Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства строительных материалов

Изобретение может быть использовано в строительстве, природопользовании, а в частности в области переработки отходов.

Известны разработки различных авторов по данному вопросу (например, Федоркин С.И., Лазарева Т.Α., Муталибова Г.К., Калдыбаев Н.Α., Джакупов К.К. и др.). В работе Л.И. и О.Л. Дворкиных Строительные материалы из отходов промышленности: учебно-справочное пособие / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 368 с. рассмотрены основные направления применения отходов промышленности и городского хозяйства в производстве строительных материалов, а также пути экономии материальных и энергетических ресурсов, за счет использования этого вида минерального и органического сырья. Данная разработка принята за прототип.

Недостатками прототипа являются предварительные невысокие прочностные качества вследствие применения бытового оборудования для производства стеновых блоков.

Задачами, на решение которых направлено изобретение являются повышение прочности, долговечности, теплоизоляции строительных материалов, снижение стоимости строительства за счет переработки техногенных отходов.

Указанные технические задачи достигаются посредством способа производства строительных материалов, включающих смешивание отходов пиления известняков-ракушечников, цемента и воды, дозирование смеси в пресс-форму, прессование, отличающийся тем, что перед смешиванием отходы пиления известняков-ракушечников классифицируют по крупности, для смешивания используют мелкие до 5 мм и крупные более 5 мм фракции отходы, в качестве цемента применяют портландцемент, смешивание компонентов смеси осуществляют в бетоносмесителе в соотношении 1:7:0,5, соответственно, перед дозированием смеси в пресс форму осуществляют подачу полученного раствора из бетоносмесителя в основной бункер вибропресса, осуществляют вибропрессование с последующим выталкиванием отформованного изделия на поддон, выдержку отформованных изделий на поддонах при температуре 20°C и относительной влажности воздуха 90-95% в течение 12-14 ч., по истечении 24 ч. выдержки изделия транспортируют на склад готовой продукции для формирования штабелей.

На первоначальном этапе отходы, как природные, так и из отходов добычи и пиления известняка классифицируют по следующим признакам: плотности; происхождению; крупности зерен; характеру формы зерен.

По плотности отходы пиления известняков-ракушечников можно отнести как к плотным (нерудные строительные материалы, щебень и песок из отходов промышленности), если плотность зерен составляет свыше 2,0 г/см³ и к пористым (пористые заполнители) если плотность зерен - до 2,0 г/см³.

По происхождению отходы пиления известняков-ракушечников также подразделяют на природные (из попутно добываемых пород) и из отходов добычи и пиления известняка.

В зависимости от крупности зерен отходы пиления известняков-ракушечников подразделяют на крупные(свыше 5 мм - щебень и гравий) и мелкие(до 5 мм - песок).

По характеру формы зерен отходы пиления известняков-ракушечников относятся к материалам, имеющим угловатую (неправильную) форму, получаемые в результате добычи и переработки горных пород.

Далее методом объемного вибропрессования, позволяющим получить однородные структуры уплотненных бетонов на плотных и пористых заполнителях, с требуемыми физико-механическими характеристиками, с высоким качеством поверхности камней, достигать снижения расхода вяжущего (цемента, гипса и др.),осуществляется переработка карбонатных отходов с получением сопутствующей строительной продукции (стеновые и фундаментные блоки, тротуарная плитка, облицовочный камень).

Технологический процесс объемного вибропрессования заключается в следующем:

Первым этапом является загрузка, а затем смешивание сырьевых материалов, таких как портландцемент, мелкие (до 5 мм) и крупные (свыше 5 мм) фракции отходов пиления известняков-ракушечников, вода, при необходимости пигменты и модификаторы, в бетоносмесителе в соотношении 1:7:0,5. Производители преимущественно используют гравитационные бетоносмесители, либо бетоносмесители принудительного действия. Причем последние наиболее предпочтительны, так как в них предусмотрены подвижные лопасти, обеспечивающие более тщательное смешивание исходных материалов.

Затем из бетоносмесителя раствор подается в основной бункер вибропресса, откуда он дозируется непосредственно в матрицу (пресс-форму). На данном этапе и осуществляются процессы, определяющие сущность технологии вибропрессования: пуансон (деталь, повторяющая форму матрицы и точно входящая в матрицу), давит на смесь сверху до ее полного уплотнения; одновременно с уплотнением происходит вибрация за счет работы вибростола и в конце цикла матрица и пуансон поднимаются, а на поддон выталкивается уже сформованное изделие.

Отформованные изделия на поддонах выдерживаются при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 90-95% в течение 12-14 часов. Через 24 часа выдержки изделия транспортируют на склад готовой продукции для формирования штабелей.

Минимально необходимый перечень машин и оборудования:

1. Экскаватор-погрузчик (Объем ковша: 0,19 м3; Максимальная глубина копания: 5,29 м).

2. Самосвал (Грузоподъемность: 13000 кг; Объем платформы: 6,6, куб. м).

3. Вибросито (Производительность: от 5 куб. м/час)

4. Бетоносмеситель гравитационного типа (Емкость смесителя: 130 л).

5. Вибростанок (Производительность: от 500 строительных блоков в смену).

Данная технология позволяет получить стеновые и фундаментные блоки путем подбора и переработки техногенных отходов. Причем заполнители из известняков-ракушечников, могут использоваться в бетонных и железобетонных изделиях для гражданского и промышленного строительства. Замена в бетонах кварцевого или дробленого керамзитового песка пористым песком из отходов камнепиления снижает стоимость бетона, а в ряде случаев и его расход.