LV10706B - Moulding sand for manufacturing building blocks - Google Patents

Description

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 arī 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; CO4B28/04, 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 sevī koksnes atkritumus kā pildvielu (PSRS aut. apl. 130692; C04B 28/30, 16/02, 1987), arī 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. 1204597; C04B18/26, 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 arī ir deficīts. Ražojot arbolitu, skaidu apstrādāšanu var veikt ar aerēto ūdeni rauga suspensijā kopā ar graudu suslu (PSRS aut. apl. 1204597; C04B16/02, 1989).

Pazīstams ir arī izejvielu maisījums celtniecības materiālu izgatavošanai, kas satur silikātakmeni, smilti, keramzītu, kaļķi, koksnes skaidas un sulfāta rauga šķiedeni (PSRS aut.apl. 1174402, CO4B14/02, 1985), kuram pie neliela blīvuma (800-1000 kg/ιτιθ) un stiprības (9-10 MPa) nepieciešama liela materiālietilpība un liels energopatēriņš.

Izgudrojuma objektam vistuvākais pēc sastāva ir pazīstamais izejvielu maisījums siltumizolācijas materiāla izgatavošanai (PSRS aut.apl. 1368291, CO4B26/26, 38/00, 1986), kas satur uzpūstu perlīta smilti, māla šlikeri (mālus, kas atšķaidīti ar karstu ūdeni, uzsildītu līdz 70°-80°C; attiecībā 1:1,5), bituma saistvielu (jumta materiālu bitumizētus atkritumus, kas atšķaidīti ar ūdeni, kurat⁰ ir 16-25°C), pie sekojošas komponenšu attiecības, masas %:

uzpūsta perlīta smilts - 60-65, māli - 7-8, sulfāta rauga šķiedenis un karboksilmetilceluloze - 2-3, jumta materiālu bituminizētie atkritumi - 25-30.

Iemesli, kas traucē sasniegt nepieciešamo tehnisko rezultātu, izmantojot pazīstamo izejvielu maisījumu, ir deficītais pielietojamais materiāls un produkcijas energoietilpība (galvenokārt komponenšu termiskās apstrādes rezultātā).

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, smilti un ūdeni, papildus ievada koksnes skaidas un kā saistvielu izmanto degakmens pelnus un mālus, ņemtus attiecībā no 0,44 līdz 2,6, pie sekojošas komponenšu attiecības maisījumā, masas %:

māli- 12,1-37,0;

degakmens pelni - 13,8-42,2;

koksnes skaidas - 6,8-19,5;

smilts- 1,9-28,4;

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/m³;

mitrums - 1 4- 30%;

smalkā frakcija (līdz 0,5 mm) - 8 4-11%;

miza - 1 4- 4%, un degakmens pelnus, kas atbilst GOST 25318 - 83, pie kam to maluma 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/(smilts + degakmens pelni 4- māli) ir (0,21 4- 0,65) masas %, nodrošina izstrādājumu iegūšanu, kuru stiprība atbilst sienu materiālu stiprībai (2,0 4- 3,5) MPa pie nelielas siltumvadāmības (0,2 4- 0,4) W/m°C plašā maisījumu variēšanas diapazonā.

Rūpnieciskos apstākļos komponenšu dozēšanu var veikt nevis pēc masas, bet 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 5 4-12), kā arī vairāki sastāvi, kas satur komponentes ārpus norādītajām robežām (sastāvi 1 4- 4 un 13 4- 15), bez tam sastāvs (17) ir izmantots kā prototips (PSRS aut.apl. 1368291; C04B26/26, 38/00, 1986).

Kā redzams no tabulas, smilts izmantošana mazāk par 1,9 masas % (2. sastāvs) nemaina materiāla īpašības sliktajā virzienā, bet smilts pievienošana vairāk par 28,4 masas % (14. sastāvs) noved pie blīvuma palielināšanās 1400 kg/m³ pret 1340 kg/m³ (12. sastāvs). Izmantojot smilti, samazinās maisījuma maisīšanas procesa laiks, kas samazina izstrādājuma izgatavošanas pašizmaksu. Degakmens pelnu un mālu attiecība robežās no 0,44 līdz 2,60 masas % modrošina tādu sastāvu iegūšanu (sastāvi 5-12), respektīvi sienas materiālu iegūšanu ar stiprību (2-3,5) MPa pie materiālu blīvuma (1100-1930) kg/m³, kas atbilst betona markai M-35.

Kā redzams no tabulas, ar materiāla īpašībām var variēt ļoti plašā diapazonā. Mālu izmantošana mazāk par 12,1 masas % noved pie tā, ka skaidas maisījumā nepietiekami pārklājas ar mālu, līdz ar to tāds sastāvs ir nerentabls (liels izstrādājumu patēriņš brāķa veidā). Ja mālus pievieno vairāk par 37 masas % (sastāvs 16-38,4 masas %), tad sastāvs zaudē deformatīvās īpašibas (samazinās noblīvēšanās koeficients) tāpēc , ka skaidas neveic savu funkciju. Izstrādājums paliek plastisks (tas formējas, bet nepadodas presēšanai), palielinās materiāla siltumvadāmība. Skaidu optimālais patēriņš atrodas robežās (6,8-19,5 masas %). Liels skaidu patēriņš (24,0 masas %, sastāvs 15) pie attiecības: degakmens pelni/ māli = 0,43 masas % noved pie izstrādājumu stiprības krišanas.

Tātad, pielietojot komplekso saistvielu (degakmens pelni + māli), kas samaisīta ar koksnes skaidām un smilti, tiek nodrošināta iespēja iegūt no izejvielām ar nelielu stingumu (atmiekšķēšanās koeficientu 0,16 4- 0,30) konstruktīvo siltumizolācijas sienas materiālu ar plašu materiāla īpašību diapazonu (0,3-0,5 W/m°C 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 51 cm biezumā, līdz ar to samazinot celtnes pašizmaksu 2 - 3 reizes.

Izgudrojuma realizācijas piemērs. Lai izgatavotu piedāvātā maisījuma blokus, ņem 154 kg mālus (23,8 masas %), samaisa tos piespiedu darbības maisītājā Nr. 1 ar 150 kg ūdens (23,7 masas %) līdz veidojas krējumveidīga masa (pie tam mālus var ņemt tieši no karjera, speciāli tos neapstrādājot). Pēc tam nolej tikai krējumveidigo māla maisījumu bez akmeņiem, māla un zemes gabaliem, kopējā piespiedu darbības maisītāja Nr. 2 ieber 100 kg koksnes zāģskaidu no gatera (22,3 masas % jebkura svaiguma un jebkuras koku sugas nepieblīvētā stāvoklī), pielej klāt krējumveidigo 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 143 kg smilts (22,1 masas %) un 100 kg (15,5 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 ar pneimomehānismiem 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 4- 20 °C un gaisa mitruma 75 4- 85 % 28 dienas. Izstrādājumu spiedes stiprība atbilst betona markai M-35. Blokus var žāvēt arī pie nedaudz zemākas temperatūras, bet līdz arto 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 atkritumiem, 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 izdevumu samazināšanas 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.

Claims (1)

1. Izgudrojuma formula

   Izejvielu maisījums sienu bloka izgatavošanai, kas satur smilti, ūdeni un saistvielu, atšķiras ar to, ka par saistvielu izmantoti degakmens pelni un mali, ņemti attiecība no komponenšu attiecības masas % maisījumā ir sekojošas:

   māli degakmens pelni koksnes skaidas smiltsūdens 0,44 līdz 2,6, maisījums satur koksnes skaidas, pie kam

   12,1 4-37,0;

   13,8 4-42,2;

   6.8 4-19,5;

   1.9 4-28,4; pārējais.