RU2802037C1 - Organomineral, multi-purpose, adhesive mixture for the manufacture of structural materials - Google Patents
Organomineral, multi-purpose, adhesive mixture for the manufacture of structural materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802037C1 RU2802037C1 RU2023104019A RU2023104019A RU2802037C1 RU 2802037 C1 RU2802037 C1 RU 2802037C1 RU 2023104019 A RU2023104019 A RU 2023104019A RU 2023104019 A RU2023104019 A RU 2023104019A RU 2802037 C1 RU2802037 C1 RU 2802037C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- production
- structural material
- organic filler
- slaked lime
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к производству конструкционных материалов, используемых в области строительства зданий и сооружений, в области производства мебели.The invention relates to the production of structural materials used in the construction of buildings and structures, in the field of furniture production.
Изобретение может быть использовано для производства плит и блоков, для возведения стен и межкомнатных перегородок, при каркасном строительстве зданий и сооружений, для производства теплоизоляционного материала, напольных и стеновых покрытий, для производства и отделки деталей мебели.The invention can be used for the production of slabs and blocks, for the construction of walls and interior partitions, for the frame construction of buildings and structures, for the production of heat-insulating material, floor and wall coverings, for the production and finishing of furniture parts.
Уровень техникиState of the art
Известен «Состав композиционного материала на основе органического заполнителя» (RU 2713192), состоящий из мас. %: MgO 5,5-9,5, Костра 15,5-19, Бишофит 20-35, Глина 3-7, Доломит 25-35, Хризотил 5-10, Гипс 0-5.Known "Composition of a composite material based on organic filler" (RU 2713192), consisting of wt. %: MgO 5.5-9.5, Bonfire 15.5-19, Bischofite 20-35, Clay 3-7, Dolomite 25-35, Chrysotile 5-10, Gypsum 0-5.
Недостатком данного решения является относительно низкое содержание органического наполнителя, а при увеличении доли органического наполнителя фиксируется снижение прочности материала.The disadvantage of this solution is the relatively low content of organic filler, and with an increase in the proportion of organic filler, a decrease in the strength of the material is recorded.
Известен состав «Строительный элемент, способы его изготовления и способ его использования» (RU 2594024), содержащий от 25 до 40% конопляной костры и гашеной извести от 60 до 75%, с размером частиц конопляной костры от 5 до 30 мм. Недостатком данного технического решения является обязательное использование рамы из дерева или металла в качестве составной части готового строительного элемента.The composition "Building element, methods of its manufacture and method of its use" (RU 2594024) is known, containing from 25 to 40% hemp fire and slaked lime from 60 to 75%, with a particle size of hemp fire from 5 to 30 mm. The disadvantage of this technical solution is the mandatory use of a frame made of wood or metal as an integral part of the finished building element.
Наиболее близким аналогом изобретения является «Способ производства строительных изделий из легкого бетона на органическом заполнителе растительного происхождения» (RU 2708421).The closest analogue of the invention is the "Method for the production of building products from lightweight concrete on organic aggregate of plant origin" (RU 2708421).
Способ производства строительных изделий из легкого бетона на органическом заполнителе растительного происхождения включает приготовление бетонной смеси из вяжущего - гашенной извести, предварительно подготовленного органического заполнителя растительного происхождения и воды, перемешивание, подачу бетонной смеси, формование и уплотнение смеси, обработку сформованных изделий углекислым газом, их распалубку.A method for the production of building products from lightweight concrete on an organic aggregate of plant origin includes the preparation of a concrete mixture from a binder - slaked lime, a pre-prepared organic aggregate of plant origin and water, mixing, supplying a concrete mixture, shaping and compacting the mixture, processing molded products with carbon dioxide, their demoulding .
Недостатками ближайшего аналога является низкая прочность изделия по сравнению с прочностью традиционных строительных материалов, что обуславливает узкую направленность применения изделия. Еще одним недостатком ближайшего аналога является необходимость принудительной карбонизации изделия путем подвода к пресс-форме углекислого газа под давлением, что предполагает производство ближайшего аналога в специально оборудованных производственных помещениях.The disadvantages of the closest analogue is the low strength of the product compared to the strength of traditional building materials, which leads to a narrow focus of the product. Another disadvantage of the closest analogue is the need for forced carbonization of the product by supplying pressurized carbon dioxide to the mold, which involves the production of the closest analogue in specially equipped production facilities.
Признаками изобретения, совпадающими с существенными признаками ближайшего аналога по составу смеси, являются наличие в смеси гашеной извести, органического наполнителя растительного происхождения. Признаками изобретения, совпадающими с существенными признаками ближайшего аналога по способу производства материала из получаемой смеси, являются наличие смешивания ингредиентов, формования и уплотнения смеси.The features of the invention, coinciding with the essential features of the closest analogue in terms of the composition of the mixture, are the presence in the mixture of slaked lime, an organic filler of plant origin. The features of the invention, coinciding with the essential features of the closest analogue in terms of the method of producing material from the resulting mixture, are the presence of mixing of ingredients, molding and compaction of the mixture.
В основу изобретения положена задача разработки такой смеси, из которой будет возможно изготовить конструкционный материал с характеристиками, позволяющими использовать его в качестве альтернативы материалам из древесины, пластика, а также в качестве альтернативы материалам на основе цементного или гипсового вяжущего, а способ изготовления конструкционного материала должен быть доступен для применения, в том числе на бытовом уровне. При этом в качестве ингредиентов смеси рассматривается нетоксичное, доступное и преимущественно быстро возобновляемое, органическое и минеральное сырье, а в качестве органического наполнителя для смеси, рассматривается широкий спектр сырья, затрагивающий лесное, аграрное и животноводческое хозяйства, и органическое сырье вторичной переработки.The invention is based on the task of developing such a mixture from which it will be possible to produce a structural material with characteristics that allow it to be used as an alternative to materials made of wood, plastic, and also as an alternative to materials based on cement or gypsum binder, and the method for manufacturing the structural material should be available for use, including at the household level. At the same time, non-toxic, affordable and predominantly rapidly renewable, organic and mineral raw materials are considered as ingredients of the mixture, and a wide range of raw materials is considered as an organic filler for the mixture, affecting forestry, agriculture and livestock, and organic raw materials of secondary processing.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Техническим решением поставленной задачи является смесь органоминеральная, многоцелевая, адгезивная и конструкционный материал, изготавливаемый из получаемой смеси.The technical solution of the task is a mixture of organomineral, multi-purpose, adhesive and structural material made from the resulting mixture.
Смесь состоит из комбинации казеинового клея в качестве укрепляющего ингредиента, изолята соевого белка, с содержанием белка не менее 90 мас.%, в качестве структурирующего ингредиента, гашеной извести в качестве вяжущего ингредиента, и органического наполнителя, при следующем соотношении, мас.%: казеиновый клей 9-18, изолят соевого белка 18, известь гашеная 18-27, органический наполнитель 46.The mixture consists of a combination of casein glue as a strengthening ingredient, soy protein isolate, with a protein content of at least 90 wt.%, as a structuring ingredient, slaked lime as a binder ingredient, and an organic filler, in the following ratio, wt.%: casein glue 9-18, soy protein isolate 18, slaked lime 18-27, organic filler 46.
В качестве органического наполнителя для смеси могут быть использованы: костра льна, костра технической конопли, лузга семян подсолнечника, солома, листья и стебли растений, хвоя, скорлупа орехов, кора деревьев, отходы переработки масличных семян, скорлупа яиц, кожура фруктов и овощей, хлопок, шерсть сельскохозяйственных животных, органическое сырье вторичной переработки.As an organic filler for the mixture can be used: flax bonfire, industrial hemp bonfire, sunflower seed husks, straw, leaves and stems of plants, needles, nut shells, tree bark, oilseed processing waste, egg shells, peel of fruits and vegetables, cotton , wool of farm animals, organic raw materials of secondary processing.
Способ затворения смеси осуществляют следующим образом. В смеситель, наполненный водой с температурой 20-25°С и в количестве 80% сверх 100% массы сырьевых ингредиентов, последовательно засыпают казеиновый клей, изолят соевого белка, гашеную известь, органический наполнитель, например, казеиновый клей в количестве 9 мас.%, изолят соевого белка в количестве 18 мас.%, гашеную известь в количестве 27 мас.%, костру технической конопли измельченную до размеров частиц 0,5-15 мм в количестве 46 мас.%, и перемешивают до получения однородной массы с консистенцией крутого теста.The method of mixing the mixture is carried out as follows. Casein glue, soy protein isolate, slaked lime, organic filler, for example, casein glue in the amount of 9 wt.% soy protein isolate in an amount of 18 wt.%, slaked lime in an amount of 27 wt.%, technical hemp bonfire crushed to a particle size of 0.5-15 mm in an amount of 46 wt.%, and mixed until a homogeneous mass with a stiff dough consistency is obtained.
Способ изготовления конструкционного материала из полученной смеси осуществляют следующим образом. Затворенную смесь помещают в пресс-форму и производят уплотнение с усилием, например, 5 кгс/см2. Для соединения белков соевого изолята в единую материю посредством коагуляции, спрессованный материал подвергают термической обработке паром или горячим воздухом, например, до значений температуры внутри материала 50-60°С. После термической обработки, материал оставляют под прессом на период схватывания казеинового клея, в течение 5-8 часов. Через 5-8 часов производят распалубку и подвергают полученный материал сушке при температуре от 20°С до 70°С в течение 24-168 часов, в зависимости от толщины изготавливаемого материала. После завершения сушки, для окончательной денатурации белков, входящих в состав материала, и придания структуре материала гидрофобных свойств, материал подвергают сухой термической обработке при температуре от 140°С до 200°С в течение 5-15 минут.The method of manufacturing a structural material from the resulting mixture is carried out as follows. The closed mixture is placed in a mold and compacted with a force of, for example, 5 kgf/cm 2 . To connect the proteins of the soy isolate into a single matter by coagulation, the compressed material is subjected to heat treatment with steam or hot air, for example, to temperatures inside the material of 50-60°C. After heat treatment, the material is left under pressure for the setting period of casein glue, within 5-8 hours. After 5-8 hours, formwork is stripped and the resulting material is dried at a temperature of 20°C to 70°C for 24-168 hours, depending on the thickness of the material being produced. After drying is completed, for the final denaturation of the proteins that make up the material and to impart hydrophobic properties to the structure of the material, the material is subjected to dry heat treatment at a temperature of 140°C to 200°C for 5-15 minutes.
Способ изготовления анизотропного конструкционного материала отличается от предложенного способа тем, что в процессе изготовления материала, смесь укладывают в пресс-форму параллельными или взаимно пересекающимися слоями, в зависимости от требований, предъявляемых к анизотропии конечного материала. В процессе укладки слоев для каждого слоя производят уплотнение с усилием, например 5 кгс/см2 и термическую обработку поверхности слоя паром или нагретым воздухом до значений температуры на поверхности слоя от 50°С до 60°С, для связывания белков соевого изолята в единую материю посредством коагуляции.The method for manufacturing an anisotropic structural material differs from the proposed method in that in the process of manufacturing the material, the mixture is placed in a mold in parallel or mutually intersecting layers, depending on the requirements for the anisotropy of the final material. In the process of laying layers for each layer, compaction is carried out with a force of, for example, 5 kgf / cm 2 and thermal treatment of the surface of the layer with steam or heated air to temperatures on the layer surface from 50 ° C to 60 ° C, to bind soy isolate proteins into a single matter through coagulation.
Для улучшения эксплуатационных характеристик предлагаемого конструкционного материала выполняют внутреннее и/или внешнее армирование материала с использованием конструкций из металла, текстиля или одревесневших растений, например, одревесневший бамбук, а также покрывают лакокрасочными и(или) пропитывающими материалами на основе натуральных компонентов, например, смесью из льняного масла и пчелиного воска.To improve the performance of the proposed structural material, internal and / or external reinforcement of the material is performed using structures made of metal, textiles or lignified plants, for example, lignified bamboo, and also coated with paints and varnishes and (or) impregnating materials based on natural components, for example, a mixture of linseed oil and beeswax.
В таблице 1 представлены технические характеристики материала, полученного предложенным способом, из смеси органоминеральной, многоцелевой, адгезивной при следующем соотношении мас.%: казеиновый клей 9-18, изолят соевого белка 18, известь гашеная 18-27, органический наполнитель 46.Table 1 shows the technical characteristics of the material obtained by the proposed method from a mixture of organomineral, multi-purpose, adhesive in the following wt% ratio: casein glue 9-18, soy protein isolate 18, slaked lime 18-27, organic filler 46.
Как видно из таблицы 1, полученный в процессе реализации изобретения материал, по большинству эксплуатационных характеристик, приведенных в таблице, превосходит традиционные строительные материалы, за счет включения в состав изолята соевого белка, который в сочетании с гашеной известью выполняет функцию упругой матрицы материала и казеинового клея, характеризующегося высокой прочностью склеивания (до 7,5 МПа для марки «ОБ» и до 10,5 МПа для марки «Экстра») и выполняющего функцию фиксатора формы. Изображение среза полученного материала представлено на фигуре 1.As can be seen from Table 1, the material obtained during the implementation of the invention, in most of the performance characteristics given in the table, is superior to traditional building materials, due to the inclusion of soy protein isolate, which, in combination with slaked lime, acts as an elastic matrix of the material and casein glue , characterized by high bonding strength (up to 7.5 MPa for the "OB" brand and up to 10.5 MPa for the "Extra" brand) and acting as a shape fixer. The image of the cut of the obtained material is shown in figure 1.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Превосходство характеристик, представленное в таблице 1, явно указывает на то, что полученный конструкционный материал может стать универсальной альтернативой материалам из древесины и(или) материалам на основе цементного или гипсового вяжущего, и может быть использован для производства плит и блоков для возведения стен и межкомнатных перегородок при каркасном строительстве зданий и сооружений, межкомнатных дверей, для производства теплоизоляционного материала, напольных и стеновых покрытий, отделочных декоративных материалов, для производства или отделки деталей мебели, а по критериям экологичности и натуральности полученный материал может стать альтернативой материалам из пластика.The superior performance presented in Table 1 clearly indicates that the obtained structural material can become a universal alternative to materials made of wood and (or) materials based on cement or gypsum binder, and can be used for the production of slabs and blocks for walls and interiors. partitions in the frame construction of buildings and structures, interior doors, for the production of heat-insulating material, floor and wall coverings, finishing decorative materials, for the production or finishing of furniture parts, and according to the criteria of environmental friendliness and naturalness, the resulting material can become an alternative to plastic materials.
Представленные способы осуществления изобретения не требуют особых специализированных условий и могут быть реализованы, в том числе на бытовом уровне, при наличии минимального набора технических устройств, например, бытовой миксер или электрическая дрель с насадкой для затворения смеси, домкрат автомобильный или струбцины для прессования, фен строительный, бытовой духовой шкаф, бытовой парогенератор для термообработки.The presented methods for carrying out the invention do not require special specialized conditions and can be implemented, including at the household level, with a minimum set of technical devices, for example, a household mixer or an electric drill with a nozzle for mixing the mixture, a car jack or pressing clamps, a construction hair dryer , household oven, household steam generator for heat treatment.
Доступность ингредиентов для получения смеси и отсутствие специальных требований к техническим устройствам для осуществления представленных способов изготовления конструкционного материала из смеси, способствуют массовому внедрению изобретения, с перспективой унификации конструкционного материала на основе органического, быстро возобновляемого сырья.The availability of ingredients for obtaining a mixture and the absence of special requirements for technical devices for the implementation of the presented methods for manufacturing a structural material from a mixture contribute to the mass implementation of the invention, with the prospect of unifying the structural material based on organic, rapidly renewable raw materials.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фигура 1. Фотографическое изображение материала в разрезе, полученного предложенным способом затворения смеси и способом изготовления изотропного материала из смеси. Состав смеси: казеиновый клей марки «ОБ» в количестве 9 мас.%, изолят соевого белка в количестве 18 мас.%, гашеная известь в количестве 27 мас.%, костра технической конопли, измельченная до размеров частиц 0,5-15 мм в количестве 46 мас.%.Figure 1. Photographic image of the material in the section obtained by the proposed method of mixing the mixture and the method of producing an isotropic material from the mixture. The composition of the mixture: casein glue brand "OB" in the amount of 9 wt.%, soy protein isolate in the amount of 18 wt.%, slaked lime in the amount of 27 wt.%, technical hemp bonfire, crushed to a particle size of 0.5-15 mm in amount of 46 wt.%.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2802037C1 true RU2802037C1 (en) | 2023-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4046955A (en) * | 1975-11-14 | 1977-09-06 | National Casein Of New Jersey | Proteinaceous adhesive composition |
| EP0556577A1 (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-25 | Ludwig Krickl | Molded article containing cellulose and process for obtaining the same |
| EP0987089A1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Toulousaine de Recherche et de Developpement "T.R.D." Société Anonyme | Method for making shaped objects from a vegetable raw material by pressing |
| RU2182138C2 (en) * | 2000-05-15 | 2002-05-10 | Тверской государственный технический университет | Raw material mixture for production of structural heat-insulating material |
| WO2002059212A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | Amylum Europe N.V. | Method for preparing composite materials containing natural binders |
| RU2708421C2 (en) * | 2017-01-09 | 2019-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие СТРОЙТЕХНОЛОГИИ" | Method of producing construction articles from light concrete on organic filler of vegetable origin |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4046955A (en) * | 1975-11-14 | 1977-09-06 | National Casein Of New Jersey | Proteinaceous adhesive composition |
| EP0556577A1 (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-25 | Ludwig Krickl | Molded article containing cellulose and process for obtaining the same |
| EP0987089A1 (en) * | 1998-09-16 | 2000-03-22 | Toulousaine de Recherche et de Developpement "T.R.D." Société Anonyme | Method for making shaped objects from a vegetable raw material by pressing |
| RU2182138C2 (en) * | 2000-05-15 | 2002-05-10 | Тверской государственный технический университет | Raw material mixture for production of structural heat-insulating material |
| WO2002059212A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | Amylum Europe N.V. | Method for preparing composite materials containing natural binders |
| RU2708421C2 (en) * | 2017-01-09 | 2019-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие СТРОЙТЕХНОЛОГИИ" | Method of producing construction articles from light concrete on organic filler of vegetable origin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3264125A (en) | Manufacture of lightweight concrete products | |
| HU181185B (en) | Method for producing bodies particularly auilding units | |
| CN106630800A (en) | Biological environment-friendly walling material and preparation method thereof | |
| CN104526811B (en) | A kind of method of modifying of straw | |
| RU2802037C1 (en) | Organomineral, multi-purpose, adhesive mixture for the manufacture of structural materials | |
| CN1218818C (en) | Multi-kinds of boards and board compositions using broken grass and wood and clay and its manufacturing method | |
| AT512883B1 (en) | Dried, unfired, diffusible, water-resistant and frost-resistant, economical, ecological marl and / or clay and / or loam and / or mixed forms thereof | |
| CN101468484B (en) | Method for producing palm fibreboard | |
| KR20110126856A (en) | Incombustible architecture panel using straw and method of manufacturing the same | |
| CN109135179A (en) | A kind of preparation method of the moisture-proof wood veneer of insect prevention | |
| WO2004099102A2 (en) | Composition for blocks for masonry and facing and method for their production | |
| WO2007105878A1 (en) | Grass (herbaceous plant) fiber | |
| US1899768A (en) | Sawdust wood fiber board and method of making same | |
| RU2240334C1 (en) | Wood-based composition | |
| CN108724382B (en) | A kind of wooden foundation stone cream composite material and preparation method of structure | |
| WO2017025786A1 (en) | A method for producing sustainable composite materials designed for the production of elements for structural or non-structural use, and the material obtained | |
| KR101001950B1 (en) | Wood-wool boards including reclaimed wood layer and manufacturing method thereof | |
| RU2338772C1 (en) | Method of peat insulating board manufacture | |
| RU2526808C1 (en) | Method to manufacture finishing panel | |
| CN110041040A (en) | A kind of assembled architecture material and preparation method thereof | |
| CN110271076A (en) | A kind of production technology of bamboo fiber composite material | |
| CN1132727C (en) | Dense corn cob core board and its manufacture method | |
| US2240963A (en) | Lightweight synthetic stone and process of making it | |
| CN102390070A (en) | Machining recycling method of wood waste | |
| KR101504875B1 (en) | manufacturing method of eco-friendly abalone tile and eco-friendly abalone tile thereof |