SU981284A1 - Способ приготовлени сырьевой смеси дл изготовлени строительных изделий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ .ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относитс  к производству строительных материалов, например , изготовленных методом экструзии .

Известен способ .приготовлени  асбестоцементных смесей с добавкой пластификатора, включающий его введение в смесь в виде заранее приготовленного водного раствора определенной концентрации и в зкости t.

Однако такой способ не обеспечивает равномерного распределени  в зкого раствора пластификатора по всей массе при перемешивании ее в обычных лопастных смесител х. Кроме того, введение пластификатора в виде раствора требует использовани  специальных устройств и оборудовани  дл  его приготовлени  (емкостей дл  выдерживани , набухани  и окончательного растворени ), системы транспортных средств и насосов-дозаторов дл  в зких растворов.

Наиболее близким к изобретению по технической суиности и достигаемому результату  вл етс  способ приготовлени  асбестоцементной смеси , состо щий в измельчении и перемешивании пластификатора в вибромельнице с компонентом смеси, способствуюршм интенсификации измельчени , в соотношении 1:5 - 1:100 в течение 5-20 мин,в последующем добавлении . в вибромельнипу цемента в количестве , в 2-3 раза превышающем количество полученной смеси, и асбеста, измельчении и перемачивании в течение 0,53 мин полученной смеси и перемешивании ее с остальной частью компонен10 тов в лопастном смесителе в течение 5-10 мин 2.

Недостатком известного способа  вл етс  высока  энергоемкость процесса диспергировани  высокомолеку15 л рного водорастворимого пластификатора (например,, метил целлюлозы или другого эфира целлюлозы) и неэффективность использовани  оборудовани . Дл  успешной реализации этого п ро20 цесса необходимо использование иск.гаочительно сухого диспергирующего компонента .

При влажности диспергирук чего компонента (например, песка), равной 25 1,5-2%, процесс диспергировани  необходимо проводить не менее 15-2Q мин, так как даже при диспергировании 12-13 мин количество высокомолекул рного соединени  метилцеллюлозы

30 с размером частиц 2,0-2 мм составл ет 32-35%, Большое количество пра тически не измельченного дорогосто щего пластификатора (4600 р. за 1 т в смеси делает его использование неэффективным в зтом случае. При вл ности диспергирующегр компонента 3% и более продолжительность дисперги4 овани  резко увеличиваетс , выгруз ка материала из мельницы затрудн ет с  из-за его комковани  и Нрилипани  кмелю1г м ; телам. Процесс Диспергировани  становито  практически нереальным из-за невозможности выгрузки Мс1териала, При этом получаемый материал оказываетс  нетехнологичным даже в случае измельчени  при вл -кности песка 1-1,5%, так как значительно ухуддааетс  сыпучесть, повьниаетс  слеживаемость, склонность к агрегации и сводообразованию в бункерах, Это затрудн ет его дозирование, под чу, равномерное распределение в фор мовочной смеси и следовательно эффективное использование, В то же врем  на практике естест венна  влажность песка в зависимости от погодных условий колеблетс , как правило, от 4 до 7%, а иногда достигает 10% и более. Поэтому дл  организации устойчивого и стабильно го процесса диспергировани  необход МО использование специального энерг емкого оборудовани  дл  сушки песка Нарзшению или снижению эффективности процесса диспергировани , а также ухудшению технологичности получаемого материала способствует также высока  гигроскопичность водо растворимых полимеров , адсорбционна  влажность которых может достигать 30% и более. Нарушение процесса диспергировани , происходит .3 результате преждевременного йротеканй  процесса набу хани  и частичного растворени  высо комолекул рного соединени  при,контакте с влажным компонентом в про .цессе их совместного диспергировани  и выдерживани , Вследств1йе высо кой способности набуЗоийх и частично растворившихс  частиц к агрегации смачивание полимера приводит к образованию в зких агломератов, трудно поддающихс  требуемо1й обработке. Недостатком способа при использовании сухих материалов  вл етс  интенсивное пылеобразование, что делает процесс диспергировани  вредным дл  здоровь , требует устройства систем аспирации и предъ вл ет специальные требовани  техники безопасности . . Цель изобретени  - снижение 3Hepr емкости технологического процесса, удешевление его и повышение прочности изделий на раст жение. Поставленна  цель достигаетс  тем,, что согласно способу приготовлени  сырьевой смеси дл  изготовлени  строительных изделий, включающему диспергирование одного компонента из группы} мётилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза , метилрксипропилцеллюлоза, полиоксиэтилен, поливиниловый спирт,совместно с песком в аппарате ударноистирающего или истирающего действи , введение в жущего и волокнистого наполнител , увлажнение смеси и перемешивание ее, диспергирование осуществл ют в присутствии метановйй бражки или упаренной последрожжевой барды или глицерина или хлористого натри  при соотношении этого вещества с одним компонентом из группы: мётилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза , метилоксипропилцеллюлоза, полиоксиэтилен, поливиниловый спирт,- 1:0,2-1:10, Увлажнение смеси перед перемешиванием осуществл ют количеством воды, составл ющим 0,2-170 - кратное ее количество, присутствующее при диспергировании . Указанна  группа веществ преп тствует преждевременному набуханию и растворению полимеров и агломерации полимерсодержащей смеси, . В качестве веществ, преп тствующих пре сдеврёменному набуханию и растворению полимеров и агломерации полимерсодержащей смеси, могут быть использованы также кетрны, алифатические и ароматические спирты (в т.ч. - многоатомные) и их произ- водные, концентрированные растворы минеральных солей, дубильных веществ, поверхносто-активных соединений, а также смеси этих веществ. Технологи  способа состоит в следующем . В аппарат ударного или истирающего воздействи , например вйбромельницу , загружают смесь, состошцую из пластификатора типа метилцеллюлозы , песка или другого компонента смеси,  вл ющегос  диспергирующим абразивным агентом и вещества , преп тствующего преждевременному набуханию и растворению пластификатора , например упаренной последрожжевой барды (УПБ), в присутствии воды, наход щейс  в указанной смеси в количестве 0,5-75% и измельчают ее 1-10 мин Полученную смесь перемеиивают q остальными компонентами смеси и вода  2-10 мин в любой последовательности (сначала с суХими компонентами, а затем с водой, либо сначала с водой, а затем с сухими ко1«.шрнентами) , При необходимости осуществлени  pacnyjuKHj волокнистого материала смешение с сухими компонентами провод т в две стадии: 1 - смешение с частью сухих компонентов , сопровождаемое pacnyiuKoP

(диспергированием) волокнистого компонента, 2 - смешение с остальной частью компонентов..

Приготовленную смесь выгружают в формующий агрегат, например в пресс дл  экструдировани .

Состав упаренной поеледрожжевой барды (в мас.% на сухое вещество) приведен в табл. 1.

Состав метановой бражки практически аналогичен составу УПБ; отличие заключаетс  в увеличении на 10-30% минеральной компоненты за счет снижени  содержани  органических веществ.

. Врем  измельчени  находитс  в пределах 1-10 мин и зависит от типа пластификатора, влажности, количества добавки, преп тствующей преждевременному набуханию и растворению пластификатора и т.п. Врем  перемешивани  составл ет 2-10 мин, на него , кроме указанных выше параметров, вли ет также соотношение воды, вводимой при смешивании всех компоненто и воды, присутствующей при помоле.

Способ приготовлени  формовочной смеси позвол ет, значительно снизить энергетические затраты за счет ликвидации процесса сушки сырьевых материалов , сокращени  цикла измельчени  fдиспергировани ) в 2-5 раз, сокращени  времени выгрузки в 2-10 раз и повысить эффективность испбльзовани  оборудовани .

Наличие в диспергируемой смеси упаренной последрожжевой барды (УПБ) или другого вещества, предотвращающего преждевременное набухание и растворение пластификатора при содержании влаги в диспергируемой смеси в количестве 0,5-75%, позвол ет обеспечить эффективное измельчение (диспергирование) пластификатора, несмотр  на высокое содержание воды в смеси. Результаты оценки эффективности предлагаемого способа дл  нескольких примеров приведены в табл. 2

При дальнейшем смешении диспергированной смеси со всем количеством воды, требуемым по составу, концент pajjHH вещества, преп тствующего набуханию и растворению пластификатора уменьшаетс  соответственно до такой величины, при которой происходит уже беспреп тственное набухание частиц полимера - пластификатора и последующее быстрое и полное его растворение.

Улучшение растворимости св зано с расклинивающим действием раствора вещества, преп тствующего растворению полимера при относительно высоком содержании этого вещества в растворе (т.е. на стадии измельчени ), .JJO хорошо пропитывающего и смачивающего волокна полимера по всей массе.

Предотвращение слипани  частиц и образование агломератов и коллоид- ных ассоциатов способствует лучшей диспергации полимера в смеси и более быстрому его растворению после введени  всей воды затворени . Улучшение растворимости способствует более полному про влению пластифицирующей и других свойств полимера. Указанные факторы способствуют, в свою очередь, более равномерному распределению пластификатора (полимера ) , уменьшению адсорбционного сло , его раствора, т.е. снижению его расхода,, и более эффективному использованию.

П D и м ё тх ,1. Состав исходных материалов , кг:

Портландцемент

марки М-400 450

Песок кварцевый

(влажностью 2,5%)

в пересчете на сухое

вещество180

Асбест марки П5-50 120

Метилцеллюлоза МД 100 (влажностью 5%) в пересчете на сухое веществоб

Вода .(включа  влагу компонентов смеси) 240

Упаренна  последрожжева  барда (УПБ),

50% концентрации 1,2

В вибромельницу загружают смесь, состо щую из песка (90 кг) , зШБ (1,2 кг) и метилцеллюлозы (6 кг), что соответствует соотношению УПБ и метилцеллюлозы в пересчете, на сухие вещества 1:10.Относительна  влажность сме.си (с учетом вла ности исходных материалов) составл ет 3,2%. Эту смесь подвергают измельчению в течение 10 мин, после Чего выгружают и подвергают обработке. При этом остальное количество воды (234,6 л), вводимое после окончательного смешени  всех компонентов, превь иает в 73 раза массу воды, присутствующую при диспергировании.

П р и м е р 2. Состав исходных материалов на замес,, кг:

Портландцемент

марки М-400450

Песок кварцевый (влажностью 4%) в пересчете на сухое

180 вещество 120

Асбест марки Пб-65

Метилцеллюлоза МЦ 100 (влёикность 5%) в пересчете на сухое вещество

Вода (включа  влагу компонентов смеси)

220 2

ytlB, 50% концентрации В бегуны загружают смесь состоййУЮ из асбеста (120 кг), песка (180 кг) УПВ (2 кг) и метилцеллюло |Эы (б кг), что соответствует соотно шению УПБ и метилцеллюлозы IsS, относительна  влажносзть смеси составл ет 2,8%. Эту смесь Диспергируют ,5 минj затем пропускают через дезин тегратор, после чего смеетъают с портланцементом и водой, зр&« смешивани  составл ет 8 мин. Йри зт количество- вощ (211.5 лТ. вводимое окончательного смешен и  все компонен.тов, превык1ает в 25 раз мас су йоды, присутствующую при дисперг рова ии. - ., -:: . :. ; П р ИМ е р 3. Состав исходных материалов на замес, кг: Портландцемент , , : : 450 . Песок кварцевый- ( влажностью 10,0%) в пересчете на сухое .вещество180 Асбест марки П5-50 120 Метилцеллюлоза Mil 100 (влажностью 5%) в пересчете на сухое :в€ЭдествЬ .6 Вода (включа  влагу компонентов смеси) .240 УПБ, 50% концентрации 4

В вибромельниод загружают сгмесь, состо щую из песка () УЙБ . (4 кг) и 4етилиелл|(шоэ1  (б кг) что соответствует соотнсжю адо УПБ и ме/гилделлюлозы 1:3. Отцоси епьна  влажность смеси составл ет 10,3%. Далее ЭТ5 смесь подвергают с вравотке, как в прталере 1, При этом ко ичество BO-J ды (219,7 л) , вводимое после: оконча-, тельного смешени  всех к 1понентЬв, прёвйиает в 19 раз массу воды. Присутствующую при диспергировании. (

П Р и мер 4. Состав исходных материалов на замес, кг:

Гипс строительный полуводный

Песок кварцевый (влажностью 8%) в пересчете на сухое вещество

Асбест марки П6-30

Метилцеллюлоза МЦ 100

(влажностью 12%)

в пересчете на сухое

вещество

Вода (включа  влагу компонентов смеси)

180 18

УПЪ, 50%-концентрации

УПБ 50% концентрации 12

В вибромель ицу загружают смесь, состо чую из песка (100 кг), УПБ (12 кг) и оксиэтилце люлозы (-4 кг), что соответствует соотномению УПБ и оксиэтилцеллюлозы 1:0,67, относительна  влажность смеси составл ет 10,1%. Эту смесь подвергёиот измельчению 3 мин, после чего выгружают и смешивают с целлюлозными волокнами и гйпсо. Далее полученную смесь 50 подвергают обработке, как в примере ;При этом количество воды (167,6 л), вводимое после окончательного смечюни  всех ксмпонентов, превы11 1ет Э 13,5 раз массу воды, присутствующую при диспергирований.

П р и м е р 6. Состав исходных материалов на замес, кг:

Из вест ковр-кремне е мистое в жущее

песок кварцевый (влажностью 15%) в пересчете.на сухое вещество

Асбест марки 7-450 В вибромельницу загружают смесь, ост6 1 ю из песка (70 кг), УПБ Jl8 кг) и мётилпеллюлозы (3,6 кг), что соответствует соотношению УПВ и метилцеллюлозы 1; 0,4. Относительна  влажность смеси составл ет 15,3%. Эту смесь подвергают измельчению 5 мин, после чего выгружают и смешивают с асбестом (50 кг). Полученную смес Пропускают через вибромельницу при непрерывной выгрузке материдла . Выгруженную смесь далее подвергают обработку, как в примере 1. . При этом, количество воды (165 л), вводимое после о-кончат.ельного смешени  всех кр11лпрнентов,. превышает в 11 раз массу воды, присутствующую при.диспергировании. П р и м е р 5. Состав исходных материалов на замес, кг: Гипс строительный полуводный Песок кварцевый (влажностью 5%) в пересчете на сухое вещество целлюлозше В|6локна Оксиэтилцеллюпоза (влажностью 35%) -В пересчете, на сухое вещество ; Вода (р1слк ча:  влагу ксм4понентов смеси)

Метилцеллюлоза МД 16

(влажностью 9%)

в пересчете на сухое

вещество3

Вода (включа  влагу компонентов смеси) - 260

УПВ, ;5Ь% концентрации В шаровую мельницу . загружгиот смесь, .состо Гчую из песка (20 кг), УПВ (6 кг)| мётилцеллюлозы (3 кг) . и воды (27 кг), что- соответствует, соотношению УПБ и мётилцеллюлозы 1:1, Т1ри этом относительна  влажность смеси составл ет 56,1%. Эту смесь подвергают измельчению в течение 10 мин после чего выгружают и смешивак т. с остальным,; требуе на замес, количеством воды (226,7 л) Это количество воды превышает.в 6,8 раз массу воды, используемую при диспергировании . Полученной с растворённой метилцеллюлозой. суспензией увлажн ют смесь остальных сухих компонентов цпереметшвают 2 мин. Готовую смесь выгружают в пресс дл  экструди: ровани . , . ;, ,, . ,- - . ....

П р и м е р 7. Со:став исходник. : материалов на замес, кГ; . Гипс строительный / полуводный45.0

Песок кварцевый

(влажностью 4%),

в пересчете на сухое

вещество. .30 ,

Асбест марки 7-450 100 , Бумажна  макулатура 20

Иетилоксипропил1хелл1йлоза ; (влажностью 4%) . в пересчете на сухое . . ве1иество , ,3

Вода (включа  влагу компонентов ) . 180

.УПБ, 50% концентраций 15..

В вибромеЛьницу загружают смесь .состо щую из пе.ска (30 кг) , УПБ (15 кг) и метилоксИпропилцеллюлозы, ( 3 кг), что соответствует соотнсй ению УПБ и метилоксипропилцеллюлозн 1:0,4.1 Относительна  влажность сгмеси составл ет 17 ,8%. Эту смесь подвергают диспер1гированию в течение 1 мин, после чего -выгружают и смешивают с недостаю1дам на замес количеством воды (171,8 кг), Это количество воды niieBHwaeT в 19,4 раза-, Массу воды, присутствукхтую при диспергировании- . Полученную с растворен .ной метилоксипропилцеллюлозой суспензию смешивают с остальными сухими компонентами смеси 8 мин. Готовую смесь выгруЖсцот в пресс дл  экструдир .овани .

П р и м е р 8. Состав исходных материалов на замес, кг:

Гипс строительный

450 полуводный

Песок кварцевый (влажностью 4%) в пересчете на сухое

50 вещество 100 Асбест марки П6-30

3,0

ПЬлирксизтилен

Вода (включа  влагу

170 компонентов смеси)

Глицерин3,0

В бегуны загружают смесь, состо1 шую 113 песка, (50 кг), глицерина 15 (3 кг) и{пол;ноксиэтнл9на -. (3,6 кг), ; что сортветствует. отно менйю глйиерн на и по«лиоксиэтилена 1:1, Относительна  влажность смеси составл ет 3,4%. Эту смесь подвергают диспергированию 20 в течение 3 мин, после чего внгруха . ют и смеижвают с недостдюцсш на замес количеством воды (168 л) V Это ; количество водн превьшает в 84 раэА массу вЬпн, присутствующую при дис25 пёр.ги : овании. Далее смесь подеергаю

обработке; как в примереЮ. V П р и м е. р 9.Состав .исходных материалов на замес Кг;

Гипс строительный полувбдный 450 Песок кварцевый 30 ( влажностью 12%) ; в пересчете на сухое вещество90

Асбест :

60

Поливиниловый спирт 6 ПВС-ТР

Вода (вклгма  влагу

170 ком11онентов смеси)

40

25% раствор ХЛОРИСТОГО

,.:/ натри  ,. . ;,:. ;.,i в вибромёльНицу загрУткают смесь, состо щую из песка (90 кг) 25% раст вора хлористого натри  (10 кг) и поливинилового спирта марки ПВС-ТР (6 кг), что соответствует coOTHOtaeнйю хлористого натри  и поливинилового спирта 1:2,4. Относительна  влаж-jiOCTb смеси составл ет . Далее ;

50 смесь подверггиот 6браб1рткв, как в ; примере 11 При .этом количество вода (151 7 л):, вводимое при Окончательном смешении компонентов превниаёт в 8,8 раз массу воды присутству адую

« при диспергировании.

П р и м е р 10. Состав исхрдных

:ма1териалов на замес, кг:;

450

Портландцемент марки М-400 100 Песок кварцевый сухой 120 Асбест марки П6-65

Метилцеллюлоза (влажностью If5%) в пересчете на сухое вещество Вода (включа  влагу компонентов смеси) . УПБ, 50% концентрации В вибромельницу загружают смесь состо щую из асб:еста, песка, УПВ и метилцеллкшозы, при этом соотноме ние УПБ и метилцеллюлозы составл ет 1;б-. Относительна  влажность смеси 0,5%. Смесь диспергируют 1 мин, затем пропускают через дезинтегратор после чего перемешивают с портландцементом и водой в лопастном смесителе 5 мин. При этом кол 1чество воды (188,9 кг), вводимое после окончательного смешени  всех компонентов , превышает в 170 раз массу воды присутствующую при диспергировании Пример 11. Состав исходных материалов на замес, кг; Гипсовое в жущее480 Песок кварцевый ( влажностью 5%) в пересчете на сухое веществЬ Целлюлозные волокна Оксиэтилцеллюлоза (влажностью 35%) в пересчете на сухое вещество Вода (включа  влагу компонентов смеси) Метанова  бражка, 10% концентрации В шаровую мельницу загружают сме состо щую из песка, оксиэтилцеллюло зы и метановой бражки. При этом соо ношение метановой бражки и оксиэтил целлюлозы составл ет 1:0,2, а.относ тельна  влажность смеси 75%. Эту см подвергают изг1ельчению в течение 10 мин, после чего выгружают и смешивают с остальным требуемым назамес количеством вода (30 кг). Это количество воды составл ет 0,2 от массы воды, испо-льзуёмой при диспер гировании. Полученной суспензией ув лажн ют смесь гипсового в жущего и целлюлозы волокон и перемешивают 2 мин. Характеристика измельчаемых смесей представлена в та€л. 2. Из данных, представленных в табл видно, что способ позвол ет успешно использовать дл  диспергировани  по лимера песок естественной влажности котора  может достигать 5-8%. Это дает возможность исключить весьма энергоемкую стадию, сушки песка. Полимерсодержана  смесь, дисперг рованна  по предлагаемому способу, личаетс  хорошей подвижностью в чп1роком диапазоне влажностей и легко выгружаетс  и перегружаетс  из поио ного оборудовани , бункеров и т.п. значительно расшир ет технологические возможности производства. Быстро: достигаема  при этом дисперсность получаемой смеси позвол ет интенсифицировать процесс. Повыпение прочности на раст жение и снижение стоимости изделий подтверждаетс  сопоставлением сравнительных испытаний, представленных в табл. 3. Эти испытани  проводились на издели х, изготовленных из гипсоволокнистых смесей с различным содержанием плас- . тибикатора. Формовочные смеси, состо щие из гипса, песка, асбеста, пластификатора - метилцеллюлозы, УПБ-50%ной концентрации и воды, во всех составах имели соотношение асбеста, гипса и УПБ посто нным и равным 1:8: :1:0,1. Состав смесей При измельчении и другие их параметры приведены в табл. 3. Вли ние способа приготовлени  сырьевой смеси на ее формовочные свойства и свойства готового материала представлено в табл. 3. В результате осуществлени  способа совершенствуетс  технологи  и улучшаетс  технологичность перерабатываемого материала. Способ позвол ет эффективно измельчать (диспергировать высокомолекул рные водрастворимые полимеры независимо от влажности исходного.сырь  и в присутствии значительных количеств воды. При этом измельчаемый материал хорошо,выгружаетс  из оборудовани  и обладает хорошей сыпучестью (или текучестью) при использовании материалов различной влажности. Данный способ позвол ет эффективно использовать и менее энергоемкое оборудование, обладающее ударно-истирающим или истирак  им воздействием (например, шаровую мельницу, бегуны и т.п.), так как процесс диспергировани  может производитьс  при сухом рехсиме (или практически сухом - при использо)зании материалов естественной влажности) и влажном режиме (при измельчении материалов в виде шлама и суспензии). Про вление растворимости может регулироватьс  в зависимости от требуемой последовательности смешивани  компонентов - до или после смешени  сухих компонентов. Это делает т,ехнологию более удобной, так как в р де случаев более целесообразно перевести полимер в раствор до увлажнени  минерального в жущего и сократить стадию смешени  йсех компонентов после их увлажнени  с целью уменьшени  процесса активизации в жущего (например, гипса) и предотвращени  преждевременного его схватывани . Более равномерное распределение таствора пластификатора в смеси улучиет

ее формовочные свойства (снижаетс  давление фбрмовани  на 20-30%), улучшает свойства готового продукта повышаетс  на 15-20% прочность материала изделий и позвол ет снизить расход пластификатора на 25-40%.

Таблица 1

Продолжение табл. 3

Claims (1)

1. Патент CIIA 3219467, .кл. 106-90, 1965.

у 2 , Авторское свидетельство СССР № 581117, кл. С 04 3 15/16, 1977 Спрототип) .