Izejvielu maisījums sienu bloka izgatavošanai, kas satur saistvielu, koksnes skaidas un ūdeni, atšķiras ar to, ka par saistvielu izmantoti degakmens pelni un māli, ņemti attiecībā no 0,3 līdz 2,0, pie kam komponenšu attiecības masas % maisījumā ir sekojošas;
māli degakmens pelni koksnes skaidas ūdens 20,7 4- 50,4;
12,5 4-46,3;
10,3 4-26,9; pārējais.
Apraksts
Izgudrojums attiecas uz rūpnieciskās celtniecības materiāliem un to var izmantot sienu bloku izgatavošanai.
Cetniecības materiālu rūpniecībā pazīstama mīksto atkritumu (skaidu) izmantošana, bet tādiem materiāliem kā skaidbetons un skaidģipsis ir kopējs trūkums - izejvielas (cements, ģipsis, kaļķi ...) ir deficītas un dārgas. Bez tam, lietojot cementu, termiski ir jāapstrādā koksnes skaidas, kā ari tās ir jāšķiro, jo koksnes ķīmiskajā sastāvā atrodas cukurs, kas neitralizē cementa saķeršanos ar skaidām, kura darbības rezultātā strauji kritās materiāla stiprība. Rodas nelietderīgs cementa patēriņš, nelietderīga termiskā apstrāde, nelietderīga darbietilpība un nevajadzīga dārgo ķīmisko piedevu lietošana. Tas viss strauji palielina skaidbetona pašizmaksu, lietojot kā saistvielu cementu. Piemēram, arbolita izejvielu maisījumā (PSRS aut. apl. 1708793; CO4B 28/04, 1987) ietilpst portlandcements, koksnes atkritumi un degakmens pelni, ražošanai izmanto vienkāršu tehnoloģiju, bet maisījums satur 50% deficītu un dārgu materiālu.
Izolācijas materiāla izgatavošanas pazīstamā kompozīcija, kas ietver sevi koksnes atkritumus kā pildvielu (PSRS aut. apl. 130692; C04B 28/30, 16/02, 1987), ari satur deficītu materiālu - magneziālo saistvielu, pie kam nepieciešams liels energopatēriņš izstrādājumu izgatavošanai no tā.
Iemesli, kas traucē sasniegt nepieciešamo tehnisko rezultātu, izmantojot kaļķa kompozīcijas sienu bloku izgatavošanai, raksturojas ar to, ka pildvielai no koksnes ir nepieciešama atbilstošā apstrāde. Rezultātā palielinās ražošanas izdevumi. Piemēram, arbolita izgatavošanas maisījums (PSRS aut.apl. 1456387; C04B 18/26, 28/02, 1986), kas satur priežu koka drupinājumu ar frakciju 2-15 mm, tiek apstrādāts ar kaļķa pastu, bet kā saistviela tiek izmantots besolīts, kurš ari ir deficīts. Ražojot arbolitu, skaidu apstrādāšanu var veikt ar aerēto ūdeni rauga suspensijā kopā ar graudu suslu (PSRS aut. apl. 1204597; C04B 16/02, 1989).
Vistuvākais pēc sastāva izgudrojuma objektam ir pazīstamais izejvielu maisījums ugunsizturīga vieglbetona izgatavošanai (PSRS aut. apl. 975656 - prototips; C04B 21/06, C04B 43/00, 1982), kas iekļauj sevi mālus, koksnes skaidas un ugunsizturīgu pildvielu- izdedžus, kuri tiek iegūti no ogļu sadedzināšanas, ar lielu pelnu saturu, pie sekojošas komponenšu attiecības, masas %:
izdedži - 29,5 4- 43,5;
koksnes skaidas - 7,8 4-14,8;
māli - 48,7 4- 55,7.
Iemesli, kas traucē sasniegt nepieciešamo tehnisko rezultātu, izmantojot pazīstamo izejvielu maisījumu, ir deficītais pielietojamais materiāls un produkcijas energoietilpība.
Izgudrojuma mērķis; piedāvāt efektīgu sienas materiālu ar zemu pašizmaksu, izmantojot lētas un pieejamas izejvielas, kurām nav nepieciešama speciāla apstrāde un nav liela energoietilpība, izgatavojot produkciju no tām.
Izgudrojuma tehniski-ekonomiskais rezultāts izsakās sasitvielas ekonomijā, samazinot materiāla siltumvadāmību un palielinot izmantojamo kokapstrādes rūpnīcu un termoelektrostaciju atkritumu daudzumu.
izgudrojuma būtība: izejvielu maisījumā sienu bloka izgatavošanai, kas satur saistvielu, koksnes skaidas un ūdeni, kā saistvielu izmanto degakmens pelnus un mālus, ņemtus attiecībā no 0,3 līdz 2,0, pie sekojošas komponenšu attiecības maisījumā, masas %:
māli- 20,7 4-50,4; degakmens pelni - 12,5 4-46,3;
koksnes skaidas - 10,3 4-26,9;
ūdens - pārējais.
Tā kā piedāvātā saistviela nesatur cementu, skaidas nav termiski jāapstrādā, jo atkrīt problēma, ka koksnes sastāvā esošais cukurs neitralizē saistvielas saķeršanos ar koksnes skaidām un samazina materiāla stiprību.
Zināmā tehnikas līmeņa analīze, ieskaitot zinātniski - tehnisko literatūru un patentus uz izgudrojumiem, kas pievesta iepriekš, parāda, ka analoģisks risinājums tam, kas izklāstīts iepriekš un iekļauts šā izgudrojuma formulā, netika konstatēts. Līdz arto iesniegtais izgudrojums pēc esošās likumdošanas atbilst novitātes prasībai.
Lai novērtētu izgudrojuma līmeni (soli), tika veikta papildus pārbaude ar mērķi novērtēt no prototipa atšķirīgo pazīmju klātbūtni citos zināmajos tehniskajos risinājumos. Analīzes rezultāti parādīja, ka piedāvātais maisījums sienu bloku izgatavošanai satur tikai būtiski atšķirīgas pazīmes tehniskā rezultāta sasniegšanai.
Piedāvātajā maisījumā var izmantot jebkuras koksnes sugas un jebkura svaiguma (trupes ne vairāk kā 5% no kopējā skaidu daudzuma) koksnes skaidas, ko iegūst sazāģējot koksni.
Var izmantot skaidas, kas atbilst GOST 18320 - 78:
tilpummasa - 170 4· 220 kg/m^;
mitrums - 1 4· 30%;
smalkā frakcija (līdz 0,5 mm) - 8 4-11%;
miza- 1-5-4%, un degakmens pelnus, kas atbilst GOST 25318 - 83, pie kam to malumā smalkumam ir jābūt ne mazākam par 2000 cm2/g. Piemēram, izmantojami degakmens pelni no Baltijas TEC vai Igaunijas TEC, kuru ķīmiskais sastāvs ir: S1O2 25,2%; CaO - 43,0%; FeO - 5,0%; AI2O3 - 5,6%; MgO - 5,0%; ТЮ2 - 1,0%; K2O - 0,7%; SO3 - 5,0%, citas komponentes - 7,0%. Kaitīgo vielu daudzums šai pelnu sastāvā ir daudz mazāks par pieļaujamo normu pēc GOST 12.1.005-88.
Izgudrojuma īstenošanai var izmantot neapstrādātus mālus no karjera Lode (var izmantot arī citus identiskus pēc īpašībām mālus) un ūdeni, kas atbilst GOST 23732 - 79.
Maisījuma formēšanu veic ar vibropresēšanas metodi pie vibrācijas amplitūdas 0,7 4- 0,9 mm un vertikālā spiediena 1,3 4- 3,0 MPa, kamēr veidojas vienmērīga maisījuma struktūra bez gaisa porām. Formēšanu var arī veikt ar pneimomehānismu palīdzību, kuriem ir tādi paši darba parametri. .
Izmantojot komplekso saistvielu (degakmens pelnus un mālus), maisījumā ar pildvielu - koksnes skaidām netiek lietots cements, līdz ar to jau strauji samazinās materiāla pašizmaksa, jo atkrīt nepieciešamība izmantot deficītu un dārgu saistvielu un maksimāli vienkāršojas produkcijas izgatavošana.
Iesniegtajā izgudrojumā formulētā prasība, ka attiecība ūdens/(degakm. pelni + māli) ir (0,21 4· 0,54) masas %, nodrošina izstrādājumu iegūšanu, kuru stiprība atbilst sienu materiālu stiprībai (2,0 4- 3,9) MPa pie nelielas siltumvadāmības (0,2 4· 0,4) W/m°C plašā maisījumu variēšanas diapazonā.
Rūpnieciskos apstākļos komponenšu dozēšanu var veikt pēc tilpuma, jo tas samazina darbietilpību, materiālietilpību un izgatavošanas laiku, kas strauji samazina produkcijas pašizmaksu. Ir iespējama tradicionālo piedevu - cietēšanas paātrinātāju, gaisa uzņemšanas un hidrofobizējošu piedevu - pielietošana, kuras nedaudz uzlabo materiāla īpašības, bet krasi palielina produkcijas pašizmaksu.
Iegūto sienu bloku paraugu pārbaude tika veikta pēc GOST 7025 - 78 Sienas un apdares materiāli. Ūdensuzsūces un salizturības pārbaudes tika veiktas pēc GOST 8462 - 85 Sienu materiāli. Stiprības noteikšanas metodes.
Tabulā 1. parādīti sastāvi, kas satur komponentes izgudrojuma formulā norādītajās robežās (sastāvi 4 4- 9), kā arī vairāki sastāvi, kas satur komponentes ārpus norādītajām robežām (sastāvi 1 4- 3 un 10 4- 12), bez tam sastāvs (13) ir izmantots kā prototips (PSRS aut.apl. 975656; C04B 21/06, 43/00).
Analizējot iegūtos rezultātus, var redzēt ka pie maza māla patēriņa (mazāka par 20,6 masas %, kā redzams 3. sastāvā) līdz minimumam samazinās ūdens patēriņš pie attiecības 2,6 masas % (degakmens, pelni/māli) un strauji palielinās materiāla blīvums (1340 kg/ιτιθ - 3. sastāvā, salīdzinot ar 890 kg/Γηθ - 8. sastāvā)
Pie māla patēriņa (lielāka par 50,4 masas %, kā redzams 12. sastāvā), attiecība ūdens/(degakm.pelni + māli) samazinās līdz 0,19 masas %, kā rezultātā pasliktinās materiāla deformatīvās īpašības (t.i. samazinās noblīvēŠanas koeficients), palielinās materiāla blīvums, palielinās arī tā siltumvadāmība.
Pie maza degakmens pelnu patēriņa (mazāka par 12,5 masas %, kā redzams 2. sastāvā) un attiecības degakm. pelni/māli = 0,26 masas % krasi samazinās materiāla spiedes stiprība (līdz 1,5 MPa), bet pie liela degakmens pelnu patēriņa (49,7 masas %, 11. sastāvs) krasi palielinās materiāla blīvums un atbilstoši palielinās tā siltumvadāmība.
Kā parāda analīze, optimālais skaidu patēriņš atrodas robežās (10,3 4- 26,9) masas %. Mazāks skaidu patēriņš nekalpo izvirzītajam mērķim. Liels skaidu patēriņš (27,1 masas %, 10. sastāvs) pie attiecības degakm.pelni/māli = 0,13 masas % noved pie materiāla spiedes stiprības krišanas.
Tātad, pielietojot komplekso saistvielu (degakmens pelni + māli), kas samaisīta ar koksnes skaidu pildvielu, tiek nodrošināta iespēja iegūt no izejvielām ar nelielu stingumu (atmiekšķēšanās koeficientu 0,20 4- 0,32) konstruktīvo siltumizolācijas sienas materiālu ar plašu materiāla īpašību diapazonu atkarībā no maisījuma sastāva. Iegūtais materiāls ir ekoloģiski tīrs un nodrošina telpā paaugstināta komforta sajūtu. Pēc siltumtehniskajiem rādītājiem piedāvātais bloks ar 40 cm biezumu var aizvietot ķieģeļu sienu 52 cm biezumā, līdz ar to samazinot celtnes pašizmaksu 2 - 3 reizes.
Izgudrojuma realizācijas piemērs. Lai izgatavotu piedāvātā maisījuma blokus, ņem 154 kg mālus (34,5 masas %), samaisa tos piespiedu darbības maisītājā ar 95 kg ūdens (21,1 masas %) līdz veidojas krējumveidīga masa (pie tam mālus var ņemt tieši no karjera, speciāli tos neapstrādājot). Pēc tam nolej tikai krējumveidīgo māla maisījumu bez akmeņiem, māla un zemes gabaliem, kopējā piespiedu darbības maisītāja N° 2 ieber 100 kg koksnes zāģskaidu no gatera (22,3 masas % jebkura svaiguma un jebkuras koku sugas nepieblīvētā stāvoklī), pielej klāt krējumveidīgo māla koncentrāta masu un kārtīgi samaisa līdz stāvoklim, kamēr skaidas pārklāsies ar māla koncentrātu un daļēji piesūksies ar to. Maisīšanas ilgums atkarīgs no maisītāja rādītājiem un tas apmēram ir 3 min. Dabūtajā maisījumā ieber 100 kg (22,3 masas %) degakmens pelnu un maisa, līdz panāk vienmērīgu pēc iekrāsojuma masu tumši brūnā krāsā. Maisījumam jābūt beramam - līdzīgam svaigi izraktai zemei. Maisīšanas ilgums atkarīgs no maisītāja rādītājiem. Tas ir 3 min.
Iegūto maisījumu ieber presformā un pakļauj vibrācijai _ 1 min. Pēc tam, saglabājot vibrāciju, maisījumu pakļauj spiedienam 2 MPa līdz veidojas vienmērīga maisījuma struktūra bez gaisa porām. Sapresētā maisījuma atgriezeniskai deformācijai jābūt minimālai (pieblīvējuma koeficients Ky = 2,5).
Efektīgu pieblīvēšanu var veikt arī arpneimomehānismiem un citiem arbolita pieblīvēšanas paņēmieniem. Process ir svarīgs, jo ietekmē materiāla stiprību. Pēc kārtīgas maisījuma pieblīvēšanas uzreiz veic atveidņošanu.
Gatavās produkcijas žāvēšanai var izmantot dabisko žāvēšanas procesu, žāvējot pie temperatūras 15 + 20 °C un gaisa mitruma 75 + 85 % 28 dienas. Izstrādājumu spiedes stiprība atbilst betona markai M-35. Blokus var žāvēt arī pie nedaudz zemākas temperatūras, bet līdz ar to palielināsies to žāvēšanas laiks.
Pēc 14 dienām blokus var transportēt un izmantot celtniecībā, vadoties pēc tehniskajiem noteikumiem.
Tādējādi, piedāvātā maisījuma izmantošana sienu bloku izgatavošanai pie uzrādītās komponenšu attiecības dod iespēju iegūt ātri cietējošus nestingus maisījumus priekš sienu blokiem no kokapstrādes atkritumirm, ko iegūst zāģējot jebkuras sugas koksni, un degakmens pelniem, kas ir termoelektrostaciju atkritumi.
No piedāvātā izejvielu maisījuma sienu blokus ieteicams ražot netālu no kokapstrādes rūpnīcām vai termoelektrostacijām, kas dod iespēju samazināt izstrādājumu pašizmaksu vēl vairāk uz transporta izmantošanas rēķina.
Izgatavotie sienu bloki no piedāvātā izejvielu maisījuma var kalpot kā konstruktīvs siltumizolācijas sienu materiāls, kuru ražojot vienlaicīgi samazinās rūpnieciskie izdevumi, pateicoties: .
- skaidu apstrādes operāciju izslēgšanai;
- vienkāršas tehnoloģijas pielietošanai;
- lētu un mazdeficītu izejvielu izmantošanai; ·
- minimālam energo-, termo- un darbaspēka patēriņam;
- ķimikāliju un citu piedevu nepielietošanai;
- vienkāršam izgatavošanas procesam un vienkāršu iekārtu pielietošanai.
Tātad, izgudrojums ir rūpnieciski izmantojams.