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.

В качестве прототипа выбран способ производства стеновых материалов на основе отходов дробления горных пород (патент №62254 UA, опубл. 25.08.2011 г., Бюл. №16). Способ включает предварительную 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 прототипа являются: использование вяжущего, что приводит к удорожанию стеновых материалов, сложность и энергоемкость технологии, связанная с использованием ультразвукового воздействия снижает производительность технологического процесса.

Задачей технического решения является увеличение объема перерабатываемого известняка и получение материалов с высокими физико-механическими характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что способе изготовления известняковых стеновых строительных материалов, включающем измельчение формовочной массы, содержащей известняк и воду, увлажнение и прессование изделий, дополнительно на формовочную смесь воздействуют сжатием и сдвигом до получения размера частиц смеси менее 1 мм и содержания оксида кальция 0,05-0,1%, а затем воздействуют ударным нагружением со скоростью 200-300 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 2,5-5,0%, затем увлажняют и отпрессованные изделия карбонизируют в газовой среде, содержащей 30-50% углекислого газа.

Техническим результатом изобретения является получение высоких физико-механических характеристик изделий, обеспеченных за счет осуществления воздействия на известняк.

Признаками изобретения, которые совпадают с признаками прототипа, являются наличие в способе изготовления известняковых стеновых строительных материалов, измельчение формовочной массы, включающей известняк, увлажнение и прессование изделий.

Отличительными признаками технического решения являются:

воздействие на формовочную смесь сжатием и сдвигом до получения размера частиц смеси менее 1 мм и содержания оксида кальция 0,05-0,1%,

воздействие ударным нагружением со скоростью 200-300 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 2.5-5,0%.

увлажнение смеси,

карбонизацию отпрессованных изделий в газовой среде, содержащей 30-50% углекислого газа.

Изобретательский уровень определяется тем, что способ обеспечивает увеличение содержания оксида кальция в смеси до 2,5 - 5% за счет воздействия на известняк сжатием и сдвигом, обеспечивающим дополнительное содержание 0,05 - 0,1% оксида кальция и последующего ударного нагружения, что приводит к росту прочности отпрессованных и карбонизированных изделий не менее 30 МПа. Использование воздействия на смесь сжатием и сдвигом обеспечивает получение карбонизированных изделий прочностью менее 11 МПа. использование воздействия ударным нагружением обеспечивает получение карбонизированных изделий прочностью не более 16 МПа. Таким образом, заявленное решение обеспечивает получение стеновых строительных материалов с повышенной прочностью.

Совокупностью существенных признаков изобретения обеспечивают технический результат.

Способ осуществляется следующим образом.

Формовочную смесь, содержащую известняк, измельчают, подвергают сжатию и сдвигу, например, в вальцах тонкого помола до размера частиц менее 1 мм и содержания оксида кальция 0.05-0,1%. затем воздействуют ударным нагружением со скоростью 200-300 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 2,5-5,0%, например, в центробежной противоточной мельнице, увлажняют до 7,4 - 9,1% при следующем соотношении компонентов в сухом состоянии масс. %: известняк - 100; вода - 8 - 10 от сухой массы известняка, затем прессуют при давлении 150-250 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 30 МПа.

Примеры.

Пример 1. Известняк подвергают сжатию и сдвигу до образования частиц размером менее 1 мм. содержания оксида кальция 0,05%, воздействуют ударным нагружением со скоростью 200 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 2,5%, затем увлажняют при соотношении компонентов в составе по сухому веществу, мас. %: известняк - 100; вода - 8 от массы сухого известняка до влажности 7,4%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 30% углекислого газа. Прессуют при давлении 15 МПа. Прочность полученного материала составляет 30 МПа.

При измельчении до содержания оксида кальция в формовочной смеси менее 2,5%, и карбонизации с содержанием углекислого газа менее заявленных примеров прочность полученного строительного материала составляет 15 МПа.

Пример 2. Известняк подвергают сжатию и сдвигу до образования частиц размером менее 1.0 мм, содержания оксида кальция 0,08%, воздействуют ударным нагружением со скоростью 250 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 3,5%, затем увлажняют при соотношении компонентов в составе по сухому веществу, мас. %: известняк - 100; вода - 9 от массы сухого вещества до влажности 8,3%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 40% углекислого газа. Прессуют при давлении 20 МПа. Прочность полученного материала составляет 32 МПа.

Пример 3. Известняк подвергают сжатию и сдвигу до образования частиц размером менее 1 мм. содержания оксида кальция 0,1%. воздействуют ударным нагружением со скоростью 300 м/сек до размера частиц менее 0,1 мм и содержания оксида кальция 5,0%, затем увлажняют при соотношении компонентов в составе по сухому веществу, мас. %: известняк – 100; вода - 10 от массы сухого известняка до влажности 9,1%. Карбонизацию формовочной смеси проводят в газовой среде, содержащей 50% углекислого газа. Прессуют при давлении 25 МПа. Прочность полученного материала составляет 35 МПа.

При измельчении до содержания оксида кальция в формовочной смеси более 5,0% и карбонизации с содержанием углекислого газа более заявленных примеров прочность полученного строительного материала практически не изменяется.

Заявленное решение обеспечивает получение высоких физико-механических характеристик изделий, обеспеченных за счет осуществления воздействия на известняк.