Raimondirus.ru

RAiMONDI
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

История появления и развития арболита

История появления и развития арболита

В середине 50-х годов прошлого века в США начались активные разработки нового строительного материала из-за резкого снижения доходов граждан и уменьшения спроса на дорогостоящую недвижимость. Главными требованиями к нему были – невысокая цена, прочность и хорошие теплоизолирующие качества. За основу американские разработчики взяли зарубежные образцы, созданные по технологии DURISOL, внедренные в Голландии в 30-х годах. В результате кропотливой работы инженеров, строителей и архитекторов появился арболит. Этот строительный материал был произведен из цементно-древесной композиции и на то время в США получил название «woodstone». Он очень быстро зарекомендовал себя с положительной стороны, а потому правительство начало его производство в промышленных масштабах.

Приход арболита на постсоветское пространство

Новинку строительного рынка быстро заприметило руководство СССР. Уже в первой половине 60-х годов ВНИИдрев, МЛТИ, НИИЖБ, Гипролеспром тщательно изучили состав арболита, после чего начали подгонять его под климатические условия страны. Но специалисты были несколько ограничены в своих действиях из-за небольшого ассортимента строительных материалов. Все, что им было доступно – цемент с максимальной маркой прочности М400 и минерализатор в виде технического сернокислого алюминия, который использовался для удаления сахаров из щепы с целью улучшения ее связывающих качеств. Правда, недостатка в щепе не было. По всей территории СССР было множество заводов, которые работали с различной древесиной. Но ее приходилось предварительно высушивать и только потом пропитывать минерализаторами.

Спустя несколько лет специалисты предоставили общественности щепобетон (такое название носил арболит в советские годы). Он производился в виде несущих и ограждающих конструкций, одно- и трехслойных стеновых панелей, блоков, плит перекрытий, конструкций, комбинированных с железобетоном. Материалы прошли все необходимые испытания, а также процедуру сертификации и стандартизации по ГОСТу. После этого академику Исааку Хисковичу Наназашвили было поручено ведение строительства заводов по изготовлению панелей из щепобетона по всей территории СССР. Под его бдительным руководством было возведено более 100 подобных промышленных объектов. На каждом из них был оборудован специальный навес для сушки щепы на открытом воздухе. Согласно утверждениям специалистов, только при таком подходе можно максимально снизить количество сахаров и получить материал оптимальной влажности.

С введением в эксплуатацию заводов по производству панелей из щепобетона в СССР началось строительство из арболита. Такие дома 1979 года постройки можно до сих пор увидеть в эксплуатации в Московской области. Но самым большим достижением для Советского Союза было возведение зданий в Антарктике. Еще в 60-е годы здесь были построены столовая и три здания служебного назначения. При толщине стен всего 32 см эти сооружения показали хорошие эксплуатационные качества в условиях сурового арктического климата. С этого момента цементно-древесная композиция стала еще более востребованной в строительстве промышленных объектов. Но постепенно арболит потерял свою актуальность в связи с распадом СССР и возникновением экономических проблем во всех странах, которые ранее были единым целым.

Второй приход арболита

Возрождение щепо-бетонного материала пришлось на 90-е годы. Этому поспособствовали:

  • тяжелая экономическая ситуация;
  • высокая потребность в недорогом и качественном строительном материале;
  • развитие частного предпринимательства.

Кстати, именно мелкие предприниматели начали изготовление мелкоштучных стеновых блоков и их вывод на строительный рынок. Но большинство из них производство вели с использованием ручного труда, что затрудняло масштабный выпуск продукции и сдерживало ее развитие и распространение.

Спустя несколько лет в продаже появилось специальное оборудование, которое позволило увеличить количество выпускаемого арболита, а также улучшить его качество. С его внедрением началось активное строительство загородных домов из подобного материала, который используют как для кладки несущих стен, так и перегородок.

Постепенно арболит вытесняет традиционные строительные материалы в связи с тем, что ему присущи высокие теплоизоляционные качества, небольшой вес, устойчивость к возгоранию и хорошие показатели по сцеплению со штукатурными растворами. В малоэтажном индивидуальном домостроении он становится более востребованным и оправданным. Тем не менее, все же есть факторы, которые препятствуют широкому распространению материала. К ним относится отсутствие соответствующей нормативной базы, крупных предприятий по его производству и масштабной рекламной кампании по продвижению.

Но перспективы к развитию есть и будут, поскольку строители просто не могут оставить в стороне материал, который имеет массу преимуществ перед другими.

Разработка технологической линии по производству арболитовых блоков

Анализ существующих технологий производства изделия из арболита, его номенклатура и характеристика. Способ силового вибропроката и вибрирования с пригрузом. Материальный баланс на производство блоков из арболита. Контроль качества выпускаемой продукции.

РубрикаСтроительство и архитектура
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления01.06.2016
Размер файла619,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Испытание изделий из арболита и оценку их прочности и жесткости следует проводить по ГОСТ 8829-85.

Испытанию на прочность до разрушения подвергают не менее двух изделий каждого вида, отвечающих требованиям настоящего стандарта, по схемам, приведенным в рабочих чертежах изделий. При этом проводят проверку расположения арматуры, толщины несущих и отделочных слоев и защитного слоя бетона (раствора).

Читайте так же:
Влажность цемента при хранении

Предприятие-изготовитель должно проводить испытания изделий на прочность и жесткость при освоении производства, изменении конструкции и технологии их изготовления или при переходе на другие исходные материалы.

4. Охрана труда на предприятии

Производство арболитовых блоков состоит из различных технологических процессов, которые в свою очередь состоят из простых элементов. Каждый из них скрывает в себе опасность. Необходимо рассмотреть технологические процессы, которые происходят при производстве арболитовых блоков, и проанализировать создаваемые ими опасности.

Технологическая схема производства арболитовых блоков представлена на чертеже.

Процесс производства арболитовых блоков включает следующие операции:

1. Подготовка сырьевых компонентов (складирование, первая и вторая стадии измельчения древесины);

2. Получение арболитовой смеси (дозирование компонентов, приготовление смеси);

3. Подготовка формовочного оборудования (чистка, смазка);

4. Формование изделий (укладка смеси в формы, уплотнение смеси);

5. Сушка изделий;

6. Распалубка и распил на блоки (продольная и поперечная резка);

7. Упаковка и вывоз продукции на склад (складирование).

Опасные элементы и связанные с ними опасности приведены в таблице 17.

При анализе элементов технологического процесса производства арболитовых блоков выявлен наиболее опасный процесс — формование изделий (табл. 17, п.4). Необходимо провести ряд мероприятий для создания безопасных условий труда.

Таблица 17. Опасности от элементов технологического процесса.

Технологический процесс и элементы технологического процесса

Опасности, создаваемые элементами технологического процесса

1. Подготовка сырьевых компонентов

1.1 Складирование древесных отходов, цемента, известняка, добавок.

1.2 Получение древесной щепы

1.3 Получение древесной дробленки

открытый склад, силосы, бункеры, рубительная машина, молотковая дробилка, циклоны, обслуживающий персонал

Травмы, поражение электрическим током, поражение рубильными элементами, поражение дробильными элементами, пыль, шум, вибрация, пожар

2. Получение арболитовой смеси

2.1 Дозирование древесной дробленки, цемента, известняка, добавок и воды.

2.2 Перемешивание компонентов до получения однородной смеси

дозаторы, конвейер-дозатор, ленточный конвейер, смеситель, обслуживающий персонал

Поражение электрическим током, поражение элементами смесителя, травмы, шум, пыль, вибрация

3. Подготовка формовочного оборудования

3.1 Чистка и смазка форм

3.2 Чистка и смазка арболитоукладчика

3.3 Установка формы

арболитоукладчик, металлические скребки и щетки, смазка, распылитель, формы, кран-балка, обслуживающий персонал

Поражение электрическим током, попадание смазки на открытые части тела, пожар, возможность падения формы, пыль, шум, травмы

4. Формование изделий

4.1 Укладка смеси в форму

4.2 Силовой вибропрокат

формы, арболитоукладчик, виброплощадка, установка силового проката, пригруз, кран-балка, обслуживающий персонал

Поражение электрическим током, поражение элементами установки силового проката, травмы, шум, вибрация, возможность падения формы, возможность падения пригруза

5. Сушка изделий

5.1 Транспортирование формы на сушку

5.2 Сушка изделий

кран-балка, формы, стропы, туннельная сушилка, обслуживающий персонал

Поражение электрическим током, травмы, шум, вибрация, возможность падения формы, возможность обрыва строп

6. Распалубка и распил на блоки

6.1 Транспортирование форм на пост распила

6.2 Распалубка форм

6.3 Распил на изделия

кран-балка, формы, приспособления для распалубки, станок для резки, обслуживающий персонал

Поражение электрическим током, травмы, шум, вибрация, возможность падения формы, пыль, поражение элементами станка для резки

7. Упаковка и вывоз продукции на склад

8.1 Упаковка изделий

8.2 Транспортировка на склад готовой продукции

8.3 Складирование готовой продукции

упаковка, автопогрузчик, поддоны, штабеля, склад готовой продукции, обслуживающий персонал

Поражение элементами погрузчика, травмы, шум, пыль, возможность падения штабелей с изделиями, попадание рабочих на путь движения

Заключение

В данном курсовом проекте запроектирована технологическая линия по производству арболитовых блоков производственной мощностью 12500 м 3 , характеризующихся высокими физико-механическими, эксплуатационными и технологическими свойствами. Предложен агрегатно-поточный способ производства арболитовых блоков, который позволяет достичь наилучших технико-экономических показателей и существенно повысить качество выпускаемой продукции.

Описана заводская технология производства, разработана производственная программа предприятия. Произведен расчет складов сырьевых материалов и готовых изделий, подобрано технологическое оборудование. Определена потребность в сырьевых материалах.

Технологическая схема производства арболитовых блоков (формат А1);

План и разрезы цеха с компоновкой оборудования по производству арболитовых блоков (формат А1).

Список литературы

1. ГОСТ 1922-84. Арболит и изделия из него. Общие технические требования.

2. ГОСТ 450-77. Кальций хлористый технический. Технические условия.

3. ГОСТ 13078-81. Стекло натриевое жидкое. Технические условия.

4. ГОСТ 31108-2003. Цементы общестроительные. Технические условия.

5. ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

6. Бауман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. — М.: Машиностроение, 1981. — 410 с.

7. Наназашвили, И.Х. Справочник по производству и применению арболита / И.Х. Наназашвили — М.: Стройиздат, 1987. -208с.

8. Наназашвили, И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции / И.Х. Наназашвили — М.: Стройиздат, 1990. —415 с.

9. Баженов, Ю.М. Технология бетона/Ю.М.Баженов-М.: Стройиздат, 1987.-415 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Производство искусственных пористых минеральных заполнителей для легкого бетона. Фракционный состав органического заполнителя. Выбор технологической схемы производства изделий из арболита методом горизонтального прессования. Способ силового вибропроката.

курсовая работа [997,4 K], добавлен 08.06.2013

Физические свойства и характеристики арболита. Сырье для его производства. Зависимость теплопроводности и плотности арболита от вида заполнителя. Технология производства строительного материала. Повышение его прочности. Изделия, изготавливаемые из него.

Читайте так же:
Песчано цементная кровля забудова

реферат [43,0 K], добавлен 16.06.2014

Теория процесса газообразования при получении газобетона. Проектирование технологической линии по производству газобетонных блоков. Свойства и применение ячеистого бетона. Характеристика сырья и выпускаемой продукции. Расчет количества газобетономешалок.

курсовая работа [700,1 K], добавлен 22.12.2014

Свойства и характеристики арболита. Особенности его применения в строительстве. Способ изготовления и технические характеристики арболита. Способы повышение его прочности. Основные химические добавки для арболита. Особенности формирования изделий из него.

реферат [24,1 K], добавлен 18.01.2013

Разработка технологической линии по производству плит пустотного настила по агрегатно-поточной технологии, производительностью 50000 м3 в год. Выбор сырья, основных материалов и полуфабрикатов для производства изделий. Контроль качества продукции.

Способ получения древесно-цементной композиции

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. В изобретении решается задача получения древесно-цементной композиции на основе использования навоза как субстрата животного происхождения, содержащего микроорганизмы, способные к быстрому разрушению как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения древесно-цементной композиции, который включает предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем должно составлять 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч. 1 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона.

Известен способ получения древесно-цементной композиции (Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. — Л.: Стройиздат, 1990), включающий приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и химических добавок — ускорителей твердения, например хлористого кальция, с последующим перемешиванием, уплотнением и твердением. Среди составляющих древесины наиболее вредное воздействие на прочность этих композиций оказывают легкорастворимые моно- и дисахариды, а также часть гемицеллюлозы, способная в определенных условиях превратиться в эти сахара. В щелочной среде цементного раствора гемицеллюлоза частично гидролизуется и переходит в водорастворимые сахара, которые в значительной степени и замедляют процесс твердения цемента. Для уменьшения отрицательного влияния водорастворимых экстрактивных и легкогидролизуемых веществ на прочность древесно-цементных композиций в известном способе производится предварительная обработка древесного заполнителя с помощью химических добавок — “минерализаторов”. Предложенный способ “минерализации” древесного заполнителя предусматривает достаточно сложные технологические процессы, требующие многоступенчатой обработки заполнителя различными химикатами с последующим кипячением или промывкой, выдержки для стабилизации в силосах или сушки и др. Из многочисленных добавок, опробованных в отечественной и зарубежной практике, применяются чаще всего хлористый кальций и жидкое стекло. Однако этот способ не позволяет получать изделия с достаточными для строительного материала физико-механическими свойствами, особенно в случае использования некондиционного древесного заполнителя, например, такого как отходы деревообрабатывающей промышленности — опилки.

Известен способ получения древесно-цементной композиции (Соломатов В.И., Черкасов В.Д. Создание строительных биокомпозитов из древесного и другого растительного сырья (сообщения 1 и 2). //Известия вузов. Строительство, 1997, №1-3), включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, способными разрушать в растительном субстрате гемицеллюлозу, являющуюся связующим звеном между лигнином и целлюлозой. Применение этого способа удаления сахаров из органического заполнителя может повысить прочность древесно-цементных композиций в зависимости от продолжительности обработки в 1,5-3 раза. В качестве таких микроорганизмов предложено использовать некоторые лигнинразрушающие грибы. Эти микроорганизмы, в частности высшие базидиальные грибы белой гнили, штамм P.tigrmus-144, способны синтезировать и выделять в окружающую среду комплекс активных целлюлозолитических ферментов, разрушающих боковые цепи гемицеллюлозы, что приводит к освобождению лигнина и появлению большого количества реакционноспособных группировок как в самом лигнине, так и в полисахаридах древесины. Все это положительно влияет на физико-механические свойства и скорость твердения биокомпозита. Актуальной является и экономическая сторона процесса — стоимость исходной биологической культуры, ее сохранения и воспроизводства. С этой точки зрения использование грибов из природной белой гнили может значительно усложнить технологию строительных материалов и существенно увеличить их стоимость.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения древесно-цементной композиции по RU 93025250 А1, С 04 В 16/02, 27.10.1995, 7 с., [1], включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами — ферментацией, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение.

В изобретении решается задача получения древесно-цементной композиции на основе использования навоза как субстрата животного происхождения, содержащего микроорганизмы, способные к быстрому разрушению как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения древесно-цементной композиции, который включает предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем должно составлять 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч.

Читайте так же:
Выравнивание цементного пола цементным раствором

При содержании навоза в количестве 30-50% в смеси с древесным заполнителем в результате процесса биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в навозе, уменьшается отрицательное влияние сахаров — “цементных ядов” и достигаются необходимые строительно-технические показатели материала в отличие от использования необработанного сырья.

Добавление воды в количестве 50-70% в смесь древесного заполнителя и навоза, а также температура и продолжительность предварительной обработки смеси соответственно 40-42°С и 80-120 ч необходимы для успешного прохождения процесса жидкофазовой биоферментации. Добавление воды в меньшем количестве и меньшая продолжительность обработки не дают указанного эффекта, а добавление воды в большем чем 70% и большая продолжительность предварительной обработки чем 120 ч — существенно не улучшают достигнутые показатели. Указанный диапазон температур 40-42°С является оптимальным для деятельности микроорганизмов, содержащихся в навозе, и при меньших, а также больших значениях температуры обработки процесс биоферментации ухудшается.

Получение древесно-цементной композиции с предварительной обработкой древесного заполнителя путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, существенно отличается от известного способа. Приготовленную смесь древесного заполнителя, навоза и воды загружают в биореактор и при периодическом перемешивании производят предварительную обработку древесного заполнителя путем биоферментации микроорганизмами, содержащимися в навозе. В процессе обработки происходит быстрое разрушение как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”. Затем обработанный заполнитель смешивают с цементом и химической добавкой как в известном способе.

Данный способ позволяет использовать некондиционный древесный заполнитель, например опилки, с большим содержанием водорастворимых редуцирующих веществ для получения строительного материала с плотностью, соответствующей плотности легких бетонов, с достаточной прочностью на сжатие и при этом экономить цемент.

Ниже описано получение опилкобетона на основе цемента М 400, биологически обработанных опилок и добавки хлористого кальция.

Состав опилкобетона в расчете на 1 м 3 , кг:

Портландцемент М 500 297,5

Биологически обработанные опилки 253

Добавка хлорида кальция 5,5

Для процесса биоферментации готовили смесь из опилок (60 мас.%) и навоза (40 мас.%). Для получения смеси объемом 30 дм 3 брали 6 кг смеси, состоящей из 3,6 кг опилок и 2,4 кг навоза. Компоненты тщательно перемешивались, затем добавлялось 3 дм 3 воды, смесь снова перемешивалась, после чего загружалась в биореактор. Затем реактор настраивали на необходимую температуру и проводили обработку сырья. Процесс биоферментации длился пятеро суток при температуре 42°С. Для снабжения микроорганизмов воздухом в течение всего процесса биоферментации один раз в сутки производилось перемешивание смеси вручную в течение 10 мин. В ходе экспериментов по биоферментации растительного сырья необходимо постоянство температуры смеси.

Был выполнен анализ на содержание водорастворимых редуцирующих веществ в обработанных опилках. Содержание сахаров в опилках за счет их биоферментации снизилось более чем в два раза (с 0,7306 до 0,3608%).

После дозирования компонентов сырьевой смеси: опилок, цемента и химических добавок согласно плану эксперимента, смесь перемешивалась в лабораторном смесителе в течение 3 мин и затем уплотнялась в формах 10 см 10 см 10 см по ГОСТ 10180. Образцы твердели при комнатной температуре в течение 7 суток, после чего они взвешивались, обмерялись и высушивались при температуре 80°С до постоянной массы. Высушенные образцы взвешивались и испытывались на прочность на сжатие.

Для выявления оптимального состава опилкобетона по указанной методике готовили несколько замесов различного состава.

После определения оптимального состава биокомпозита для сравнения и выявления эффекта биологического активирования древесного заполнителя в тех же условиях и с тем же составом были изготовлены образцы на исходных опилках (контрольная серия). Испытания этих образцов производились параллельно с испытаниями опытных образцов.

Результаты испытаний образцов, изготовленных по предлагаемому способу, приведены в таблице.

В строках 1, 3, 5, 7, 9 таблицы содержание навоза в смеси с опилками составляло 30%, в строке 2 — 40%, а в остальных строках — 50%. В строках 1, 3, 5, 7, 9 таблицы добавление воды к смеси навоза и опилок производилось в количестве 70%, в остальных строках — 50%.

Способ может быть осуществлен с использованием известного оборудования. Проведенные экспериментальные испытания опытных образцов опилкобетона доказывают промышленную применимость предлагаемого способа.

Способ получения древесно-цементной композиции, включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, отличающийся тем, что предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения – навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем составляет 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч.

Читайте так же:
Мельница для цементной промышленности

способ получения древесно-цементной композиции

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. В изобретении решается задача получения древесно-цементной композиции на основе использования навоза как субстрата животного происхождения, содержащего микроорганизмы, способные к быстрому разрушению как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения древесно-цементной композиции, который включает предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем должно составлять 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч. 1 табл.

Формула изобретения

Способ получения древесно-цементной композиции, включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, отличающийся тем, что предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения – навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем составляет 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона.

Известен способ получения древесно-цементной композиции (Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. — Л.: Стройиздат, 1990), включающий приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и химических добавок — ускорителей твердения, например хлористого кальция, с последующим перемешиванием, уплотнением и твердением. Среди составляющих древесины наиболее вредное воздействие на прочность этих композиций оказывают легкорастворимые моно- и дисахариды, а также часть гемицеллюлозы, способная в определенных условиях превратиться в эти сахара. В щелочной среде цементного раствора гемицеллюлоза частично гидролизуется и переходит в водорастворимые сахара, которые в значительной степени и замедляют процесс твердения цемента. Для уменьшения отрицательного влияния водорастворимых экстрактивных и легкогидролизуемых веществ на прочность древесно-цементных композиций в известном способе производится предварительная обработка древесного заполнителя с помощью химических добавок — “минерализаторов”. Предложенный способ “минерализации” древесного заполнителя предусматривает достаточно сложные технологические процессы, требующие многоступенчатой обработки заполнителя различными химикатами с последующим кипячением или промывкой, выдержки для стабилизации в силосах или сушки и др. Из многочисленных добавок, опробованных в отечественной и зарубежной практике, применяются чаще всего хлористый кальций и жидкое стекло. Однако этот способ не позволяет получать изделия с достаточными для строительного материала физико-механическими свойствами, особенно в случае использования некондиционного древесного заполнителя, например, такого как отходы деревообрабатывающей промышленности — опилки.

Известен способ получения древесно-цементной композиции (Соломатов В.И., Черкасов В.Д. Создание строительных биокомпозитов из древесного и другого растительного сырья (сообщения 1 и 2). //Известия вузов. Строительство, 1997, №1-3), включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, способными разрушать в растительном субстрате гемицеллюлозу, являющуюся связующим звеном между лигнином и целлюлозой. Применение этого способа удаления сахаров из органического заполнителя может повысить прочность древесно-цементных композиций в зависимости от продолжительности обработки в 1,5-3 раза. В качестве таких микроорганизмов предложено использовать некоторые лигнинразрушающие грибы. Эти микроорганизмы, в частности высшие базидиальные грибы белой гнили, штамм P.tigrmus-144, способны синтезировать и выделять в окружающую среду комплекс активных целлюлозолитических ферментов, разрушающих боковые цепи гемицеллюлозы, что приводит к освобождению лигнина и появлению большого количества реакционноспособных группировок как в самом лигнине, так и в полисахаридах древесины. Все это положительно влияет на физико-механические свойства и скорость твердения биокомпозита. Актуальной является и экономическая сторона процесса — стоимость исходной биологической культуры, ее сохранения и воспроизводства. С этой точки зрения использование грибов из природной белой гнили может значительно усложнить технологию строительных материалов и существенно увеличить их стоимость.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ получения древесно-цементной композиции по RU 93025250 А1, С 04 В 16/02, 27.10.1995, 7 с., [1], включающий предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами — ферментацией, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение.

В изобретении решается задача получения древесно-цементной композиции на основе использования навоза как субстрата животного происхождения, содержащего микроорганизмы, способные к быстрому разрушению как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”.

Читайте так же:
Отличие дентина от цемента

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения древесно-цементной композиции, который включает предварительную обработку древесного заполнителя микроорганизмами, приготовление сырьевой смеси, состоящей из цемента, древесного заполнителя, воды и ускорителя твердения — добавки хлористого кальция, перемешивание, уплотнение и твердение, предварительную обработку древесного заполнителя производят путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, причем содержание навоза в смеси с древесным заполнителем должно составлять 30-50% по массе, в смесь древесного заполнителя и навоза добавляют 50-70% воды, а процесс биоферментации ведут при температуре 40-42°С в течение 80-120 ч.

При содержании навоза в количестве 30-50% в смеси с древесным заполнителем в результате процесса биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в навозе, уменьшается отрицательное влияние сахаров — “цементных ядов” и достигаются необходимые строительно-технические показатели материала в отличие от использования необработанного сырья.

При содержании навоза в меньшем количестве указанный эффект не наблюдается, а в большем чем 50% — существенно не улучшаются достигнутые показатели.

Добавление воды в количестве 50-70% в смесь древесного заполнителя и навоза, а также температура и продолжительность предварительной обработки смеси соответственно 40-42°С и 80-120 ч необходимы для успешного прохождения процесса жидкофазовой биоферментации. Добавление воды в меньшем количестве и меньшая продолжительность обработки не дают указанного эффекта, а добавление воды в большем чем 70% и большая продолжительность предварительной обработки чем 120 ч — существенно не улучшают достигнутые показатели. Указанный диапазон температур 40-42°С является оптимальным для деятельности микроорганизмов, содержащихся в навозе, и при меньших, а также больших значениях температуры обработки процесс биоферментации ухудшается.

Получение древесно-цементной композиции с предварительной обработкой древесного заполнителя путем биоферментации с помощью микроорганизмов, содержащихся в субстрате животного происхождения — навозе, существенно отличается от известного способа. Приготовленную смесь древесного заполнителя, навоза и воды загружают в биореактор и при периодическом перемешивании производят предварительную обработку древесного заполнителя путем биоферментации микроорганизмами, содержащимися в навозе. В процессе обработки происходит быстрое разрушение как моно- и олиго-, так и полисахаридов типа гемицеллюлозы, что приводит к удалению из древесного заполнителя нежелательных углеводов, так называемых “цементных ядов”. Затем обработанный заполнитель смешивают с цементом и химической добавкой как в известном способе.

Данный способ позволяет использовать некондиционный древесный заполнитель, например опилки, с большим содержанием водорастворимых редуцирующих веществ для получения строительного материала с плотностью, соответствующей плотности легких бетонов, с достаточной прочностью на сжатие и при этом экономить цемент.

Ниже описано получение опилкобетона на основе цемента М 400, биологически обработанных опилок и добавки хлористого кальция.

Состав опилкобетона в расчете на 1 м 3 , кг:

Портландцемент М 500 297,5

Биологически обработанные опилки 253

Добавка хлорида кальция 5,5

Для процесса биоферментации готовили смесь из опилок (60 мас.%) и навоза (40 мас.%). Для получения смеси объемом 30 дм 3 брали 6 кг смеси, состоящей из 3,6 кг опилок и 2,4 кг навоза. Компоненты тщательно перемешивались, затем добавлялось 3 дм 3 воды, смесь снова перемешивалась, после чего загружалась в биореактор. Затем реактор настраивали на необходимую температуру и проводили обработку сырья. Процесс биоферментации длился пятеро суток при температуре 42°С. Для снабжения микроорганизмов воздухом в течение всего процесса биоферментации один раз в сутки производилось перемешивание смеси вручную в течение 10 мин. В ходе экспериментов по биоферментации растительного сырья необходимо постоянство температуры смеси.

Был выполнен анализ на содержание водорастворимых редуцирующих веществ в обработанных опилках. Содержание сахаров в опилках за счет их биоферментации снизилось более чем в два раза (с 0,7306 до 0,3608%).

После дозирования компонентов сырьевой смеси: опилок, цемента и химических добавок согласно плану эксперимента, смесь перемешивалась в лабораторном смесителе в течение 3 мин и затем уплотнялась в формах 10 см 10 см 10 см по ГОСТ 10180. Образцы твердели при комнатной температуре в течение 7 суток, после чего они взвешивались, обмерялись и высушивались при температуре 80°С до постоянной массы. Высушенные образцы взвешивались и испытывались на прочность на сжатие.

Для выявления оптимального состава опилкобетона по указанной методике готовили несколько замесов различного состава.

После определения оптимального состава биокомпозита для сравнения и выявления эффекта биологического активирования древесного заполнителя в тех же условиях и с тем же составом были изготовлены образцы на исходных опилках (контрольная серия). Испытания этих образцов производились параллельно с испытаниями опытных образцов.

Результаты испытаний образцов, изготовленных по предлагаемому способу, приведены в таблице.

В строках 1, 3, 5, 7, 9 таблицы содержание навоза в смеси с опилками составляло 30%, в строке 2 — 40%, а в остальных строках — 50%. В строках 1, 3, 5, 7, 9 таблицы добавление воды к смеси навоза и опилок производилось в количестве 70%, в остальных строках — 50%.

Способ может быть осуществлен с использованием известного оборудования. Проведенные экспериментальные испытания опытных образцов опилкобетона доказывают промышленную применимость предлагаемого способа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector