Результат интеллектуальной деятельности: Способ изготовления известняковых стеновых строительных материалов

Техническое решение относится к производству строительных материалов, а именно к способам изготовления известняковых строительных материалов, и может быть использовано для изготовления стеновых материалов.

Известен способ производства композитных карбонизированных изделий (патент №90407 (UA)), включающий формование изделий из формовочной массы прессованием под давлением 50-150 кгс/см², карбонизацию углекислым газом, последующее твердение изделий, формовочную массу готовят на основе гашенной извести и карбонатного наполнителя, в виде которого используют отходы камнедобычи известняков фракцией до 5 мм.

Недостатком этой технологии является:

использование в составе формовочной массы энергоемкого компонента - извести, что приводит к повышению стоимости изделий и снижению их конкурентоспособности. Кроме того, использование тонкодисперсной извести требует тщательного перемешивания формовочной смеси, что усложняет технологию производства стеновых строительных материалов.

Известен способ производства стеновых материалов на основе отходов дробления горных пород (патент №62254 UA, опубл. 25.08.2011 г. Бюл. №16). Способ включает предварительное смешивание вяжущего с отходами горной породы, предварительно измельченных, смешивание сырья на первой стадии осуществляют в высокоскоростном смесителе при скорости вращения лопастей смесителя 1300-1400 об/мин в течение 1-2 мин, а затем активизацию ультразвуковым воздействием мощностью 20-25 Вт/см² в течение 5-8 сек, формование и твердение изделий.

Недостатками способа являются: использование вяжущего, что приводит к удорожанию стеновых материалов, сложность и энергоемкость технологии, связанная с использованием ультразвукового воздействия, снижает производительность технологического процесса.

В качестве прототипа выбран способ изготовления строительных изделий из известняка (авт. св-во SU №726053, опубл. 05.04.80. Бюл. №13). Способ включает увлажнение, прессование и карбонизацию, предусматривает сначала обжиг известняка до содержания активной окиси кальция и окиси магния 10-90% в продукте обжига, затем выделяют фракции 5-2,5 и 1,25-0,14 мм из продукта обжига и смешивают их в соотношении 3:1 - 1:3 с последующим смешением фракций ≤0,14.

Недостатком способа является сложность его реализации и энергоемкость технологии.

Задачей технического решения является упрощение способа получения строительного стенового материала, снижение энергоемкости технологии, увеличение объема перерабатываемого известняка и получение материалов с высокими физико-механическими характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления известняковых стеновых строительных материалов включает увлажнение и прессование изделий из известняка, карбонизацию в газовой среде, формовочную смесь перед увлажнением декарбонизируют путем механоактивации до содержания 0,2-2,5% окиси кальция, а карбонизацию осуществляют в газовой среде, содержащей 30-50% углекислого газа.

Техническим результатом изобретения является получение высоких физико-механических характеристик изделий, обеспеченных за счет механоактивации формовочной смеси.

Признаками изобретения, которые совпадают с признаками прототипа, являются наличие в способе изготовления известняковых стеновых строительных материалов увлажнения и прессования изделий из известняка, карбонизация в газовой среде.

Отличительными признаками технического решения являются: декарбонизация путем механоактивации формовочной смеси до содержания 0,2-2,5% окиси кальция, карбонизация отпрессованных изделий в газовой среде, содержащей 30-50% углекислого газа.

Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает технический результат.

Способ осуществляется следующим образом.

Формовочную смесь, содержащую известняк в сухом состоянии и воду при следующем соотношении компонентов, масс. % - 93-95, вода - остальное, измельчают путем механоактивации, например, в ударно-роторной мельнице до содержания окиси кальция 0,2-2,5%, увлажняют, затем прессуют при давлении 50-150 кг/см² и подвергают карбонизации в газовой среде, содержащей 30-50% углекислого газа, например, в карбонизационной камере. В результате получают стеновой строительный материал с повышенными физико-механическими характеристиками. Прочность полученных материалов составляет не менее 15-30 МПа.

Примеры

Пример 1. Соотношение компонентов, масс. %: известняк - 93, вода - 7. Измельчение проводят до содержания окиси кальция 0,2%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 30%. Прессуют при давлении 50 кг/см². Прочность полученного материала составляет 15 МПа.

При измельчении до содержания окиси кальция в формовочной смеси менее 0,2% и карбонизации с содержанием углекислого газа менее заявленных примеров прочность полученного строительного материала составляет 12 МПа.

Пример 2. Соотношение компонентов, масс. %: известняк - 94, вода - 6. Измельчение проводят до содержания окиси кальция 1,5%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 40%. Прессуют при давлении 100 кг/см². Прочность полученного материала составляет 20 МПа.

Пример 3. Соотношение компонентов, масс. %: известняк - 95, вода - 5. Измельчение проводят до содержания окиси кальция 2,5%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 50%. Прессуют при давлении 150 кг/см². Прочность полученного материала составляет 30 МПа.

При измельчении до содержания окиси кальция в формовочной смеси более 2,5% и карбонизации с содержанием углекислого газа более заявленных примеров трудно достижимо осуществить процесс механоактивации, кроме того, технологический процесс энергетически не выгоден.

Заявленное решение обеспечивает упрощение способа получения строительного стенового материала, снижение энергоемкости технологии, увеличение объема перерабатываемого известняка и получение материалов с высокими физико-механическими характеристиками. Физико-механические характеристики полученных материалов находятся на достаточно высоком уровне и пригодны для возведения несущих конструкций.