;
- продолжительность обработки - Т=30 минут.
Оценка качества обработки древесного заполнителя производилась замером содержания водорастворимых редуцирующих веществ в древесине и оценкой адгезионной прочности. Метод определения водорастворимых редуцирующих веществ основан на восстановлении сахарами основной соли двухвалентной меди до ее закиси. Содержание сахара определяют по количеству перманганата калия, прошедшего на титрование двухвалентного железа, образовавшегося в результате реакции трехвалентного железа с закисью меди. Для оценки адгезионной прочности минерального вяжущего к древесному заполнителю использован метод отрыва элемента, приклеенного к слою, нанесенному на поверхность древесины минерального вяжущего, на машине прессового типа системы Дубова-Регеля с оптическим динамометром. Скорость отрыва при этом составляла v=0,175 мм/мин. Значения содержания водорастворимых редуцирующих веществ в древесине и результаты исследования адгезионной прочности минеральных вяжущих к поверхностям древесины хвойных пород до и после ультразвуковой обработки приведены в табл. 1.
Сравнение результатов исследования позволяет сделать вывод о существенном уменьшении содержания водорастворимых редуцирующих веществ в древесине при щелочной ультразвуковой обработке. Как видно из таблицы, адгезионная прочность минерального вяжущего к древесине хвойных пород, обработанной по указанному способу, возросла на 56%.
Максимальная прочность образцов изделия из арболита на основе обработанного в 4%-ном растворе гидроксида натрия древесного заполнителя на сжатие составила 6,96 МПа, а на растяжение - 1,32 МПа и увеличилась по сравнению с прочностью образцов на основе древесного заполнителя без обработки на 46,2% и 44% соответственно.
Таким образом, способ изготовления изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита, имеет следующие преимущества:
- уменьшение содержания водорастворимых редуцирующих веществ в древесине;
- повышение адгезионной прочности минерального вяжущего к древесному заполнителю;
- повышение физико-механических характеристик изделия.
Claims (1)
- Способ изготовления арболита, включающий обработку древесного заполнителя с последующим перемешиванием с портландцементом и твердением в обычных условиях, отличающийся тем, что обработка древесного заполнителя осуществляется в 4%-ном растворе гидроксида натрия при температуре 50-60°C и одновременном ультразвуковом воздействии частотой 30-40 кГц в течение 20-30 мин, далее после слива раствора NaOH осуществляется промывка древесного заполнителя водой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016118459A RU2620696C1 (ru) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Способ изготовления арболита |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016118459A RU2620696C1 (ru) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Способ изготовления арболита |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620696C1 true RU2620696C1 (ru) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016118459A RU2620696C1 (ru) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | Способ изготовления арболита |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620696C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691198C1 (ru) * | 2018-01-17 | 2019-06-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона |
RU2732164C1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный инженерно-технологический университет» | Способ подготовки древесного заполнителя для арболита |
RU2746720C2 (ru) * | 2019-07-03 | 2021-04-19 | Надежда Анатольевна Лебедева | Способ получения арболита |
RU2790390C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (ООО "НовЛесТех") | Способ изготовления термодревбетона |
CN116425486A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-14 | 青岛农业大学 | 一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU583993A1 (ru) * | 1975-04-07 | 1977-12-15 | Ташкентский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Материалов | Способ подготовки древесного заполнител дл изготовлени арболита |
SU1024444A1 (ru) * | 1982-01-25 | 1983-06-23 | Абаканский Филиал Красноярского Политехнического Института | Сырьева смесь дл изготовлени легкого бетона |
SU1047890A1 (ru) * | 1980-08-05 | 1983-10-15 | Центральный Научно-Исследовательский Экспериментальный И Проектный Институт По Сельскому Строительству | Способ обработки целлюлозного заполнител дл арболита |
SU1675269A1 (ru) * | 1988-11-21 | 1991-09-07 | Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева | Сырьева смесь дл изготовлени арболита |
RU2345886C2 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-02-10 | Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) | Способ изготовления изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита |
CH699098A1 (de) * | 2008-07-08 | 2010-01-15 | Kibag Beton | Beton und Verfahren zu dessen Herstellung. |
CN104310886A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-01-28 | 四川农业大学 | 木屑混凝土及其制备方法 |
-
2016
- 2016-05-11 RU RU2016118459A patent/RU2620696C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU583993A1 (ru) * | 1975-04-07 | 1977-12-15 | Ташкентский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Строительных Материалов | Способ подготовки древесного заполнител дл изготовлени арболита |
SU1047890A1 (ru) * | 1980-08-05 | 1983-10-15 | Центральный Научно-Исследовательский Экспериментальный И Проектный Институт По Сельскому Строительству | Способ обработки целлюлозного заполнител дл арболита |
SU1024444A1 (ru) * | 1982-01-25 | 1983-06-23 | Абаканский Филиал Красноярского Политехнического Института | Сырьева смесь дл изготовлени легкого бетона |
SU1675269A1 (ru) * | 1988-11-21 | 1991-09-07 | Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева | Сырьева смесь дл изготовлени арболита |
RU2345886C2 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-02-10 | Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) | Способ изготовления изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита |
CH699098A1 (de) * | 2008-07-08 | 2010-01-15 | Kibag Beton | Beton und Verfahren zu dessen Herstellung. |
CN104310886A (zh) * | 2014-10-10 | 2015-01-28 | 四川农业大学 | 木屑混凝土及其制备方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691198C1 (ru) * | 2018-01-17 | 2019-06-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет" | Способ приготовления смеси для изготовления крупнопористого легкого бетона |
RU2746720C2 (ru) * | 2019-07-03 | 2021-04-19 | Надежда Анатольевна Лебедева | Способ получения арболита |
RU2732164C1 (ru) * | 2019-12-04 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный инженерно-технологический университет» | Способ подготовки древесного заполнителя для арболита |
RU2790390C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (ООО "НовЛесТех") | Способ изготовления термодревбетона |
CN116425486A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-14 | 青岛农业大学 | 一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺 |
CN116425486B (zh) * | 2023-04-18 | 2024-04-26 | 青岛农业大学 | 一种木质骨料轻质保温混凝土及其制备工艺 |
RU2821485C1 (ru) * | 2023-12-25 | 2024-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ изготовления теплоизоляционного термодревбетона |
RU2821486C1 (ru) * | 2023-12-25 | 2024-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ изготовления универсального термодревбетона |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2620696C1 (ru) | Способ изготовления арболита | |
AU611933B2 (en) | Fibre composite materials | |
CN104692741B (zh) | 一种秸秆纤维素纤维/水泥基复合材料及其制备方法 | |
CN103496942B (zh) | 蒸压粉煤灰砖的制备方法 | |
CN110255983A (zh) | 一种再生混凝土及其制备方法 | |
Abdul Rahim et al. | Effect of solid to liquid ratio on the mechanical and physical properties of fly ash geopolymer without sodium silicate | |
CN103524090A (zh) | 一种建筑废料制透水砖的方法 | |
KR101120062B1 (ko) | 건축물 폐재의 순환골재를 이용한 지오폴리머 콘크리트 및 그 제조방법 | |
CN107540404A (zh) | 一种掺用大理石锯泥生产的加气混凝土板及其制造方法 | |
DE3070453D1 (en) | Hydraulic cements and method of their production | |
CN105218139A (zh) | 一种利用氰化尾渣再选铜铅硫后的废渣制砖的方法 | |
CN109336442B (zh) | 一种水泥早强剂及其使用方法 | |
CN106699089A (zh) | 新型节能环保防水粉刷石膏及其制备方法 | |
RU2766182C1 (ru) | Способ производства конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных строительных изделий на основе рисовой шелухи | |
CN109265114A (zh) | 一种高强度路面砖及其制备方法 | |
RU2746720C2 (ru) | Способ получения арболита | |
CN107916003A (zh) | 一种木塑复合建筑材料用填料的制备方法 | |
CN105693148B (zh) | 一种轻质建筑保温砌块及其制备方法 | |
CN85108058A (zh) | 耐火木制复合材料,尤其墙板及上述材料生产方法 | |
CN109279851A (zh) | 纸面石膏板促凝剂的添加方法及其制成的纸面石膏板 | |
TWI445871B (zh) | 輕質隔熱複合粒料及其製造方法 | |
RU2386532C1 (ru) | Способ получения искусственного строительного камня | |
CN104496379A (zh) | 利用磷石膏制备石膏砌块的方法 | |
RU2778880C1 (ru) | Стеклощелочное вяжущее | |
RU2542025C1 (ru) | Наноструктурированный древесно-минеральный композитный материал |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180512 |