RU2768860C1 - Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов - Google Patents
Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768860C1 RU2768860C1 RU2021111045A RU2021111045A RU2768860C1 RU 2768860 C1 RU2768860 C1 RU 2768860C1 RU 2021111045 A RU2021111045 A RU 2021111045A RU 2021111045 A RU2021111045 A RU 2021111045A RU 2768860 C1 RU2768860 C1 RU 2768860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- thermal insulation
- heat
- crushed
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных материалов. Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов состоит в том, что силикат-глыбу измельчают до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивают ее с модификатором – суперпластификатором С-3, упрочняющей добавкой в виде портландцемента, дополнительной упрочняющей добавкой – переработанными твердыми бытовыми отходами – раздробленными отработанными шинами, полученными по технологии пиролиза, температура которого составляет 450-650°С при ограниченном доступе кислорода, на мусороперерабатывающих заводах, вспенивающим агентом в виде перекиси водорода и водой затворения, заливают смесь в форму и далее проводят тепловую обработку смеси токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300°С, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: силикат-глыба 62,188-64, суперпластификатор С-3 0,01-0,012, портландцемент 10-12, раздробленные отработанные шины 0,04-0,1, перекись водорода 0,5-0,7, вода затворения 25. Технический результат – увеличение экологической безопасности и сохранение природных ресурсов при производстве теплоизоляционного материала, с сохранением его физико-механических свойств. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных конструкционных материалов. Способ предназначен для изготовления теплоизоляционных изделий с минимальными энергозатратами и временем при приемлемых теплофизических (прочностных, звукоизоляционных, теплоизоляционных и т.д.) характеристиках, в том числе и при знакопеременных температурных воздействиях с применением продуктов переработки твердых бытовых отходов (ТБО).
Известны способы получения сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционного материала по авторским свидетельствам СССР: SU 272879 А1 от 03.06.1970, МПК С04В 38/08, С04В 28/24 - [1] и SU 1282468 А1 от 15.10.1993, МПК С04В 38/02 - [2].
Недостатком данных аналогов является то, что получаемые по ним теплоизоляционные материалы обладают низкой прочностью при сжатии, высокими пожароопасностью и водопоглощением.
Также известен «Способ получения сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционного материала» по авторскому свидетельству СССР: SU 1396511 A1 от 15.10.1993, МПК С04В 38/02, С04В 28/26 - [3], включающий перемешивание тонкомолотой силикат-глыбы 100 мас.ч., кремнефтористого натрия 18-20 мас.ч., порообразователя 5-10 мас.ч., минерального наполнителя 8-16 мас.ч. и вспенивающегося полистирола 20-30 мас.ч., загрузку смеси в форму и последующее вспенивание, причем сначала гранулы вспенивающего полистирола перемешивают с 16-24 мас.ч. водного раствора силиката натрия плотностью 1,3-1,5 г/см3, затем вводят тонкомолотую силикат-глыбу, после чего в полученную смесь вводят остальные компоненты и перемешивают. Другими словами, способ изготовления теплоизоляционного конструкционного материала состоит в измельчении силикат-глыбы, смешивании ее с модификатором, упрочняющей добавкой, вспенивающим реагентом и водой затворения и последующей тепловой обработке.
Способ позволяет повысить прочность (на сжатие) полученного теплоизоляционного материала, а также снизить его пожароопасность и водопоглощение. Однако можно указать на следующие недостатки данного аналога [3]:
1. Использование полистирола значительно уменьшает пожаростойкость теплоизоляционного материала, получаемого из смеси;
2. Большие энергозатраты на тепловую обработку;
3. Повышенная трудоемкость технологии последовательного смешивания компонентов смеси (обязательным является первоначальное перемешивание гранул пенополистирола с водным раствором силиката натрия).
Кроме того, известен «Восстановленный строительный элемент» по патенту на полезную модель РФ: RU 79579 U1 от 10.01.2009, МПК E02D 37/00, E02G 23/02 - [4], строительная смесь которого в своем составе содержит суперпластификатор С-3 и фибру, в том числе и из стальных волокон. Однако аналог [4] предназначен для других целей, имеет высокую теплопроводность, в том числе и из-за высокой теплопроводности фибры из стальных волокон.
Известный аналог: «Многослойная наружная стеновая панель» по патенту на полезную модель РФ: RU 81742 U1 от 27.03.2009, МПК Е02С 2/06 - [5], строительная смесь, из которой она изготовлена, в своем составе содержит полистиролбетон, армированный фиброй, в том числе и базальтовой. Как недостаток аналога [5] следует отметить, что входящий в его состав полистирол горюч и при этом применение такого состава в строительных конструкциях сильно ограничено.
Известный аналог: «Смесь для пенобетона» по патенту РФ: RU 2306300 С1 от 20.09.2007, МПК С04В 38/10 - [6], содержит в своем составе базальтовую фибру, но в остальном имеет совсем другие компоненты, чем в заявляемом техническом решении. При этом как недостаток аналога [6] можно отметить его низкую прочность.
Также известен аналог: «Способ изготовления пенокерамических изделий» по патенту РФ: RU 2251540 C1 от 10.05.2005 г., МПК С04В 38/02 - [7], содержащий в своем составе базальтовую фибру, но при его изготовлении необходим высокотемпературный обжиг при температуре 940-980°С, а это требует высокие энергозатраты на производство изделий и, как следствие, приводит к резкому увеличению их стоимости.
Указанные недостатки решаются в прототипе заявляемого изобретения: «Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала» по патенту на изобретение РФ: RU 2524364 С2 от 27.07.2014, МПК С04В 28/26, С04В 111/20, С04В 111/40 - [8], включающий измельчение силикат-глыбы, смешивание ее с модификатором, упрочняющей добавкой, вспенивающим реагентом и водой затворения и последующую тепловую обработку, при этом измельчение силикат-глыбы осуществляют до удельной поверхности 2500 см2/г, в качестве модификатора используют лигносульфонат, в качестве упрочняющей добавки - портландцемент, в качестве дополнительной упрочняющей добавки используют базальтовую микрофибру, в качестве вспенивающего реагента - перекись водорода, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: указанная силикат-глыба 62-64, лигносульфонат 0,04-0,06, портландцемент 5-7, базальтовая микрофибра 0,04-0,1, перекись водорода 0,5-0,7, вода затворения 30, тепловую обработку изделия осуществляют токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300°С.
Недостатком прототипа является то, что применение упрочняющей добавки - базальтовой микрофибры требует использование природных ресурсов (базальта), требующего добычи, что наносит ущерб природной среде, снижает объем данного ископаемого, наносит ущерб экологии в районе добычи.
Указанные недостатки аналогов и прототипа ставят задачи по улучшению предложенного теплоизоляционного материала с точки зрения сохранения экологического баланса при сохранении физико-механических свойств аналогов и прототипа. В частности, существенного увеличения экологической безопасности и сохранения природных ресурсов при производстве теплоизоляционного материала.
Указанные задачи решаются тем, что в способе изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов, состоящем в том, что силикат-глыбу измельчают до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивают ее с модификатором – суперпластификатором С-3, упрочняющей добавкой в виде портландцемента, дополнительной упрочняющей добавкой, вспенивающим агентом в виде перекиси водорода и водой затворения, заливают смесь в форму и далее проводят тепловую обработку смеси токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300°С, в качестве дополнительной упрочняющей добавки используют переработанные твердые бытовые отходы – раздробленные отработанные шины, полученные по технологии пиролиза, температура которого 450 – 650оС при ограниченном доступе кислорода, на мусороперерабатывающих заводах при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:
| Силикат-глыба | 62,188-64 |
| Суперпластификатор С-3 | 0,01–0,012 |
| Портландцемент | 10–12 |
| Раздробленные отработанные шины | 0,04–0,1 |
| Перекись водорода | 0,5–0,7 |
| Вода затворения | 25 |
При этом так же, как и в прототипе, в состав смеси входят только негорючие материалы, а сам процесс идет при сравнительно невысоких температурах и времени обработки материала.
Техническим результатом является увеличение экологической безопасности и сохранения природных ресурсов при производстве теплоизоляционного материала, с сохранением его физико-механических свойств.
Таким образом, реализация предложенного способа изготовления теплоизоляционного материала заключается в следующем:
силикат-глыбу измельчают в шаровой мельнице до образования частиц с поверхностью 2500 см2/г, смешивают с упрочняющей добавкой (портландцементом), модификатором (суперпластификатором С-3), отработанными шинами ТБО, вспенивающим агентом (перекисью водорода) и водой затворения и помещают смесь в форму. Форма со смесью подвергается тепловой обработке токами сверхвысокой частоты (СВЧ) при t=300°C и времени обработки 15 минут.
Сравнительные энергозатраты на производство известных строительных теплоизоляционных материалов и по предлагаемому способу изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала приведены в таблице 1.
Таким образом, реализация предложенного способа позволит достичь существенного увеличения экологической безопасности за счет отказа от разработки природных ресурсов - базальта (отказ от вырубки леса под площадку добычи, сохранение верхнего плодородного слоя земли, отказ от нарушения сложившейся экосистемы) и сохранения природных ресурсов при производстве теплоизоляционного материала. При этом достигается сохранение технических характеристик прототипа изобретения. При этом энергозатраты и трудоемкость производства теплоизоляционных изделий при их приемлемых теплофизических характеристиках будут снижены по сравнению с прототипом за счет использования готового продукта переработки ТБО на мусороперерабатывающем заводе - отработанных шин ТБО.
Использование отработанных шин ТБО позволит не снижая прочности (в том числе и динамическую) изделий и работу на их разрушение, то есть их физико-механические свойства, существенно увеличить экологическую безопасность за счет отказа от разработки природных ресурсов - базальта (отказ от вырубки леса под площадку добычи, сохранение верхнего плодородного слоя земли, отказ от нарушения сложившейся экосистемы) и сохранить природные ресурсы при производстве теплоизоляционного материала.
Использование принципиально новой исходной смеси, обеспечивающей получение нового теплоизоляционного материла при сравнительно низких температурах и тепловой обработкой ее в поле токов СВЧ позволяет получить равномерные физико-механические характеристики по всей массе изделия при минимальном времени обработки.
Элементы строительных конструкций, изготовленные по предложенному способу, можно использовать для многоэтажного строительства как ограждающие и самонесущие, а для малоэтажного строительства - как несущие и ограждающие.
Реализация способа изготовления теплоизоляционного материала в совокупности признаков формулы изобретения является новым для способов изготовления теплоизоляционных материалов, что соответствует критерию «новизна».
Вышеприведенная совокупность признаков не известна в настоящее время из уровня техники и не следует из общеизвестных правил, способов изготовления теплоизоляционных материалов, и это доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».
Реализация предложенного способа изготовления теплоизоляционного материала с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, отсюда следует соответствие критерию «промышленная применимость».
Список использованных источников:
1. Авторское свидетельство СССР: SU 272879 A1 от 03.06.1970, МПК С04В 38/08, С04В 28/24, «Масса для изготовления теплоизоляционного материала».
2. Авторское свидетельство СССР: SU 1282468 A1 от 15.10.1993, МПК С04В 38/02, «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала».
3. Авторское свидетельство СССР: SU 1396511 A1 от 15.10.1993, МПК С04В 38/02, С04В 28/26, «Способ получения сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционного материала».
4. Патент на полезную модель РФ: RU 79579 U1 от 10.01.2009, МПК E02D 37/00, E02G 23/02, «Восстановленный строительный элемент».
5. Патент на полезную модель РФ: RU 81742 U1 от 27.03.2009, МПК Е02С 2/06, «Многослойная наружная стеновая панель».
6. Патент на изобретение РФ: RU 2306300 С1 от 20.09.2007, МПК С04В 38/10, «Смесь для пенобетона».
7. Патент на изобретение РФ: RU 2251540 С1 от 10.05.2005 г., МПК С04В 38/02, «Способ изготовления пенокерамических изделий».
8. Патент на изобретение РФ: RU 2524364 С1 от 27.07.2014, МПК С04В 28/26, С04В 111/20, С04В 111/40, «Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала» - прототип.
Claims (2)
- Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов, заключающийся в том, что силикат-глыбу измельчают до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивают ее с модификатором – суперпластификатором С-3, упрочняющей добавкой в виде портландцемента, дополнительной упрочняющей добавкой, вспенивающим агентом в виде перекиси водорода и водой затворения, заливают смесь в форму и далее проводят тепловую обработку смеси токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300°С, отличающийся тем, что в качестве дополнительной упрочняющей добавки используют переработанные твердые бытовые отходы – раздробленные отработанные шины, полученные по технологии пиролиза, температура которого 450-650°С при ограниченном доступе кислорода, на мусороперерабатывающих заводах, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:
-
Силикат-глыба 62,188-64 Суперпластификатор С-3 0,01-0,012 Портландцемент 10-12 Раздробленные отработанные шины 0,04-0,1 Перекись водорода 0,5-0,7 Вода затворения 25
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021111045A RU2768860C1 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021111045A RU2768860C1 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768860C1 true RU2768860C1 (ru) | 2022-03-25 |
Family
ID=80820090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021111045A RU2768860C1 (ru) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768860C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1742253A1 (ru) * | 1990-07-31 | 1992-06-23 | Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Бетона И Железобетона | Бетонна смесь |
| RU2353603C1 (ru) * | 2007-08-02 | 2009-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный архитектурно-строительный университет" | Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона |
| RU2524364C2 (ru) * | 2011-11-08 | 2014-07-27 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала |
| WO2016051382A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | Italcementi S.P.A. | Lightweight resilient concrete sub-base layer with recycled rubber from discarded tyres with reduced walking impact noise |
| WO2021004556A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | First Point a.s. | Insulation material and a method for its production |
-
2021
- 2021-04-19 RU RU2021111045A patent/RU2768860C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1742253A1 (ru) * | 1990-07-31 | 1992-06-23 | Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Бетона И Железобетона | Бетонна смесь |
| RU2353603C1 (ru) * | 2007-08-02 | 2009-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный архитектурно-строительный университет" | Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона |
| RU2524364C2 (ru) * | 2011-11-08 | 2014-07-27 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала |
| WO2016051382A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | Italcementi S.P.A. | Lightweight resilient concrete sub-base layer with recycled rubber from discarded tyres with reduced walking impact noise |
| WO2021004556A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | First Point a.s. | Insulation material and a method for its production |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТУ 5745-004-43184789-05 Суперпластификатор С-3. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105218146B (zh) | 一种保温隔音低密度发泡混凝土 | |
| US10239786B2 (en) | Geopolymers and geopolymer aggregates | |
| CN104230280B (zh) | 一种低收缩污泥陶粒碱激发全矿渣泡沫混凝土板及其制备方法 | |
| CN110963762B (zh) | 建筑外围护结构的泡沫混凝土及其混凝土砌块的制备方法 | |
| CN102515826A (zh) | 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块及其生产方法 | |
| CN106242426A (zh) | 外墙保温材料及其制备方法 | |
| EP3442927B1 (de) | Verfahren zur herstellung von porenbetonformkörpern | |
| CN102875066A (zh) | 一种铬渣加气砖及其制备方法 | |
| Gao et al. | Characterization of light foamed concrete containing fly ash and desulfurization gypsum for wall insulation prepared with vacuum foaming process | |
| CN107265939A (zh) | 一种新型轻质板材及其制备方法 | |
| CN102875184A (zh) | 一种油页岩渣加气砖及其制备方法 | |
| CN106830809A (zh) | 一种轻质高强度发泡石材墙体材料及其制备方法 | |
| Helepciuc et al. | Characterization of a lightweight concrete with sunflower aggregates | |
| CN106045559A (zh) | 一种加气混凝土板的制备方法 | |
| CN108059430B (zh) | 一种基于二氧化碳减排的蒸压泡沫混凝土生产工艺 | |
| Bicer | The effect of fly ash and pine tree resin on thermo-mechanical properties of concretes with expanded clay aggregates | |
| Steshenko et al. | Cement based foam concrete with hardening accelerators | |
| Khunt et al. | Investigation on properties of autoclave aerated concrete using different pre-curing and curing techniques | |
| RU2524364C2 (ru) | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала | |
| RU2768860C1 (ru) | Способ изготовления теплоизоляционного материала с применением переработанных твердых бытовых отходов | |
| RU2455253C1 (ru) | Способ получения конструкционно-теплоизоляционного строительного материала на основе алюмосиликатных микросфер | |
| CN105622159B (zh) | 一种高强度化学发泡水泥及其制备方法 | |
| RU2769011C1 (ru) | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала с применением продуктов переработки твердых коммунальных отходов | |
| KR100568932B1 (ko) | 경량콘크리트 및 그 제조 방법 | |
| BG65746B1 (bg) | Метод за производство на блокове за зидария и облицовка |