RU2770615C1 - Наполнитель из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм - Google Patents

Наполнитель из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм Download PDF

Info

Publication number
RU2770615C1
RU2770615C1 RU2021109743A RU2021109743A RU2770615C1 RU 2770615 C1 RU2770615 C1 RU 2770615C1 RU 2021109743 A RU2021109743 A RU 2021109743A RU 2021109743 A RU2021109743 A RU 2021109743A RU 2770615 C1 RU2770615 C1 RU 2770615C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filler
materials
cement
cardboard
mixture
Prior art date
Application number
RU2021109743A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрген ШТЕИНМЮЛЛЕР
Петер МЕРКЕЛЬ
Мартин ДРЕИСМАНН
Original Assignee
Терион Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Терион Аг filed Critical Терион Аг
Application granted granted Critical
Publication of RU2770615C1 publication Critical patent/RU2770615C1/ru

Links

Images

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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/30—Mixed waste; Waste of undefined composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/02—Conditioning the material prior to shaping
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0481—Other specific industrial waste materials not provided for elsewhere in C04B18/00
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/241—Paper, e.g. waste paper; Paper pulp
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/26—Wood, e.g. sawdust, wood shavings
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/026—Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • 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
    • C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C04B18/28—Mineralising; Compositions therefor
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C04B22/062—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals
    • C04B22/064—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals of the alkaline-earth 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/148—Aluminium-sulfate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к наполнителю, изготовленному из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм, для формы, произведенной с использованием наполнителя, и процесса для ее производства. Технический результат заключается в использовании альтернативных наполнителей, которые можно максимально легко произвести и обработать, обладающие улучшенными механическими свойствами. Наполнитель для производства цементно-щебеночных форм содержит смесь групп материалов, состоящих из измельченных и сортированных остатков, кондиционированных химическими реактивами - составами в присутствии воды, которые смешивают в следующих пропорциях относительного сухого вещества: 20 мас.% БКУ: бумага, картон, картонная упаковка, например, упаковка, печатная продукция или картонные папки, 40 мас.% пластмассы, например, упаковка, пленка, конверты для CD/DVD, 20 мас.% инертных материалов, например, стекло, керамика, фарфор, камень и глиняная посуда, 15 мас.% текстиля, например, одежда, шторы, ковры, тканевые обрезки, и 5 мас.% дерева, например, деревянные коробки, доски или стружка, а затем измельчают, согласно соответствующему вектору группы материалов в зависимости от массы. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Description

Настоящая патентная заявка относится к наполнителю, изготовленному из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм, для формы, произведенной с использованием наполнителя, и процесса для ее производства, согласно раскрытию в независимых патентных заявках.
Обычный бетон изготавливают из цемента, инертного материала (песка, гравия или песчаника) и воды для смешивания. Он также может содержать добавки и присадки (например, ускорители, замедлители схватывания). Согласно DIN EN 206-1 (см. также DIN 1045-1), бетон классифицируют как тяжелый бетон (pT: > 2600 кг/м3), обычный бетон (pT: > 2000–2600 кг/м3) и легкий бетон (pT: 800–2000 кг/м3) в зависимости от плотности в сухом состоянии (pT). При плотности в сухом состоянии pT < 800 кг/м3 речь идет об инфра- или ультралегком бетоне, к которому не применяют стандарт DIN EN 206-1. Согласно DIN EN 206-1, минимальное содержание цемента в бетонных корпусах составляет от 260 до 360 кг/м3 для классов воздействия XFI–XF4, минимальное содержание цемента составляет 300–340 кг/м3, и соотношение воды и цемента для замешивания бетона составляет от 0,45 до 0,65. Содержание цемента в бетоне составляет от 0,45 до 0,65. С учетом теплопроводности 0 в [Вт/(м-К)] (также называемого «коэффициент теплопроводности») обычно очевидно, что А-величины растут вместе с плотностью бетона в сухом состоянии. Таким образом, А-величины для нормального бетона составляют 1,3–2,3 Вт/(м-К), для легкого бетона 0,2–1,35 Вт/(м-К) и для инфралегкого бетона 0,04–0,3 Вт/(м-К). В связи с возможными вариантами инертного материала (например, обычный инертный материал - песок, гравий, песчаник) для обычного бетона; ячеистое стекло, сланец, глина, туф, лава, котельный песок и природная пемза для легкого бетона), содержанием определенного типа цемента и с учетом механической прочности, например, прочности на сжатие и прочности на изгиб, обычный и легкий бетон имеет относительно широкий диапазон (см. DIN EN 206-1:2000, глава 4.3.1, таблицы 7 и 8).
Недостатком бетона всех типов является дорогое сырье и ресурсы, например, используют песок, глину, вспученный сланец, сланец, туф и лаву, естественные отложения которых не вечны, и их необходимо беречь в контексте устойчивой экономики.
Таким образом, существует необходимость в бетонных материалах, обеспечивающих независимость от таких естественных отложений за счет использования альтернативных наполнителей, которые можно максимально легко произвести и обработать, и которые обладают сравнимыми или лучшими свойствами, чем известные бетонные материалы.
Эта задача решается функциями независимой патентной заявки, причем полезные варианты осуществления раскрываются функциями зависимых пунктов.
Согласно изобретению, предложен наполнитель. Наполнитель изготовлен из смеси измельченных, «сортированных остатков» посредством их кондиционирования химическими реактивами/составами в присутствии воды. В целях настоящего изобретения, «смесь измельченных, сортированных остатков» (далее - «смесь групп материалов») состоит из следующих групп материалов:
• БКУ: бумага, картон, картонная упаковка,
• пластмасса,
• инертные материалы,
• текстиль,
• дерево,
которые смешивают в соответствии с вектором группы материалов в зависимости от массы, а затем измельчают. Данную смесь групп материалов кондиционируют в смесителе после добавления реактивов, таких как сульфат алюминия, оксид кальция или гидроксид кальция, и воды. По окончании периода хранения/кондиционирования в 1–3 дня полученный наполнитель может быть обработан цементом, а затем водой для формирования цементно-щебеночного формованного корпуса.
Для увеличения механической прочности цементной пасты к цементу и воде может быть добавлен каолин и формиат кальция во время ее производства из материала наполнителя.
Цементные блоки, полученные во время этого процесса, обладают высокой огнестойкостью.
С точки зрения переработки различных остатков, одна из целей представляет собой использование наполнителя в соответствии с изобретением для производства недорогого инертного материала для цементных блоков, который при связывании в цементных блоках обеспечивает производство цементно-щебеночных материалов (например, блоков определенной формы и раствора), аналогичных по свойствам легкому бетону. Результатом является материал, объединяющий низкий объемный вес в сухом состоянии и низкую теплопроводность (λ) с механической прочностью, подходящей для строительства зданий с простой конструкцией.
Согласно изобретению, предложен наполнитель или инертный материал цемента, изготавливаемый из групп веществ посредством этапов механического измельчения, гомогенизации (смешивания) и химической обработки. Эти группы веществ также могут быть получены в процессе сортировки остатков, при этом, в дополнение к переработке остатков, также можно использовать относительно недорогие материалы.
В таблице ниже представлены группы веществ, которые могут быть использованы, и их массовые доли для производства наполнителя в соответствии с изобретением.
Группа веществ Примеры материалов из групп материалов Относительное содержание сухого вещества / мас.%
Бумага, картон, картонная упаковка (БКУ) Упаковка, печатная продукция, картонные папки... 20
Пластмасса Упаковка, пленки, конверты для CD/DVD... 40
Инертные материалы Стекло, керамика, фарфор, камни и гончарные изделия... 20
Текстиль Одежда, шторы, ковры, обрезки ткани... 15
Дерево Деревянные коробки, доски, стружка... 5
Смесь групп материалов, которая будет использована для производства наполнителя, предпочтительно измельчают в измельчителе поперечно-поточного типа, оснащенного ситом. При таком типе измельчения групп материалов БКУ, пластмассы, текстиля и дерева получают крупные и волокнистые частицы, которые увеличивают изгибную прочность на растяжение в цементном блоке. Максимальное расширение частиц молотого материала предпочтительно составляет 80 % по массе менее 4 мм и 98% по массе менее 10 мм.
Измельченную смесь затем смешивают с твердым сульфатом алюминия (Al2(SO4)3 ⋅ xH2O) и оксидом кальция или гидроксидом кальция в обычном смесителе. Сульфат алюминия можно использовать без воды (x = 0) или со стандартным для отрасли содержанием воды (x > 0).
При использовании гидрата сульфата алюминия (например, Al2(SO4)3 ⋅ 14H2O, Al2(SO4)3 ⋅ l8H2O...) можно использовать большую долю по массе гидрата сульфата алюминия, чем безводного сульфата алюминия, в зависимости от фактического содержания воды в используемом сульфате алюминия (кристаллизационная влага, а также связанная вода).
В качестве компонента, вступающего в щелочную реакцию в водной системе, может быть использован оксид кальция (CaO) или гидроксид кальция (Ca(OH)2), так как оксид кальция в любом случае реагирует с водой для образования гидроксида кальция в водных условиях производства наполнителя.
Тепловое тонирование не играет решающую роль в образовании гидроксида кальция из оксида кальция. В отношении абсолютной сухой массы измельченной смеси группы материалов предпочтительно использование от 5,5 до 6 мас.% номинально безводного сульфата алюминия.
При производстве наполнителя массовое соотношение сульфата алюминия (Al2(SO4)3) и оксида кальция (CaO) должно составлять 1:1.
После смешивания материалов добавляют воду и смешивают далее до достижения абсолютного заданного содержания влаги во всей смеси около 30–40 мас.%.
После хранения всей смеси, согласно раскрытию, в течение времени реакции (предпочтительно 1–3 дня) производство наполнителя завершено.
Данный влажный наполнитель можно хранить таким образом, что он не будет высыхать до помещения в затвердевшую цементную пасту. Если наполнитель высох, можно снова добавить воду для восстановления необходимого заданного содержания воды.
Используя наполнитель, раскрытый выше, а также цемент, воду и, при необходимости, каолин и формиат кальция (Ca(HCOO)2), производят цементно-щебеночную форму.
Опциональные дополнительные компоненты, каолин и формиат кальция, служат для увеличения механической прочности, прочности на сжатие и изгибной прочности на растяжение по сравнению с цементной пастой, произведенной без добавления каолина и формиата кальция.
Для производства формы, в соответствии с изобретением, цемент добавляют к раскрытому наполнителю в обычный смеситель во время смешивания. Затем добавляют воду, и все смешивают в смесителе. Количество цемента, соответствующее изобретению, составляет 70 ± 1% по массе на основе сухой массы наполнителя. Абсолютное общее содержание воды в данной затвердевшей смеси цементной пасты должно составлять 42% по массе, особенно в контексте обрабатываемости.
Сразу после производства смеси для цементного блока ее помещают в опалубочную форму. После схватывания и частичного затвердения цементный блок можно извлечь из опалубки и хранить до максимального затвердения (приблизительно 28 дней).
Данная цементная паста, согласно изобретению, обладает объемным весом в сухом состоянии 1,1–103 кг/м3 и прочностью на сжатие и изгиб 5,6 Н/мм2 и 2,3 Н/мм2, соответственно. Испытания на огнестойкость, согласно DIN 4102-2, проведенные на испытательном образце 500x500x240 мм3 (толщина D = 240 мм), показали огнестойкость, соответствующую требованиям для компонентов с огнестойкостью класса F120.
В другом варианте осуществления формы каолин (фарфоровая глина) и цемент добавляют в наполнитель, в соответствии с изобретением, в обычном смесителе, согласно раскрытию. Затем добавляют раствор формиата кальция в воду, и все смешивают в смесителе. В контексте абсолютной сухой массы наполнителя добавляют 6 % по массе формиата кальция (Ca(HCOO)2), растворенного в воде.
Количество цемента, соответствующее данному варианту, предпочтительно составляет 60 ± 1% по массе относительно сухой массы наполнителя. Масса добавленного каолина должна быть соотнесена с массой цемента, использованной в контексте изобретения, и предпочтительно составляет 9–9,5% по массе. Абсолютное общее содержание воды в данной смеси наполнителя, каолина, цемента, формиата кальция и воды должно предпочтительно составлять около 37% по массе всей смеси, особенно в контексте обрабатываемости.
Сразу после производства альтернативной смеси цементного камня ее помещают в опалубочную форму. После схватывания и частичного затвердения цементный блок можно извлечь из опалубки и хранить до максимального затвердения (приблизительно 28 дней).
Альтернативная цементная паста обладает объемным весом в сухом состоянии 1,1–103 кг/м3 и прочностью на сжатие и изгиб 9,5 Н/мм2 и 3,2 Н/мм2, соответственно. Испытания на огнестойкость, согласно DIN 4102-2, проведенные на испытательном образце 500x500x240 мм3 (толщина D = 240 мм), показали огнестойкость, соответствующую требованиям для компонентов с огнестойкостью класса F120.
Преимущества цементных блоков, согласно изобретению, могут быть следующими:
Цементные блоки можно извлечь из опалубки в течение 8 часов, несмотря на то, что процесс затвердения (приблизительно до 28 дней) еще не полностью завершен.
Частицы наполнителя приводят к более низкому объемному весу цементных блоков в сухом состоянии 1,1–103 кг/м3 по сравнению с обычным бетоном. В связи с таким объемным весом в сухом состоянии цементные блоки классифицируют как «легкий бетон».
Касательно цементных блоков, в соответствии с изобретением, весь инертный материал, обычно используемый в «легком бетоне», может быть заменен наполнителем, согласно изобретению. Таким образом, получают ценный новый тип сырья с использованием раскрытых групп материалов, при этом полностью сохраняются обычно используемые ресурсы, такие как песок, подходящая глина, вспученный сланец, сланец, туф и лава. Последнее также обеспечивает независимость от таких естественных отложений.
Согласно DIN 4102-2 (также см. DIN EN 13501-2), цементный блок, в соответствии с изобретением, демонстрирует класс огнестойкости F120. Это может быть удивительно с точки зрения горючих компонентов группы материалов в наполнителе.
Следует учитывать, что данные группы материалов (БКУ, пластмасса, текстиль и дерево) подвергают изменениям, вызванным нагревом (плавление, тепловое разложение и испарение), при воздействии тепла, что поглощает тепловую энергию и приводит к меньшему повышению температуры всего материала.
В связи с пористой структурой цементной пасты, согласно изобретению, газообразные продукты, возникающие во время воздействия тепла, не приводят к увеличению давления в цементной пасте, что создает внутреннее напряжение в цементной пасте с возможностью растрескивания. Кроме того, жидкая пластмасса и горючие газообразные продукты распада, возникающие на поверхности затвердевшей цементной пасты, подвергающейся воздействию тепла, приводят к значительному снижению парциального давления кислорода на поверхность, на которую оказывают тепловое воздействие, во время их горения. Это предотвращает распространение фронта пламени в затвердевшую цементную пасту.
Другие характеристики данного изобретения станут очевидны из следующих вариантов осуществления, не имеющих ограничительного характера. Ниже показано:
Фиг. 1 представляет собой блок-схему процесса, согласно изобретению; и
Фиг. 2 представляет собой изображение наполнителя, согласно изобретению.
На Фиг. 1 показан в форме блок-схемы вариант осуществления процесса производства наполнителя, согласно изобретению.
На первом этапе 2 остатки 4, состоящие на 20% из бумаги, картона, картонной упаковки, на 40% из пластмассы, на 20% из инертного материала, на 15 % из текстиля и на 5% из дерева, сортируют, при этом отделяют отбракованные остатки 6.
На этапе 5 остатки 4 передают в измельчитель поперечно-поточного типа, оснащенный ситом, где их измельчают в молотый материал на этапе 8 с максимальным расширением частиц молотого материала, предпочтительно составляющим менее 4 мм в 80% по массе и менее 10 мм в 98% по массе.
Молотый материал 9 с этапа 8 затем смешивают в обычном смесителе на этапе 10 с твердым сульфатом алюминия (Al2(SO4)3 - xH2O), дозированным на этапе 11, и оксидом кальция в качестве добавок 12. Используемый сульфат алюминия является безводным (x = 0) или обладает стандартным для отрасли содержанием воды (x > 0).
Массовое соотношение сульфата алюминия (Al2(SO4)3) и оксида кальция (CaO) составляет 1:1.
Затем в процессе смешивания добавляют воду на этапе 10 до достижения абсолютного заданного содержания влаги во всей смеси около 30–40 мас.%.
Наконец, на этапе 14 всю смесь 13 с этапа 10 хранят в течение времени реакции в 1–3 дня, и производство наполнителя завершается.
На Фиг. 2 показано изображение наполнителя, которое, в частности, отображает структуру и размер гранул. Представленная на изображении зажигалка присутствует только для сравнения размера и не составляет часть раскрытия.

Claims (35)

1. Наполнитель для производства цементно-щебеночных форм, содержащий смесь групп материалов, состоящих из измельченных и сортированных остатков, кондиционированных химическими реактивами - составами в присутствии воды, причем смесь групп материалов состоит из измельченных и сортированных остатков, выбранных из групп материалов:
• БКУ: бумага, картон, картонная упаковка,
• пластмасса,
• инертные материалы,
• текстиль,
• дерево,
которые смешивают в следующих пропорциях относительного сухого вещества: 20 мас.% БКУ: бумага, картон, картонная упаковка, например, упаковка, печатная продукция или картонные папки, 40 мас.% пластмассы, например, упаковка, пленка, конверты для CD/DVD, 20 мас.% инертных материалов, например, стекло, керамика, фарфор, камень и глиняная посуда, 15 мас.% текстиля, например, одежда, шторы, ковры, тканевые обрезки, и 5 мас.% дерева, например, деревянные коробки, доски или стружка, а затем измельчают, согласно соответствующему вектору группы материалов в зависимости от массы.
2. Наполнитель по п.1, причем сульфат алюминия и оксид кальция представляют собой химические реактивы.
3. Наполнитель по п.1, причем сульфат алюминия и гидроксид кальция представляют собой химические реактивы.
4. Наполнитель по одному из предыдущих пунктов, причем группы использованных веществ, как минимум, частично представлены как волокнистые частицы.
5. Наполнитель по одному из пп.1 или 4, причем используют от 5,5 до 6% по массе номинально безводного сульфата алюминия на основе абсолютно сухой массы измельченной смеси групп веществ.
6. Наполнитель по одному из пп.1 или 4, 5, причем массовое соотношение сульфата алюминия (Al2(SO4)3) и оксида кальция (CaO) составляет 1:1.
7. Наполнитель по любому из предыдущих пунктов, причем вся смесь имеет содержание влаги около 30–40% по массе.
8. Форма, изготовленная из наполнителя по любому из пп.1–7 и обрабатываемая цементом и водой для формирования цементно-щебеночных форм.
9. Форма по п.8, причем количество цемента составляет 70±1% по массе относительно сухой массы наполнителя.
10. Форма по п.8, причем, в дополнение к наполнителю, также присутствуют цемент, вода, каолин и формиат кальция для увеличения механической прочности формы.
11. Формованное изделие по п.10, причем на основе абсолютной сухой массы наполнителя используют 6% по массе формиата кальция (Ca(HCOO)2), растворенного в воде.
12. Форма по одному из пп.10 или 11, причем количество цемента составляет 60±1% по массе относительно сухой массы наполнителя.
13. Форма по п.11, причем масса добавленного каолина составляет 9–9,5% по массе относительно использованной массы цемента.
14. Способ производства наполнителя, содержащего группы материалов БКУ: бумага, картон, картонная упаковка, пластмассу, инертные материалы, текстиль и дерево, содержащий следующие этапы:
• гомогенизация материалов группы материалов в следующих пропорциях относительного сухого вещества: 20 мас.% БКУ: бумага, картон, картонная упаковка, например, упаковка, печатная продукция или картонные папки, 40 мас.% пластмассы, например, упаковка, пленка, конверты для CD/DVD, 20 мас.% инертных материалов, например, стекло, керамика, фарфор, камень и глиняная посуда, 15 мас.% текстиля, например, одежда, шторы, ковры, тканевые обрезки, и 5 мас.% дерева, например, деревянные коробки, доски или стружка, в смесителе;
• измельчение материалов группы материалов и гомогенизация измельченной смеси материалов;
• добавление химических реактивов, сульфата алюминия, оксида кальция или гидроксида кальция и воды;
• хранение смеси в течение заданного времени реакции, предпочтительно в 1–3 дня.
15. Способ производства наполнителя по п.14, причем смесь группы использованных материалов измельчают в измельчителе поперечно-поточного типа, оснащенного ситом, для получения волокнистых частиц.
16. Способ подготовки наполнителя по п.14 или 15, причем измельченную смесь группы материалов смешивают в обычном смесителе с твердым сульфатом алюминия (Al2(SO4)3 × xH2O), добавляют и смешивают оксид кальция или гидроксид кальция, при этом может быть использован сульфат алюминия безводный (x=0) или со стандартным в отрасли содержанием воды (x>0).
17. Способ подготовки наполнителя по п.16, причем используют от 5,5 до 6% по массе номинально безводного сульфата алюминия на основе абсолютно сухой массы измельченной смеси группы материалов.
18. Способ подготовки наполнителя по пп.14-17, причем массовое соотношение сульфата алюминия (Al2(SO4)3) и оксида кальция (CaO) составляет 1:1.
19. Способ подготовки наполнителя по пп.14-18, причем добавляют воду до достижения абсолютного заданного содержания влаги всей смеси около 30–40% по массе.
20. Способ производства формованного изделия, содержащий этапы:
• обеспечения наполнителя, подготовленного по любому из пп.14-19;
• смешивания наполнителя с цементом и водой и введения состава в форму для изготовления формованного изделия;
• схватывания формованного изделия и удаления формы или опалубки;
• выдержки формованного изделия в течение заданного количества дней.
21. Способ производства формованного изделия по п.20, причем, дополнительно к цементу и воде, с наполнителем также смешивают каолин и формиат кальция.
RU2021109743A 2018-10-01 2019-10-01 Наполнитель из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм RU2770615C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018124254.9 2018-10-01
DE102018124254.9A DE102018124254A1 (de) 2018-10-01 2018-10-01 Füllstoff aus sortierten Reststoffen für die Herstellung zementgebundener Formkörper
PCT/EP2019/076630 WO2020070151A1 (de) 2018-10-01 2019-10-01 Füllstoff aus sortierten reststoffen für die herstellung zementgebundener formkörper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770615C1 true RU2770615C1 (ru) 2022-04-19

Family

ID=68136411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021109743A RU2770615C1 (ru) 2018-10-01 2019-10-01 Наполнитель из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20210340064A1 (ru)
EP (1) EP3860961A1 (ru)
CA (1) CA3112647A1 (ru)
DE (1) DE102018124254A1 (ru)
MX (1) MX2021003423A (ru)
RU (1) RU2770615C1 (ru)
WO (1) WO2020070151A1 (ru)
ZA (1) ZA202101204B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11964314B2 (en) 2021-02-02 2024-04-23 EcoGensus LLC Powders comprising solid waste materials
BR112023015546A2 (pt) 2021-02-02 2023-11-14 EcoGensus LLC Composições contendo resíduos sólidos

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU606847A1 (ru) * 1976-02-23 1978-05-15 Московский Лесотехнический Институт Способ изготовлени арболита
SU1699976A1 (ru) * 1989-03-30 1991-12-23 Московский Лесотехнический Институт Способ приготовлени сырьевой смеси дл арболита
DE19611454A1 (de) * 1996-03-22 1997-09-25 Rethmann Lippewerk Recycling G Mineralischer Füllstoff und Baustoff-Additiv auf Basis von Calciumaluminiumsulfat und deren Herstellung und Verwendung
CN103539425A (zh) * 2013-09-29 2014-01-29 张伟 制作干混砂浆的组合物
RU2688718C1 (ru) * 2018-09-27 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Смесь для получения композиционных строительных материалов, содержащая компоненты коммунальных отходов

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD240195A1 (de) * 1985-08-14 1986-10-22 Univ Dresden Tech Verfahren zur herstellung von lignocellulose-zement-platten iv
FR2700163B1 (fr) * 1993-01-05 1995-03-24 Decros Raymond Rene Jean Procédé pour la fabrication d'un matériau de construction.
FR2718736B1 (fr) * 1994-04-19 1996-07-19 Burgand Yves Pâte d'un ligno-cellulo-sulfoaluminate de calcium particulier, composition la contenant et utilisation de cette pâte et de cette composition en tant que matériau de construction.
DE102004042143B3 (de) * 2004-08-31 2006-02-16 Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Bauplatten, aus Feststoffabfällen
DE102010013881A1 (de) * 2010-04-01 2011-11-24 Terion Ag Füllstoff sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US8937118B2 (en) * 2013-05-10 2015-01-20 Ahmed Maher Ghalayini Building materials made from recycled items

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU606847A1 (ru) * 1976-02-23 1978-05-15 Московский Лесотехнический Институт Способ изготовлени арболита
SU1699976A1 (ru) * 1989-03-30 1991-12-23 Московский Лесотехнический Институт Способ приготовлени сырьевой смеси дл арболита
DE19611454A1 (de) * 1996-03-22 1997-09-25 Rethmann Lippewerk Recycling G Mineralischer Füllstoff und Baustoff-Additiv auf Basis von Calciumaluminiumsulfat und deren Herstellung und Verwendung
CN103539425A (zh) * 2013-09-29 2014-01-29 张伟 制作干混砂浆的组合物
RU2688718C1 (ru) * 2018-09-27 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Смесь для получения композиционных строительных материалов, содержащая компоненты коммунальных отходов

Also Published As

Publication number Publication date
MX2021003423A (es) 2021-06-15
DE102018124254A1 (de) 2020-04-02
WO2020070151A1 (de) 2020-04-09
EP3860961A1 (de) 2021-08-11
CA3112647A1 (en) 2020-04-09
ZA202101204B (en) 2022-01-26
US20210340064A1 (en) 2021-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5482550A (en) Structural building unit and method of making the same
US6488762B1 (en) Composition of materials for use in cellular lightweight concrete and methods thereof
RU2506241C2 (ru) Стойкий магнезиальный оксихлоридный цемент и способ его получения
US20070017418A1 (en) Magnesium cementitious composition
Wazien et al. Strength and density of geopolymer mortar cured at ambient temperature for use as repair material
EP1255706B1 (en) Concrete
RU2770615C1 (ru) Наполнитель из сортированных остатков для производства цементно-щебеночных форм
Machado et al. Study of the effect of silica fume and latex dosages in cementitious composites reinforced with cellulose fibers
Otuoze et al. Characterization of sugar cane bagasse ash and Ordinary Portland Cement Blends in Concrete
Animesh et al. Partial replacement of fine aggregate and coarse aggregate by waste glass powder and coconut shell
RU2355657C2 (ru) Сырьевая смесь для получения зольных бетонов и способ ее приготовления (варианты)
Boudali et al. Microstructural Properties of the Interfacial Transition Zone and Strength Development of Concrete Incorporating Recycled Concrete Aggregate
Małaszkiewicz et al. Utilization of wastes from medium density fiberboards production as an aggregate for lightweight cement composite
KR20110109286A (ko) 고강도 콘크리트용 원료를 이용한 경량 기포 콘크리트 및 그 제조방법
JPH0995556A (ja) 耐火性ボード組成物
Melichar et al. Effect of use of non-traditional raw materials on properties and microstructure of cement-bonded particleboards
RU2140888C1 (ru) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического
Schmidt et al. The effect on the compressive strength of concrete produced by the incorporation of boiler-calcined biomass ash into sand from the Maule river, Chile
RU2212385C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий
RU2371411C1 (ru) Строительный раствор
Hatem Alani et al. Influence of Silica Fume Inclusion on the Compressive Strength Development of High Strength Concrete Containing High Volume of Palm Oil Fuel Ash
Wahab Thermal Conductivity for Foamed Paste made of Cement and Cement kiln dust
Manju et al. Micro, macro and durability properties of self compacting concrete using various filler materials
RU2150446C1 (ru) Состав для изготовления полистиролбетонной смеси
Patel et al. To Study On Effect Of High Performance Concrete With Alccofine And Waste Glass Powder