Результат интеллектуальной деятельности: КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИТНЫХ КАРБОНИЗИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к композициям для производства композитных карбонизированных изделий.

Наиболее близким аналогом выбрана композиция, описанная в изобретении "Способ получения известково-песчаного строительного материала" (авторское свидетельство РФ № 2149149 С 04 В 28/20.С 04 В 40/00, 2000). Композиция включает наполнитель - песок, например речной кварцевый, химически активированный смешением с водным раствором соляной кислоты в количестве 3-10% от массы наполнителя, смешанный с негашеной известью -оксидом кальция, в количестве 4-10 % от массы наполнителя, и смешанный с вяжущим веществом -гашеной известью - в количестве 6-12% от массы наполнителя.

Признаками изобретения, которые совпадают с признаками ближайшего аналога, являются наличие в композиции для производства композитных карбонизированных изделий наполнителя и вяжущего вещества - гашеной извести.

Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости готовых изделий на основе композиции, улучшение качественных характеристик изделий, упрощение технологии получения композиции, улучшение экологической ситуации территории со значительным скоплением отходов камнедобычи известняков.

Недостатками ближайшего аналога являются необходимость химической обработки наполнителя водным раствором соляной кислоты в количестве 3-10% от его массы, как следствие - невозможность армирования изделий, изготовленных на основе композиции по аналогу из-за коррозии металла в агрессивной среде. Введение в состав композиции негашеной извести в количестве 4-10% от массы наполнителя приводит к снижению прочностных характеристик готовых изделий, полученных на основе композиции, а также к большой вероятности наличия в изделии непогасившихся зерен оксида кальция, вследствие чего при контакте с водой эти зерна гасятся, увеличиваясь в объеме, и образуются дефекты либо частичное разрушение изделия. Необходимость последующей карбонизации при температуре 60-99°С изделий на основе композиции по аналогу ведет к увеличению энергозатрат.

В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования композиции для производства композитных карбонизированных изделий.

Поставленная техническая задача решается тем, что в композиции для производства композитных карбонизированных изделий, включающей наполнитель и вяжущее вещество, согласно изобретению как наполнитель использованы отходы камнедобычи и обработки известняков, а как вяжущее вещество - гашеная кальциевая известь при следующем соотношении ингредиентов по сухому веществу, масс. %: гашеная кальциевая известь - 30-70; отходы камнедобычи и обработки известняков - 30-70, вода в количестве 5-25% от общей массы.

Между совокупностью существенных признаков изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. В заявленной композиции в качестве вяжущего используется гашеная кальциевая известь в количестве 30-70% от массы композиции в сухом состоянии, что является основой для формирования путем последующей карбонизации требуемых физико-механических характеристик изделий. Введение вяжущего в количестве менее 30% достаточно для образования вторичного карбоната кальция, но не достаточно для формирования матрицы, обеспечивающей требуемые физико-механические характеристики изделий. Введение в композицию гашеной кальциевой извести более 70% ведет к образованию дефектов в изделии в виде значительных трещин, образующихся за счет увеличения объема новообразований карбоната кальция. Как следствие - падение физико-механических характеристик изделия. Использование в качестве наполнителя отходов камнедобычи и обработки известняков фракции до 5 мм в количестве 30-70% от массы композиции в сухом состоянии позволяет создать в известковой матрице дополнительные центры кристаллизации, а также улучшить контакты срастания на границе "наполнитель-вяжущее" за счет аналогичной структуры вещества наполнителя с продуктом карбонизации извести - вторичным карбонатом кальция.

Вышеприведенная причинно-следственная связь прослеживается в следующих примерах.

Пример 1. Соотношение ингредиентов в композиции по сухому веществу, масс %: гашеная кальциевая известь - 30; отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника - 70. Количество воды, необходимое для затворения композиции, составляет 10% от общей массы ингредиентов. -Давление прессования составляет 10 МПа.

Физико-механические характеристики полученных изделий: прочность при сжатии - 10 МПа; средняя плотность - 1580 кг/м³; коэффициент размягчения - 0,73.

Пример 2. Соотношение ингредиентов в композиции по сухому веществу, масс %: гашеная кальциевая известь - 70; отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника - 30. Количество воды, необходимое для затворения композиции, составляет 10% от общей массы. Давление прессования составляет 10 МПа. Физико-механические характеристики полученных изделий: прочность при сжатии - 8,3 МПа; средняя плотность -1350 кг/м3; коэффициент размягчения - 0,71.

Пример 3. Соотношение ингредиентов в композиции по сухому веществу, мас %: гашеная кальциевая известь - 50; отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника -50. Количество воды, необходимое для затворения композиции, составляет 15% от общей массы ингредиентов. Давление прессования составляет 15 МПа. Физико-механические характеристики полученных изделий: прочность при сжатии - 19,4 МПа; средняя плотность - 1550 кг/м³; коэффициент размягчения - 0,68-0,75. Указанное соотношение ингредиентов является оптимальным.

Композиция готовится следующим образом. Выполняют дозирование сухих ингредиентов в количестве, масс.%: гашеная кальциевая известь - 30-70; отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника - 30-70, производят тщательное перемешивание. Полученную композицию затворяют водой в количестве 5-25% от общей массы ингредиентов, перемешивают, укладывают в форму и прессуют. Далее отформованные изделия подвергают карбонизации.

При приготовлении композиции использовались отходы камнедобычи и обработки известняка-ракушечника Евпаторийского месторождения. Химический анализ наполнителя показал наличие следующих соединений, %: SiO₂ - 0,67; Al₂O₃ - 0,24; Fe₂O₃ - 0,3; MgO - 0,34; К₂O - 0,02; СаО - 54,3.