Способ изготовления теплоизоляционного материала

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 С 04 В 38/О НИЕ ИЗО ДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ а,.Ш.Ки ЗОЛЯро в имотовнос- при и строповыИзобретен водству стро может быть и относится к ельных матери ользовано при ий для теплоигкозагни еских ве ающихеств, соом иле произ- алов и ениеорган ходит окис коллоццных держащихся скопе и акти з го- ляци очности в компояясь способстпри Аорию прочил благо-. влении изде овышению ищий в сост т к Вхо то приво троительных кон струкции, ретения . являе ти, водостойк атериала. иции перл Целью изшение нрочн ся повь песо в ти,зования пьеонию нтром хл ет улучш нородности Сущност лагоотдачи ии, повыше зобретения со оит в омпопози анни тивныи иал ности ма структу м прои СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯИ ГКНТ СССР(46) 30.06.90. Бюл,24 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория ЪособлстройЦНИЛ" Главмособлстроя и Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации гидротехнических сооружений инженерной гидро геологии "Водгео"(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится кводству строительных материалжет быть использовано при изглении изделий для теплоизоляцительных конструкций, С целью м, что при перемешивани нтов путем аэрации возд,ЯО 1574577 2щения прочности, водостойкости, однородности способ изготовления теплоизоляционного материала включаетдозировку, перемешнвание компонентав смеси скопа, активного ила, вспученного перлитового песка, кремнеАтористого натрия, диаммония АосАата путем аэрации воздуха в течение0,5-3,5 сут при расходе воздуха40-350 м /и до снижения удельногосопротивления фильтрации до 5 10се60 10 " см/г, Аормование и сушку,при следующем соотношеии компонентов, мас.7.: скоп 41,7-49,6; активный ил 5,0-20,8; вспученный перлитовый песок 14,5-15,6; кремнеАтористый натрий 3, 1-14,5; диаммонии АосАат 16,4- 18,8. Теплоизоляционныеизделия плотностью 150-184 кг/м3имеют коэффициент теплопроводности10,042-0,052 Вт/м К, предел прочности при изгибе 0,80-0,92 МПа, водопоглощение за 24 ч по массе 58-65%,однородность материала по коэффи иенту вариации показателей: плотре проникает в поры перлитового песка, имеющего высокоразвитую открытую поверхность, при этом происходит кальматация пор находящимся в активном иле белком, В результате этого процесса снижается водопоглощение конечного продукта - теплоиэоляционного материала Исключение из состава композиции гидрофобизатора снижаеч стоимость материала,Содержание в композиции скопа меньше 41,7 мас.снижает прочность материала (до 0,64 МПа) в связи с уменьшением армирующего эффекта от его использования. Содержание скопа более 49,6 мас.% приводит к повьппению водопоглощения материала (до 80), увеличению его средней плотности и коэффициента теплопроводности, увеличению его средней плотности и коэффициента теплопроводности, Содержание в композиции активного ила меньше 5,0 мас, . повьппает водопоглощение материала (до 80%), более 20,8 мас. - снижает его прочность (до 0,54 МПа) и ухудшает технологические процессы, происходящие при Формовании, приво-" дит к снижению удельного сопротивления фильтрации и производительности оборудования.Наличие в композиции перлитового песка меньше 14,5 мас.снижает проч" ность и повьппает водопоглощение материала из-эа снижения количества центров хлопьеобраэования и формирования пористой структуры; при содержании более 15,6 мас. , повышается водопоглощение (до 103 ).материала.Введение антисептика - кремнефтористого натрия меньше 3, 1 мас.повьппает водопоглощение материала (до 80 ) и не обеспечивает материалу требуемой биостойкости, а введение более 14,5 мас.является экономически нецелесообразным.Содержание в композиции диаммоний фосфата менее 16,4 мас.снижает прочность материала (до 0,54 МПа), а вьппе 18,8 мас.является экономически нецелесообразньм.Аэрация менее 0,5 сут снижает прочность и водостойкость материала (до 0,64 МПа и 80 . соответственно), так как не обеспечивает полной биоФлокуляции ила и перлита,аэрация более 3,5 сут снижает прочность и водостойкость в результате того, что 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 при длительной аэрации происходит отмирание активного ила, деструкция частиц аэрируемой композиции.Подача воздуха в количестве менее 40 мз/м влияет отрицательно на прочьность и водостойкость материала (снижает до 0,64 МПа и 103 соответ- ственно), так как такой расход недостаточен для биофлокуляции компонентов, Подача более 350 мз/мз экономически нецелесообразна, снижает прочность материала (до 0,64 МПа), так как большой расход воздуха приводит к дроблению частиц - Флокул и разрыхлению структуры материала.Удельное сопротивление менее 5 10 О см/г является показателем мелкодисперсной структуры композиции, которая снижает прочность материала.При удельном сопротивлении более 60 10см/г значительно ухудшается влагоотдача, в результате чего за счет повышенного влагосодержания при сушке образуется дополнительная пористость, которая приводит к увеличению водопоглощения.При значениях удельного сопротивления 5 10 -60 10"ф см/г достигаются наибольшие значения прочности и наименьшие значения водопоглощения, а также достигается наиболее высокая скорость сушки, что снижает стоимость материала, так как снижаются затраты на его сушку.Повьппение содержание скопа (более 49,6 ) и снижение содержания активного ила (менее 5%) приводит к увеличению продолжительности аэрации (свьппе 3,5 сут) и повьппению расхода воздуха (свыше 350 мэ/мэ), Такая длительная и интенсивная аэрация сопровождается дроблением частиц (удельное сопротивление менее 5 х з 10" см/г), увеличивает расход перлитового песка (более 15,6%) и антипирена (более 18,8 ) и снижает прочность материала.Снижение содержания скопа (менее 41,7%) и повышение содержания активного ила (более 20,8%) приводит к снижению продолжительности аэрации (менее 0,5 сут) и уменьшению расхода воздуха (менее 40 м /м ). Повышение содержания активного ила в компози- ции, обладающего способностью удерживать влагу приводит к увеличению удельного сопротивления Фильтрации (более 60 10 фсм/г), повьппает расход .антисептика (более 14,5 ), снижает74577 6 5 1015 20 25 30 35 40 45 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яСпособ изготовления теплоизоляционного материала, включающий до 50 55,компонентов осуществляют аэрациейвоздухом в течение 0,5-3,5 сут прирасходе воздуха 40-350 м/м доз э,снижения удельного сопротивления 5 15расход перлитового песка (менее14,5%), что приводит в конечном итоге к снижению водостойкости материала.Для изготовления теплоизоляционного материала используют скоп - отход механической очистки сточныхвод целлюлозно-бумажного производства; насыпная плотность 350-400 кг/мзтеплотворная способность 1000 ккал;относительная влажность 66-81%.Химический состав скопа представлен в табл. 1,Активный ил - отход биологическойочистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства: дисперсность активного ила 30-80 мк; влажность98,2-99,5%.Химический состав активного илапредставлен в табл, 2Перлитовый песок: насыпная плотность - 70 кг/м ; согласно ГОСТ10832-74, диаммоний фосфат соответствует ГОСТ 8515-75, кремнефтористыйнатрий - ТУ 87-77.П р и м е р 1. 49,6 Х скопа и 5 Хактивного ила загружают в смеситель,в который одновременно подают воздух в количестве 350 м /мз, после3аэрации в течение 10 мин в смеситель подают вспученный перлитовыйпесок в количестве 14,5 Х и добавки -кремнефтористый натрий 14,5%, диаммоний фосфат 16,4%.Давление воздуха принимают из расчета обеспечения концентрации растворенного кислорода в аэрируемойсмеси 2-3 мг/л и составляет 0,050,06 МПа.После аэрации в течение 3,5 сути снижения удельного сопротивленияфильтрации по 5 О 10см/г аэрациюпрекращают и композицию направляютна формование на вакуум-прессе, гдеиз нее удаляют часть воды. Отформованную плиту с влажностью 70-75% сушат до остаточной влажности 8-10% втечение 10-11 ч при 100 С. Давлениеформования 0,05 МПа.П р и м е р 2, 45,7% скопа и12,9% активного ила загружают в смеситель, в который одновременно подают воздух в количестве 40 м /мз,После аэрации воздухом в течение10 мин в смеситель подают вспученный перлитовый песок в количестве15,2% и добавки антисептика - кремнефтористого натрия 8,7% и антипйрена " диаммония фосфата 17,5%. После аэрации воздухом в течение 0,5 сут и снижения удельного сопротивления фильтрации до 60 10см/г аэрацию прекращают и композицию направляют на формование. Процесс формования и сушки осуществляется аналогично примеру 1.П р и м е р 341,7% скопа и 20,8% активного ила загружают в смееитель, в который одновременно подают воздух в количестве 195 м /м з. После аэрации в течение 10 мин в смеситель подают вспученный перлитовый песок в количестве 15,6% идобавки актисептика - кремнефтористого натрия 3,1% и антипирена - диаммония фосфата 18,8%, После аэрации в течение 2 сут и снижения удельного сопротивления до 32 10" см/г аэрацию прекращают и композицию направляют на формование. Далее процесс формования и сушки осуществляется аналогично примеру 1.Конкретные составы сырьевой смеси по изобретению и известной указаны в табл. 3, технологические параметры приготовления сырьевой смеси способом по изобретению - в табл 4, физико-механические показатели материала из конкретных составов способом по изобретению и известным - в табл. 5,Водопоглощение определено за 24 ч по массе; сорбционная влажность материала 3-5%.В табл, б представлены для сравнения физико-механические показатели изделий, изготовленных из предложенного состава предложенным способом, из предложенного состава известным способом, из известного состава известным способом, из известного сос. - тава предложенным способом. зировку, перемешивание скопа, активного ила, вспученного перлитовогопеска, кремнефтористого натрия, диаммония фосфата, формование и сушку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения прочности, водостойкости, однородности, перемешиваниефильтрации до 5 101 б - 60 10 о см/г при следующем соотношении компонентов, мас.%:СкопАктивный ил Вспученный перлитовый песок 14,5- 15,6 Кремнефтористыйнатрий 3, 1-14,5 Диаммоний фосфат 16,4-18,8 41, 7-49,6 5,0-20,8 Таблица 1 Состав скопа, Й Содержание окислов, мас.йе 20 3 Т 10 Сао М 80 Р 80 ь ИаО К 0 Гео целлюлозн.каолииволокно 8101 51 53,76 40 э 76 1 э 01 Оэ 48 1 э 01 1 э 19 Оэ 75 Оэ 23 Оэ 767100 Следы Таблица 2 компонентов, мгlг ко гани ста ь- тв нас,Х Протеин ганец тч абсол но в 5 4-43 13-60 10,9-21,6 4,8-12,4 0,2-9,9 0,5-6,7 4,3-10,5 200-600 140"300 300-620 18-50 беэазотистые экстрактивные вецества, представлянваэе собой легко усвояемые углеводы ица Т Состав материала, мас.% по пр 1 2 3 Помпонен ротот 45 ь 7 41 ь 7 52 ьО 5 12,9 20,8 12,0-2 49, 5 0 0 к тинный илпученный овый п 14,5 1 35-1 с 8,7,005-0, 15 ато 18,8 7 ь осфа Т а и Технологические параметрь Состав по примеру Расход в д а мЭ ремя аэрации, сут г 3 песок Кремнефтонатрий Гидрофоби Диаммоний 35040195 дельное сопотивлениеь / 5,0 э 10 60 10 32101574577 Таблица 5 Соста.в ппримеру Прочность приизгибе, ИПа Водопогл щение по массе, Х 0,0520,0470,0420,042-0,051 Оь 920,800,860,40-0,83 58 60 65 100-125 4,13,45,612 ь 4-15, 1 4,03,15,310,2-12,4 Таблица 6 Опыт Соста пособ перем Физико-иеханическ показатели шивания Биостойкость,балл Коэффицненттеплопроводности,Вт/н К Водопог ношение гнестойость Хотериассы Коз Ффициент теп- лопроводности в процессе эксплуатации,Вт/м К оч- сть ос ор ции н и мас 1 Скоп 45,7, активный ил 129,вспученный перлитовый лесок 15,2, кремнеФторнстый натрий 87, диаимоний фосфат 17,5 Предлов аэриров течение при рас воздуха 40 иьlи 5 суте,05 4 0,047 65 0,8 доуделоти ияения го соп пения ильтр ции до60 10 см/гПеремешивают влопастной мешалс вертикальныи валом в течение1 мин перлитовыйпесок с гидрофобнзаторои, затем добавляют О,О 7 0063 о Скоп 55,0вспученный перлнт 17,922,активный ил8,0, кремне- фтористый натрий 4, днанмоний фосфат 5, гидрофобиэатор О,О 78 г 7 0049 6 1 физико-механические показатели Средняя Коэффициентплот- теплопроводностьь ностикг/мэ Вт/(м К) 1 184 2 165 3 150 Прототип 150-160 скоп и перемешивают 1 мин идобавляют суслеэию избыточногоактивного ила,кремнефтористыйнатрий н диаимоний фосфатПеремешивают влопастной мешалке с.вертикальным валои втечение 1 мин перлитовый песок с гидрофобиэатором, затем добавляютскоп и переиешивают 1 иии идобавляют суспенэию избыточного активного ила крем"нефтористыйнатрий и диаммоний фосфат Однородность материала по коэффициенту вариации показателейь Я плотность Пределпрочности при изгибе1574577 Продолжение табл.б Способ перемещивания Физико-механические показатели Состав КоэффиБиостойПлоточент костьбалл тепло" проводности,Вт/м К То юе 1 118,05 З 082 удельного сопр тивления фильт рации 60 10 "с Составитель М,ХитроваРедактор Т,Лаэоренко Техред М,Ходанич Корректор С Че Заказ 1755 Тираж 5 ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС-35, Раушская наб., д, 4/5 оизводстненно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород агарина,еремеши эриров ечение ри рас Оздуха о сник ваннения в0,5 сутодеч 0 и/мния Водополощенипо иассе, 2 Влаяностьсорбции,Огнестойкость, у.потеримассы эффицит теппроводсти в . оцесс сплуации, /м К