[LT] Išradimas priklauso statybos sričiai, tiksliau termoizoliaciniams kompozitams ir iš jų pagamintų statybinių elementų gamybos būdams. Į konstrukcinį termoizoliacinį kompozitą, apimantį kanapių spalių užpildą, organinį sapropelį ir vandenį, papildomai pridėtas armuojantis celiuliozės pluoštas, esant tokiam komponentų santykiui, masės %, skaičiuojant komponentuose esančių sausųjų medžiagų kiekius: kanapių spalių užpildas; 45 - 67 % sapropelis 3 - 6 % armuojantis celiuliozės pluoštas; 10 - 20 %; vanduo 20 - 29 %. Statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būde, kuris apima formavimo mišinio iš kanapių spalių užpildo, organinio sapropelio ir vandens paruošimą, jo išmaišymą iki homogeniškos masės, supylimą į formą, formavimą, kietinimą, išėmimą iš formos ir džiovinimą, prieš formavimo mišinio paruošimą kanapių spalius išsijoja iki 2,5 - 20 mm dydžio dalelių, po to pirmu žingsniu sapropelį pertrina iki homogeniškos masės, antru žingsniu papildomai pridėtą armuojantį celiuliozės pluoštą disperguoja vandenyje iki homogeniškos masės, trečiu žingsniu pertrintą sapropelį ir disperguotą armuojantį celiuliozės pluoštą sumaišo iki homogeniškos masės, ketvirtu žingsniu prideda paruoštą kanapių spalių užpildą, po to formavimo mišinį, kuriame kanapių spalių užpildo yra 45 - 67 %, sapropelio 3 - 6 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 10 - 20 %, vandens 20 - 29 %,išmaišo iki homogeniškos masės, penktu žingsniu supila į formą ir presuoja iki 20 - 60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo, užfiksuoja, po to formą su formavimo mišiniu įdeda į terminio apdorojimo įrenginį ir kietina 160 - 190 oC temperatūroje 24 - 36 valandas.
[EN] The invention belongs to building area, precisely, thermal insulating composites and their manufacturing methods of building elements from them, where the renewable resources are used and higher ecological and thermal insulating requirements are defined. Aim of the investigation is to improve mechanical and thermal insulating properties.Thermal insulating-structural composite consists of aggregate of hemp shives, organic sapropel and water, additionally a reinforcing cellulose fibre with ratio of components by mass % is added, when quantities of components are calculated by dry material mass:Aggregate of hemp shives45 – 67 % Sapropel 3 – 6 % Reinforcing cellulose fibre10 – 20 %Water20 – 29 % In the manufacturing method of building elements from insulating-structural composite, which involves preparation of forming mixture from hemp shives aggregate, organic sapropel and water, it’s mixing to the homogeneous mass, pouring in to the mould, moulding, hardening, demoulding and drying. Before the preparation of forming mixture, hemp shives are sieved up to 2.5 – 20 mm sized particles. After this, first step is straining of sapropel to the homogenous mass. Second step is dispersion in water of additionally added reinforcing cellulose fibre. Third step is mixing of strained sapropel and dispersed reinforcing cellulose fibre to the homogeneous mass. Fourth step is addition of prepared hemp shives aggregate, then forming mixture, where the quantity of hemp shives aggregate is 45 - 67 %, sapropel – 3 – 6 %, reinforcing cellulose fibre – 10 – 20 %, water – 20 – 29 %, is mixed to the homogenous mass. Fifth step is pouring the forming mixture in to the mould and compressing it up to 20 – 60 % of reduction of forming mixture volume, fixing the compressed forming mixture, then the mould with forming mixture is put in to the heat treatment equipment and hardened in the temperature of 160-190oC for 24 - 36 hours.
[0001] Išradimas priklauso statybos sričiai, tiksliau termoizoliaciniams kompozitams ir iš jų pagamintų statybinių elementų gamybos būdams, kai naudojami vietiniai ištekliai ir keliami ekologiškumo ir padidintos šilumos izoliacijos reikalavimai.
[0002] Yra žinomas konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas, apimantis kanapių spalių užpildą, organinį sapropelį ir vandenį. Žinomo kompozito sudėtyje kanapių spalių užpildo santykis su sapropeliu yra 2,1-5,1 (žiūr. Stanislavs Pleikšnis, Ilze Dovgialo. Thermal insulation materials from sapropel and hemp shives (Cannabis Sativa L.). Environment. Technology, Resources. Proceedings of the 9th International Scientific and Practical Conference, 2013:57-61). Šis kompozitas nepasižymi pakankamai geromis mechaninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis, kompozitą reikia apsaugoti nuo tiesioginio drėgmės poveikio, dėl to ir pablogėja mechaninės ir eksploatacinės savybes bei sukuriamos palankios sąlygos pelėsio susidarymui, kuris gali jį pažeisti.
[0003] Taip pat žinomas statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būdas, apimantis formavimo mišinio iš kanapių spalių užpildo, sapropelio ir vandens paruošimą, jo išmaišymą iki homogeniškos masės, supylimą į formą, formavimą, kietinimą, išėmimą iš formos ir džiovinimą. Žinomame būde buvo kietinama laboratorijos sąlygomis 3-5 dienas. Išėmus iš formos buvo džiovinama 3-4 savaites. (žiūr. Stanislavs Pleikšnis, Ilze Dovgialo. Thermal insulation materials from sapropel and hemp shives (Cannabis Sativa L.). Environment. Technology, Resources. Proceedings of the 9th International Scientific and Practical Conference, 2013:57-61). Šis būdas nepasižymi geromis technologinėmis savybėmis, nes džiovinimo laikas gana ilgas – 3-4 savaitės. Šiuo būdu pagaminti statybiniai elementai nepasižymi pakankamai geromis mechaninėmis ir eksploatacinėmis savybėmis.
[0004] Išradimo tikslas yra sukurti konstrukcinį termoizoliacinį kompozitą ir iš jo pagamintus statybinius elementus su geromis mechaninėmis, termoizoliacinėmis bei akustinėmis savybėmis, lengvai apdorojamus pasižyminčius optimaliu gniuždymo stiprio/šilumos laidumo koeficiento santykiu.
[0005] Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad į konstrukcinį termoizoliacinį kompozitą, apimantį augalinės kilmės užpildą, (naudojamas kanapių spalių užpildas), organinį sapropelį ir vandenį, papildomai pridėtas armuojantis celiuliozės pluoštas, esant tokiam komponentų santykiui, masės %, skaičiuojant komponentuose esančių sausųjų medžiagų kiekius:
[0006] kanapių spalių užpildas45 – 67 %
[0007] sapropelis 3 – 6 %
[0008] armuojantis celiuliozės pluoštas 10 – 20 %
[0009] vanduo 20 – 29 %
[0010] Taip pat šis tikslas pasiekiamas tuo, kad minėto kanapių spalių užpildo dalelės yra 2,5-20 mm dydžio.
[0011] Taip pat šis tikslas pasiekiamas tuo, kad minėtas sapropelis yra 60 – 95 % drėgnio.
[0012] Taip pat šis tikslas pasiekiamas tuo, kad kaip armuojantį celiuliozės pluoštą naudoja popieriaus pramonės gamybos atliekas, o popieriaus pramonės gamybos atliekos yra popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekos.
[0013] Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad pagal statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būdą, apimantį formavimo mišinio iš kanapių spalių užpildo, organinio sapropelio ir vandens paruošimą, jo išmaišymą iki homogeniškos masės, supylimą į formą, formavimą, kietinimą, išėmimą iš formos ir džiovinimą, prieš formavimo mišinio paruošimą kanapių spalius išsijoja iki 2,5 – 20 mm dydžio dalelių, po to pirmu žingsniu sapropelį pertrina iki homogeniškos masės, antru žingsniu papildomai pridėtą armuojantį celiuliozės pluoštą disperguoja vandenyje iki homogeniškos masės, trečiu žingsniu pertrintą sapropelį ir disperguotą armuojantį celiuliozės pluoštą sumaišo iki homogeniškos masės, ketvirtu žingsniu prideda paruoštą kanapių spalių užpildą, po to formavimo mišinį, kuriame kanapių spalių užpildo yra 45 – 67 %, sapropelio – 3 – 6 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 10 – 20 %, vandens 20 – 29 %, išmaišo iki homogeniškos masės, penktu žingsniu supila į formą ir presuoja iki 20 – 60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo, užfiksuoja, po to formą su formavimo mišiniu įdeda į terminio apdorojimo įrenginį ir kietina 160 – 190 oC temperatūroje 24 – 36 valandas.
[0014] Taip pat šis tikslas pasiekiamas tuo, kad 3-4 valandas kietina 188-190 oC temperatūroje, toliau per 1-3 valandas temperatūrą sumažina iki 160-162 oC temperatūros ir kietina 20-29 valandas.
[0015] Taip pat šis tikslas pasiekiamas tuo, kad kanapių spalius išsijoja iki 2,5-5 mm dydžio dalelių, kurių masė formavimo mišinyje yra 58- 66 %, sapropelio – 4-6 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 10-13 %, vandens – 20-23 %, presuoja iki 30-40 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo ir tuo, kad kanapių spalius išsijoja iki 10-20 mm dydžio dalelių, kurių masė formavimo mišinyje yra 46-52 %, sapropelio – 3-5 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 18- 20 %, vandens – 27-29 %, presuoja iki 50-60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo.
[0016] Optimalūs komponentų, įeinančių į konstrukcinį termoizoliacinį kompozitą, kiekiai ir optimalūs statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būdo parametrai nustatyti atliekant eksperimentus.
[0017] Pluoštinių kanapių (Canabis sativa L) spaliai yra atlieka, gaunama atskyrus pluoštą, kuris naudojamas tekstilės ir kitose srityse.
[0018] Sapropelis – koloidinės sandaros skystus drebučius primenančios nuosėdos, esančios gėlavandeniuose vandens telkiniuose.
[0019] Armuojantis celiuliozės pluoštas yra popieriaus pramonės gamybos atliekos, būtent, popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekos, turinčios smulkią pluoštinę struktūrą.
[0020] Išradime pateikiamas konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas yra iliustruojamas pavyzdžiais.
[0021] 1 konstrukcinio termoizoliacinio kompozito pavyzdys
[0022] Konstrukcinio termoizoliacinio kompozito kompozicijos sudėtis masės ( tokia: kanapių spalių užpildas, kurio dalelių dydis 2,5 – 5 mm – 64 %, 85% drėgnio sapropelis – 6 % (sausųjų medžiagų), armuojantis celiuliozės pluoštas (popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekos) – 10 % (sausųjų medžiagų), vanduo – 20 %. Šios sudėties kompozitas tinka termoizoliacinių-akustinių statybinių elementų gamybai.
[0023] 2 konstrukcinio termoizoliacinio kompozito pavyzdys
[0024] Konstrukcinio termoizoliacinio kompozito kompozicijos sudėtis masės ( tokia: kanapių spalių užpildas, kurio dalelių dydis 10 – 20 mm – 48 %, 90% drėgnio sapropelis – 4 % (sausųjų medžiagų), armuojantis celiuliozės pluoštas (popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekos)– 19 % (sausųjų medžiagų), vanduo – 29 %. Šios sudėties kompozitas tinka konstrukcinių elementų gamybai.
[0025] Išradime pateikiamas statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būdas yra iliustruojami pavyzdžiais.
[0026] 1 statybinių elementų (termoizoliacinių – akustinių) gamybos būdo pavyzdys
[0027] Prieš formavimo mišinio paruošimą kanapių spalius išsijoja iki 2,5 – 5 mm dydžio dalelių, po to pirmu žingsniu sapropelį (85 % drėgnio) pertrina iki homogeniškos masės, antru žingsniu papildomai pridėtą armuojantį celiuliozės pluoštą (popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekas) disperguoja vandenyje iki homogeniškos masės, trečiu žingsniu pertrintą sapropelį ir vandenyje disperguotą armuojantį celiuliozės pluoštą sumaišo iki homogeniškos masės, ketvirtu žingsniu prideda paruoštą kanapių spalių užpildą. Po to formavimo mišinį, kuriame yra kanapių spalių užpildo – 64 %, sapropelio – 6 % (skaičiuojant sausųjų medžiagų masę), armuojančio celiuliozės pluošto – 10 % (skaičiuojant sausųjų medžiagų masę) ir vandens – 20 % išmaišo iki homogeniškos masės, penktu žingsniu supila į metalines formas, uždeda metalinę plokštę, kurios matmenys atitinka formos matmenis ir presu presuoja iki 40 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo, užfiksuoja metaliniais fiksatoriais, po to formą su formavimo mišiniu įdeda į terminio apdorojimo įrenginį - ventiliuojamą džiovinimo krosnį ir kietina 3 valandas 190 oC temperatūroje. Per 2 valandas temperatūra sumažina iki 160 oC temperatūros ir kietina 21 valandą. Toliau išima iš formos džiovina ventiliuojamoje džiovinimo krosnyje iki pastovios masės. Pagal poreikius supjausto į norimo dydžio elementus. Taip pagamina termoizoliacinius – akustinius statybos elementus.
[0028] 2 statybinių elementų (konstrukcinių) gamybos būdo pavyzdys
[0029] Prieš formavimo mišinio paruošimą kanapių spalius išsijoja iki 10-20 mm dydžio dalelių, po to pirmu žingsniu sapropelį (90 % drėgnio) pertrina iki homogeniškos masės, antru žingsniu papildomai pridėtą armuojantį celiuliozės pluoštą (popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekas) disperguoja vandenyje iki homogeniškos masės, trečiu žingsniu pertrintą sapropelį ir vandenyje disperguotą armuojantį celiuliozės pluoštą sumaišo iki homogeniškos masės, ketvirtu žingsniu prideda paruoštą kanapių spalių užpildą. Po to formavimo mišinį, kuriame yra kanapių spalių užpildo – 48 %, sapropelio – 4 % (skaičiuojant sausųjų medžiagų masę), armuojančio celiuliozės pluošto – 19 % (skaičiuojant sausųjų medžiagų masę) ir vandens – 29 % išmaišo iki homogeniškos masės, penktu žingsniu supila į metalines formas, uždeda metalinę plokštę, kurios matmenys atitinka formos matmenis ir presu presuoja iki 60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo, toliau analogiškai 1 pavyzdžiui.
[0030] Statybinių elementų fizikiniai, mechaniniai rodikliai pateikti 1 lentelėje.
[0031] 1 lentelė
[0032]
[0033] Pareikštas konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas ir iš jo pagaminti statybiniai elementai pasižymi geromis mechaninėmis ir eksploatacinėmis bei akustinėmis savybėmis, atitinka padidintus mechaninius, šiluminės varžos bei garso sugerties reikalavimus, turi gerą gniuždymo stiprio/šilumos laidumo koeficiento santykį. Taip pat yra ekologiški, galimas antrinis panaudojimas. Termoizoliaciniai akustiniai elementai gali būti panaudoti mažaaukščių ir daugiaaukščių pastatų išorinių konstrukcijų termoizoliacinio sluoksnio įrengimui, vidinių pertvarų garsą sugeriančio sluoksnio įrengimui, garsą sugeriančių lubų įrengimui. Konstrukciniai elementai gali būti naudojami daugiasluoksnių elementų ir baldų plokščių gamybai.
1. Konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas, apimantis kanapių spalių užpildą, organinį sapropelį ir vandenį, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad dar apima armuojantį celiuliozės pluoštą, esant tokiam komponentų santykiui, masės %, skaičiuojant komponentuose esančių sausųjų medžiagų kiekius:
kanapių spalių užpildas45 – 67 %
sapropelis 3 – 6 %
armuojantis celiuliozės pluoštas 10 – 20 %
vanduo 20 – 29 %.
2. Konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėto kanapių spalių užpildo dalelės yra 2,5-20 mm dydžio.
3. Konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas pagal 1 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėtas sapropelis yra 60 – 95 % drėgnio.
4. Konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kaip armuojantį celiuliozės pluoštą naudoja popieriaus pramonės gamybos atliekas.
5. Konstrukcinis termoizoliacinis kompozitas pagal 4 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad popieriaus pramonės gamybos atliekos yra popieriaus pramonės vandens filtravimo filtrų atliekos.
6. Statybinių elementų iš konstrukcinio termoizoliacinio kompozito gamybos būdas, apimantis formavimo mišinio iš kanapių spalių užpildo, organinio sapropelio ir vandens paruošimą, jo išmaišymą iki homogeniškos masės, supylimą į formą, formavimą, kietinimą, išėmimą iš formos ir džiovinimą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad prieš formavimo mišinio paruošimą kanapių spalius išsijoja iki 2,5 – 20 mm dydžio dalelių, po to pirmu žingsniu sapropelį pertrina iki homogeniškos masės, antru žingsniu papildomai pridėtą armuojantį celiuliozės pluoštą disperguoja vandenyje iki homogeniškos masės, trečiu žingsniu pertrintą sapropelį ir disperguotą armuojantį celiuliozės pluoštą sumaišo iki homogeniškos masės, ketvirtu žingsniu prideda paruoštą kanapių spalių užpildą, po to formavimo mišinį, kuriame kanapių spalių užpildo yra 45 – 67 %, sapropelio – 3 – 6 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 10 – 20 %, vandens 20 – 29 %, išmaišo iki homogeniškos masės, penktu žingsniu supila į formą ir presuoja iki 20 – 60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo, užfiksuoja, po to formą su formavimo mišiniu įdeda į terminio apdorojimo įrenginį ir kietina 160 – 190 oC temperatūroje 24 – 36 valandas.
7. Būdas pagal 6 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad 3-4 valandas kietina 188-190 oC temperatūroje, toliau per 1-3 valandas temperatūrą sumažina iki 160-162 oC temperatūros ir kietina 20-29 valandas.
8. Būdas pagal 6, 7 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kanapių spalius išsijoja iki 2,5-5 mm dydžio dalelių, kurių masė formavimo mišinyje yra 58- 66 %, sapropelio – 4-6 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 10-13 %, vandens – 20-23 %, presuoja iki 30-40 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo.
9. Būdas pagal 6, 7 punktus, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad kanapių spalius išsijoja iki 10-20 mm dydžio dalelių, kurių masė formavimo mišinyje yra 46-52 %, sapropelio – 3-5 %, armuojančio celiuliozės pluošto – 18- 20 %, vandens – 27-29 %, presuoja iki 50-60 % formavimo mišinio tūrio sumažėjimo.
10. Termoizoliacinis-akustinis statybinis elementas, pagamintas būdu pagal 7 punktą.
11. Konstrukcinis statybinis elementas, pagamintas būdu pagal 8 punktą.