RU2758823C1 - Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона - Google Patents
Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758823C1 RU2758823C1 RU2021109904A RU2021109904A RU2758823C1 RU 2758823 C1 RU2758823 C1 RU 2758823C1 RU 2021109904 A RU2021109904 A RU 2021109904A RU 2021109904 A RU2021109904 A RU 2021109904A RU 2758823 C1 RU2758823 C1 RU 2758823C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sosnovsky
- hogweed
- water
- stems
- cellulose
- 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
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
-
- 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
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
-
- 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)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к изготовлению конструкционно-теплоизоляционных изделий и конструкций из легкого бетона – арболита с использованием отходов растительного сырья, а именно борщевика Сосновского, в качестве заполнителя. Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона из растительного сырья на основе борщевика Сосновского включает высушивание стеблей борщевика Сосновского до влажности 2%, измельчение их до размера 0,01 – 5 мм, помещение измельченных стеблей в вакуумную камеру и вакуумирование при разряжении от 0,133 до 0,266 бар в течение 1 – 2 мин с последующей обработкой в течение 1 мин жидким модификатором в виде водной суспензии, содержащей, мас.%: антипирен – полифосфат аммония 15,5, водорастворимый кремнийорганический гидрофобизатор "Аквасил" 1,3, дисперсный интеркалированный графит с размерами частиц от 0,01 до 1 мм 6,2, воду 77. Технический результат – снижение горючести и водопоглощения целлюлозосодержащего заполнителя – борщевика Сосновского – при сокращении времени его обработки, улучшение экологии и прекращение засорения плодородных почв. 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к изготовлению конструкционно-теплоизоляционных изделий и конструкций из легкого бетона - арболита с использованием отходов растительного сырья, а именно борщевика Сосновского в качестве заполнителя.
Известен способ подготовки древесного заполнителя для арболита, включающий замачивание и выдерживание древесного заполнителя в 20%-ном водном растворе золя кремнезема с размерами частиц 20-40 нм в течение 20 минут при температуре 20±2°С. В способе предусматривают использование древесного заполнителя из осиновых, березовых и смешанных пород (патент RU 2732164 С1, 14.09.2020, С04В 18/26, С04В 20/10).
Недостатком данного способа является продолжительное время обработки для насыщения древесного заполнителя.
Известен способ подготовки растительного сырья, например древесных опилок, для изготовления строительного материала, включающий размельчение растительного сырья, просеивание, очищение от примесей, обработку известковым молоком в течение 10-15 мин, сушку при температуре 90-105°С до остаточной влажности 6-9%, выдерживание высушенного растительного сырья в атмосфере углекислого газа в течение 18-24 ч при относительной влажности воздушной среды 80-90% с последующей промывкой его проточной водой (авторское свидетельство SU 270233 А1, 11.08.1970, С04В 18/26).
Недостатками этого способа является длительность и сложность процесса предварительной обработки древесного заполнителя, связанная с большим числом технологических операций.
Известен способ подготовки растительного сырья в виде древесных опилок для ксилолита, включающий просеивание, очистку от примесей (щепы, коры и т.п.), высушивание до влажности 3-4%, увлажнение высушенных древесных опилок водным раствором хлоридов металла, например магния, кальция, или водным раствором сульфатов металлов, например сернокислого магния, железного купороса, имеющих плотность в пределах 1,09-1,15 г/см3 (авторское свидетельство SU 216217 А1, 22.07.1968, С04В 18/26).
Недостатками данного способа модификации заполнителя являются высокое водопоглощение и горючесть заполнителя растительного происхождения.
Наиболее близким аналогом является способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя из растительного сырья на основе борщевика Сосновского для легкого бетона - арболитовых блоков, включающий измельчение стеблей борщевика Сосновского на фрагменты длиной 15-20 мм, шириной около 10 и толщиной 2-3 мм, обработку до насыщения жидким модификатором - 15%-ным водным раствором гашеной извести Са(ОН)2 в течение четырех суток с последующей сушкой (Мусихин П.В. и др., Арболитовые блоки из борщевика Сосновского, Сборник материалов, Научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава Сыктывкарского лесного института по итогам научно-исследовательской работы в 2016 году, Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 20-28 февраля 2017 г., с. 356-358).
Недостатками данного способа являются высокое водопоглощение и горючесть целлюлозосодержащего заполнителя из растительного сырья на основе борщевика Сосновского, а также длительность его обработки.
Технический результат, положенный в основу заявляемого изобретения, состоит в снижении горючести и водопоглощения целлюлозосодержащего заполнителя - борщевика Сосновского - при сокращении времени его обработки, а также направлен на ресурсосбережение, улучшение экологии и прекращение засорения плодородных почв из-за колоссального распространения борщевика Сосновского на территории РФ.
Поставленный технический результат достигается способом модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона из растительного сырья на основе борщевика Сосновского, включающем измельчение стеблей борщевика Сосновского и обработку их жидким модификатором, согласно изобретению, перед измельчением указанные стебли борщевика высушивают до влажности 2%, а измельчение осуществляют до размера 0,01-5 мм, после чего стебли помещают в вакуумную камеру и осуществляют вакуумирование при разряжении от 0,133 до 0,266 бар в течение 1-2 мин, затем осуществляют обработку в течение 1 мин жидким модификатором в виде водной суспензии, содержащей, мас. %: антипирен - полифосфат аммония 15,5, водорастворимый кремнийорганический гидрофобизатор "Аквасил" 1,3, дисперсный интеркалированный графит с размерами частиц от 0,01 до 1 мм 6,2, воду 77.
Полифосфат аммония представляет собой высокомолекулярную неорганическую соль, получаемую из фосфорной кислоты.
Кремнийорганический гидрофобизатор "Аквасил" представляет собой водный раствор на основе силикона и соды, выпускается в виде концентрата (ТУ 2229-003-60543126-2014).
Дисперсный интеркалированный графит представляет соединения графита, получаемые внедрением в межслоевое пространство кристаллической решетки графита молекул и ионов азотной или серной кислоты.
Пример 1
Стебли борщевика Сосновского высушивают до влажности 2% и измельчают в роторной дробилке до размера 0,01-5 мм. Измельченное сырье помещают в вакуумную камеру и подвергают вакуумированию при разряжении 0,133 бар в течение 1 мин. Далее приготавливают водную суспензию путем растворения в 77 мас.% воды 15,5 мас.% полифосфата аммония, 1,3 мас.% гидрофобизатора "Аквасила" и 6,2 мас.% дисперсного интеркалированного графита с размерами частиц от 0,01 до 1 мм. Для модификации заполнителя в вакуумную камеру вводят указанную выше водную суспензию и осуществляют обработку в течение 1 мин.
Пример 2
Стебли борщевика Сосновского высушивают до влажности 2% и измельчают в роторной дробилке до размера 0,01-5 мм. Измельченное сырье помещают в вакуумную камеру и подвергают вакуумированию при разряжении 0,266 бар в течение 2 мин. Далее приготавливают водную суспензию путем растворения в 77 мас.% воды 15,5 мас.% полифосфата аммония, 1,3 мас.% гидрофобизатора "Аквасила" и 6,2 мас.% дисперсного интеркалированного графита с размерами частиц от 0,01 до 1 мм. Для модификации заполнителя в вакуумную камеру вводят указанную выше водную суспензию и осуществляют обработку в течение 1 мин.
Для определения свойств арболита, изготовленного на основе модифицированного целлюлозосодержащего заполнителя на основе борщевика по предложенному способу, формовали образцы-кубы с размерами ребра 7 см при следующем расходе компонентов из расчета на 1 м3 формовочной смеси: вяжущее - портландцемент - 280 кг/м3, заполнитель - измельченный модифицированный борщевик Сосновского - 520 кг/м3, вода - 80 кг/м3. Твердение образцов осуществлялось в нормальных условиях при температуре 20°С и влажности воздуха 90% (ГОСТ 7473-2010). Испытания проводились через 28 суток твердения.
Результаты испытаний образцов арболита, изготовленных как на модифицированном измельченном борщевике по предложенному способу, так и на модифицированном измельченном борщевике по прототипу, приведены в таблице. В таблице приведены результаты получения образцов при различном разряжении и времени вакуумировании и обработки.
НГ - негорючий строительный материал;
Г1 - горючий строительный материал, температура дымовых газов не более 135°С, продолжительность самостоятельного горения 0 с, степень повреждения по массе не более 20%;
Г2 - горючий строительный материал, температура дымовых газов не более 235°С, продолжительность самостоятельного горения не более 30 с, степень повреждения по массе не более 50%;
Г3 - горючий строительный материал, температура дымовых газов не более 450°С, продолжительность самостоятельного горения не более 300 с, степень повреждения по массе не более 50%.
Примечание: время обработки для образцов 1-5 составляло 1 минуту. Образцы 5-7 изготавливались на заполнителе, не подвергавшемуся предварительному вакуумированию. Образец 1 - изготовлен по примеру 1, образец 4 - изготовлен по примеру 2.
Предварительное вакуумирование заполнителя при разряжении от 0,133 до 0,266 бар позволяет сократить время его обработки в водной суспензии.
При вакуумировании со значением ниже 0,133 бар не происходит проникновение дисперсного интеркалированного графита, входящего в состав водной суспензии жидкого модификатора, во внутренние поры заполнителя. Вакуумирование при значении разряжения свыше 0,266 бар не рационально вследствие прекращения роста эффективности насыщения заполнителя модифицирующими добавками.
Содержание полифосфата аммония в количестве менее 15,5 мас.% и содержании дисперсного интеркалированного графита в количестве менее 6,2 мас.% не обеспечивает минимального значения потери массы при горении, что снижает эффект от их введения. При содержании полифосфата аммония в количестве более 15,5 мас.% и содержании дисперсного интеркалированного графита в количестве более 6,2 мас.% не целесообразно, так как не приводит к существенному снижению горючести материала.
Содержание кремнийорганического гидрофобизатора "Аквасил" в количестве менее 1,3 мас.% не обеспечивает активное снижение водопоглощения, а при содержании кремнийорганического гидрофобизатора "Аквасил" в количестве выше 1,3 мас.% происходит значительное увеличение начала и окончания твердения материала, что негативно влияет на производительность при изготовлении изделий.
Предложенный способ модификации заполнителя позволяет снизить время обработки и получить заполнитель пониженной горючести и с низким водопоглощением, что обеспечивает изготовление легкого бетона - арболита с более плотной равномерной структурой, с улучшенными огнезащитными свойства и с более низким коэффициентом водопоглощения.
Claims (1)
- Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона из растительного сырья на основе борщевика Сосновского, включающий измельчение стеблей борщевика Сосновского и обработку их жидким модификатором, отличающийся тем, что перед измельчением указанные стебли борщевика высушивают до влажности 2%, а измельчение осуществляют до размера 0,01-5 мм, после чего стебли помещают в вакуумную камеру и осуществляют вакуумирование при разряжении от 0,133 до 0,266 бар в течение 1-2 мин, затем осуществляют обработку в течение 1 мин жидким модификатором в виде водной суспензии, содержащей, мас.%: антипирен - полифосфат аммония 15,5, водорастворимый кремнийорганический гидрофобизатор "Аквасил" 1,3, дисперсный интеркалированный графит с размерами частиц от 0,01 до 1 мм 6,2, воду 77.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109904A RU2758823C1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109904A RU2758823C1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758823C1 true RU2758823C1 (ru) | 2021-11-02 |
Family
ID=78466491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021109904A RU2758823C1 (ru) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758823C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU270233A1 (ru) * | Воесоюзна тентно техническв библиотека МБА, | Способ подготов'ки растительного сырья, например древесных опилок, для изготовления строительно!'оматериала | ||
RU2096432C1 (ru) * | 1994-10-10 | 1997-11-20 | Иосиф Соломонович Гелес | Состав для изготовления трудносгораемого теплоизоляционного материала |
RU2126774C1 (ru) * | 1997-02-20 | 1999-02-27 | Институт нефтехимии и катализа с опытным заводом АН Республики Башкортостан | Способ получения модифицированных целлюлозно-лигнинных порошков |
RU2009145312A (ru) * | 2009-12-07 | 2011-06-20 | Анатолий Николаевич Шавров (RU) | Материал древлит и устройство для его приготовления |
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 |
CN112125551A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-25 | 西京学院 | 一种用于混凝土中植物纤维的预处理方法 |
-
2021
- 2021-04-09 RU RU2021109904A patent/RU2758823C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU270233A1 (ru) * | Воесоюзна тентно техническв библиотека МБА, | Способ подготов'ки растительного сырья, например древесных опилок, для изготовления строительно!'оматериала | ||
RU2096432C1 (ru) * | 1994-10-10 | 1997-11-20 | Иосиф Соломонович Гелес | Состав для изготовления трудносгораемого теплоизоляционного материала |
RU2126774C1 (ru) * | 1997-02-20 | 1999-02-27 | Институт нефтехимии и катализа с опытным заводом АН Республики Башкортостан | Способ получения модифицированных целлюлозно-лигнинных порошков |
RU2009145312A (ru) * | 2009-12-07 | 2011-06-20 | Анатолий Николаевич Шавров (RU) | Материал древлит и устройство для его приготовления |
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 |
CN112125551A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-25 | 西京学院 | 一种用于混凝土中植物纤维的预处理方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МУСИХИН П.В. и др., Арболитовые блоки из борщевика Сосновского, Сборник материалов, Научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава Сыктывкарского лесного института по итогам научно-исследовательской работы в 2016 году, Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 20-28 февраля 2017 г., с. 356-358. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Di Bella et al. | Effects of natural fibres reinforcement in lime plasters (kenaf and sisal vs. Polypropylene) | |
CN105837075A (zh) | 一种利用微生物沉积碳酸钙强化再生混凝土细骨料的方法 | |
Cigasova et al. | Innovative use of biomass based on technical hemp in building industry | |
Wang et al. | Effect of variability of hemp shiv on the setting of lime hemp concrete | |
RU2758823C1 (ru) | Способ модифицирования целлюлозосодержащего заполнителя легкого бетона | |
Wang et al. | Effect of soluble components from plant aggregates on the setting of the lime-based binder | |
Nair et al. | Biochar amended concrete for carbon sequestration | |
RU2732164C1 (ru) | Способ подготовки древесного заполнителя для арболита | |
RU2766182C1 (ru) | Способ производства конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных строительных изделий на основе рисовой шелухи | |
Regulska et al. | Properties of gypsum composites with sawdust | |
Korneeva et al. | Mechanical properties of the Crimean limestone, treated with material based on silicic acids | |
Regulska et al. | Properties of gypsum composites with shavings | |
Javed et al. | Characterization of silica from sodium hydroxide treated rice husk | |
KR101949588B1 (ko) | 친환경 토양안정제의 제조방법 및 이를 이용한 임도포장공법 | |
RU2790390C1 (ru) | Способ изготовления термодревбетона | |
CN109551591A (zh) | 一种圆竹防护剂及圆竹防护方法 | |
RU2820439C1 (ru) | Способ реставрации и ремонта изделий и сооружений из бетона и природного камня | |
CN116730644B (zh) | 一种苦卤碳化协同强化再生骨料的制备方法 | |
JPS62128704A (ja) | パ−テイクル・ボ−ドの製造方法 | |
RU2504524C1 (ru) | Смесь для получения искусственного строительного камня | |
Mustapha et al. | Elemental and Physical Effect of Carbon from Date's Frond after Activation by Phosphoric Acid | |
RU2063940C1 (ru) | Способ изготовления органического заполнителя для бетона | |
CN114345295B (zh) | 一种化工助剂的杂质去除工艺 | |
Jian et al. | Preparation and characterization of semi-carbonized rice straw fiber | |
Grishina et al. | Nanomodified energy-efficient gypsum materials: structure and properties |