RU2698352C1 - Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий - Google Patents
Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698352C1 RU2698352C1 RU2018146216A RU2018146216A RU2698352C1 RU 2698352 C1 RU2698352 C1 RU 2698352C1 RU 2018146216 A RU2018146216 A RU 2018146216A RU 2018146216 A RU2018146216 A RU 2018146216A RU 2698352 C1 RU2698352 C1 RU 2698352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methylene chloride
- production
- composite articles
- technical
- expanded polystyrene
- Prior art date
Links
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
- 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
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
-
- 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
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/006—Waste materials as binder
-
- 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
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
-
- 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)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии полимерных композитных изделий строительного назначения и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий включает, мас.%: кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г 45-75, раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом в соотношении пенополистирол:метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1:1,8 - остальное. Технический результат - повышение прочности на сжатие и изгиб, повышение степени наполнения композитных изделий. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к технологии полимерных композитных изделий строительного назначения и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений.
Известен способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала [1], по которому несортированные отходы термопластичных полимеров - ПЭНД, ПЭВД в количестве 10-50 мас. % предварительно измельчают и смешивают с глиной влажностью 8-12%. Формуют и прессуют изделие при удельном давлении 10 МПа. Полученный материал высушивают при комнатной температуре до постоянного веса и подвергают температурной обработке. Скорость подъема температуры составляет 20°С/мин, продолжительность выдержки при температуре плавления полимера - 90-180 мин в зависимости от габаритов изделия.
Недостатком состава из известного способа является сложность переработки, связанная с длительностью процесса сушки из-за использования глины с высокой начальной влажностью, а также нестабильность состава отходов по причине отсутствия сортировки и одновременного применения ПЭНД и ПЭВД. Другими недостатками являются невысокая прочность на сжатие (9,11-10,76 МПа) и высокое водопоглощение (6,21-6,03), свидетельствующее о низкой морозостойкости, при содержании отходов термопластичных полимеров в количестве 10-20 мас. %. Дополнительным недостатком является высокая энергоемкость процесса.
Известна сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий [2], которая в качестве наполнителя содержит минеральное сырье с удельной поверхностью 500-2500 см2/г, содержащее отходы металлургических производств, в т.ч. доменные гранулированные шлаки, или отходы очистки морских и речных судов, а в качестве связующего содержит вторичный полимерный материал, состоящий из бытовых и производственных отходов полимерных материалов, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: вторичный полимерный материал 30,0-45,0; минеральное сырье 55,0-70,0.
Недостатками указанной сырьевой смеси являются низкие прочность на сжатие (10-15 МПа) и морозостойкость (25-35 циклов) при высоком для облицовочных материалов водопоглощении (11-10%) у изделий, полученных при содержании вторичного полимерного материала менее 30 мас. %. Получение изделий с достаточными для облицовочных материалов свойствами при содержании вторичного полимерного материала от 35 до 45 мас. % и высокой удельной поверхности минерального сырья повышает себестоимость производства. Еще одним недостатком указанной сырьевой смеси является нестабильность химического и гранулометрического составов наполнителя и связующего, что приводит к нестабильности эксплуатационных свойств получаемых из них композитных изделий. Кроме того, получение минерального наполнителя с удельной поверхностью 500-2500 см /г является длительной и энергоемкой задачей.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий [3], которая в качестве наполнителя содержит кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см /г, а в качестве связующего применяется раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом в соотношении пенополистирол: четыреххлористый углерод от 1:1,3 до 1:1,6 при следующем соотношении компонентов, мас. %: кирпичный бой 51-71; раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом - остальное. Недостатками данной сырьевой смеси являются низкие прочности на сжатие (13,9-15,4 МПа) и изгиб (3,5-3,8 МПа).
Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение прочности на сжатие и изгиб, повышение степени наполнения композитных изделий. Поставленные задачи решаются за счет замены четыреххлористого углерода чистого на метилен хлористый технический с получением раствора отходов пенополистирола в соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1: 1,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Кирпичный бой 45-75;
Раствор отходов пенополистирола
в метилене хлористом техническом остальное.
В данном изобретении, как и в известной сырьевой смеси, наполнителем является кирпичный бой, получаемый в результате сбора, измельчения и сушки до постоянной массы отходов производства и потребления керамического кирпича, а для получения раствора связующего в качестве вторичного полимерного сырья используются отходы производства и потребления изделий из пенополистирола.
В данном изобретении подразумевается использование метилена хлористого технического первого сорта по ГОСТ 9968-86. Повышение прочности композитных изделий при использовании указанного растворителя обеспечивается его высокой проникающей способностью за счет малого по сравнению с большинством растворителей мольного объема. Благодаря этому преимуществу метилен хлористый технический не только быстрее проникает между молекулами полимера, что способствует уменьшению времени растворения, но и позволяет получить более однородный раствор связующего с низкой вязкостью. В результате раствор связующего легко проникает между частицами наполнителями и хорошо смачивает их поверхность, что позволяет получить более однородную сырьевую смесь при перемешивании, более высокие степени уплотнения при прессовании и равномерно распределить полимерное связующее между частицами наполнителями в результате термообработки. В свою очередь это позволяет получить однородную структуру материала, повысить число частиц наполнителя, которые связаны между собой через слои полимера. Все эти преимущества приводят к повышению прочности получаемых композитных изделий и позволяет повысить степень их наполнения.
Наряду с заявленными задачами применение метилена хлористого технического позволяет снизить себестоимость производства, так как метилен хлористый технический является более летучим растворителем с значительно более низкой температурой кипения (температура кипения метилена хлористого технического составляет 40°С, температура кипения четыреххлористого углерода чистого составляет 76,72°С), что позволяет снизить температуру и время термообработки получаемых изделий, проводимой при температуре кипения растворителя. Стоит учитывать, что стоимость метилена хлористого технического ниже, чем у четыреххлористого углерода чистого, что снижает затраты на сырьевые материалы. Класс опасности метилена хлористого технического (4 класс опасности) ниже, чем у четыреххлористого углерода (2 класс опасности), что повышает экологическую безопасность производства.
Выбор содержания компонентов в сырьевой смеси также направлен на достижение поставленных технических задач.
При содержании пенополистирола в сырьевой смеси в количестве менее 8,9 мас. % они не являются эффективным связующим, а получаемый композитный материал обладает низкой прочностью и высоким водопоглощением, грани образцов осыпаются. При содержании пенополистирола свыше 25 мас. % прочностные характеристики композитного материала начинают незначительно снижаться в связи с тем, что расстояние между частицами наполнителя повышается настолько, что в структуре материала начинают появляться области, в которых полимер перестает выполнять роль связующего. Одновременно с этим начинается снижение водопоглощения до значения менее 2%, являющегося минимальным значением по требованиям ГОСТ 13996-93, предъявляемым к изделиям для наружной облицовки зданий и сооружений.
Метилен хлористый технический вводится в состав сырьевой смеси в количестве, которое зависит от содержания пенополистирола, должно обеспечивать растворение полимерных отходов и вязкость раствора связующего, достаточную для эффективного перемешивания и формования без преждевременного затвердевания. При соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический менее 1:1,2 получаемый раствор связующего обладает слишком высокой вязкостью и быстро переходит в твердое состояние, что затрудняет переработку сырьевой смеси в изделие. При соотношении пенополистирол: метилен хлористый технический более 1:1,8 в получаемом растворе связующего наблюдается недостаток пенополистирола, что приводит к излишней текучести сырьевой смеси при переработке и не позволяет достичь требуемых значений свойств композитных изделий.
Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей с различным содержанием кирпичного боя (от 45 до 75 мас. %), пенополистирола (от 8,9 до 25,0 мас. %) и метилена хлористого технического (от 16,1 до 30 мас. %).
Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченные отходы пенополистирола смешивают с метиленом хлористым техническим, а полученный раствор связующего смешивают с предварительно измельченным до удельной поверхности 50-160 см2/г кирпичным боем. Полученную сырьевую смесь формуют при удельном давлении 8 МПа с последующей термообработкой при температуре 45-50°С в течение 45-90 мин в зависимости от габаритов изделия и содержания раствора связующего в нем.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
1. К 8,9 мас. % пенополистирола добавляют 16,1 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 75 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;
2. К 14,3 мас. % пенополистирола добавляют 25,7 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 60 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;
3. К 19,2 мас. % пенополистирола добавляют 30,8 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 50 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;
4. К 20,8 мас. % пенополистирола добавляют 29,2 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 50 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;
5. К 25 мас. % пенополистирола добавляют 30 мас. % метилена хлористого технического, смешивают полученный раствор связующего с 45 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии.
Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов сырьевых смесей, приведены в таблице 1.
Источники информации
1. Патент №2327712, кл. С08J 11/06;С08L 23/06;С04В 14/10, 2008
2. Патент №2628116, кл. С04В 26/02; С04В 28/00; С04В 18/04, 2016
3. Патент №2672285, кл. С04В 18/16; С04В 26/02; С04 В 111/20,2018
Claims (2)
- Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий, включающая в качестве наполнителя кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г, в качестве связующего вторичный полимерный материал, отличающаяся тем, что в качестве связующего применяется раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом в соотношении пенополистирол:метилен хлористый технический от 1:1,2 до 1:1,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
кирпичный бой 45-75 раствор отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146216A RU2698352C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146216A RU2698352C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698352C1 true RU2698352C1 (ru) | 2019-08-26 |
Family
ID=67733712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146216A RU2698352C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698352C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792476C1 (ru) * | 2022-10-03 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3943089A (en) * | 1971-12-27 | 1976-03-09 | Instytut Odlewnictwa | Quick-hardening core and molding sand composition, and a method for its hardening |
RU2269496C2 (ru) * | 2002-06-06 | 2006-02-10 | Пензенская государственная архитектурно-строительная академия | Композиция для изготовления теплоизоляционных материалов |
RU2327712C1 (ru) * | 2007-03-27 | 2008-06-27 | Институт проблем нефти и газа СО РАН | Способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала |
RU2513766C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) | Суперконцентрат и композиционные материалы на его основе |
RU2628116C1 (ru) * | 2016-02-15 | 2017-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий |
RU2672285C1 (ru) * | 2017-11-20 | 2018-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий |
-
2018
- 2018-12-24 RU RU2018146216A patent/RU2698352C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3943089A (en) * | 1971-12-27 | 1976-03-09 | Instytut Odlewnictwa | Quick-hardening core and molding sand composition, and a method for its hardening |
RU2269496C2 (ru) * | 2002-06-06 | 2006-02-10 | Пензенская государственная архитектурно-строительная академия | Композиция для изготовления теплоизоляционных материалов |
RU2327712C1 (ru) * | 2007-03-27 | 2008-06-27 | Институт проблем нефти и газа СО РАН | Способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала |
RU2513766C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (КБГУ) | Суперконцентрат и композиционные материалы на его основе |
RU2628116C1 (ru) * | 2016-02-15 | 2017-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий |
RU2672285C1 (ru) * | 2017-11-20 | 2018-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2792476C1 (ru) * | 2022-10-03 | 2023-03-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов |
RU2813002C1 (ru) * | 2023-07-26 | 2024-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Сырьевая смесь для получения облицовочных минерально-полимерных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2388060A (en) | Ceramic composition | |
JPH0543666B2 (ru) | ||
CN103803939A (zh) | 一种地聚物基纤维板 | |
CN104119098A (zh) | 一种以赤泥为原材料的蒸压加气隔墙板 | |
CN107721359A (zh) | 一种高效环保透水路面砖 | |
RU2698352C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства облицовочных полимерных композитных изделий | |
EP3129201B1 (en) | Process for the preparation of masonry composite materials | |
CA2663806C (en) | The manufacturing method of construction materials using waterworks sludge | |
WO2017175240A1 (en) | Autoclaved fly ash bricks and method of manufacturing the same | |
RU2672285C1 (ru) | Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий | |
CN107266119A (zh) | 一种保温隔热的建筑材料及其制备方法 | |
CN106588104B (zh) | 一种砂基呼吸砖及其生产方法 | |
RU2623754C1 (ru) | Смесь для получения композиционных строительных материалов | |
CN104355586A (zh) | 防潮石膏板 | |
RU2605110C1 (ru) | Древесно-цементная смесь для изготовления строительных блоков | |
RU2570214C1 (ru) | Древесно-талькохлорито-цементная смесь | |
KR101341222B1 (ko) | 정수슬러지와 펄라이트를 이용한 건축 내장재 및 그 제조 방법 | |
KR100421698B1 (ko) | 건축용 황토벽돌의 제조방법 | |
RU2813002C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения облицовочных минерально-полимерных материалов | |
RU2792476C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов | |
SU688477A1 (ru) | Способ производства керамзита | |
RU2795337C1 (ru) | Композиционный материал на основе отходов антропогенного происхождения и способ его приготовления | |
RU2406707C1 (ru) | Способ получения гранулированного заполнителя из диатомитового сырья | |
RU2234473C1 (ru) | Шихта для производства минеральной ваты | |
RU87162U1 (ru) | Строительное керамическое изделие |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201225 |