Способ утилизации отхода упаковочной пористой резины
Владельцы патента RU 2397830:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к утилизации отходов резины и может быть использовано в производстве строительных материалов. Способ заключается в использовании отхода упаковочной резины в качестве инертного заполнителя для производства конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов. Указанный технический результат достигается тем, что предложенный способ утилизации отхода упаковочной пористой резины включает в себя операции ввода в качестве заполнителя измельченной до 10-15 мм упаковочной пористой резины в количестве 50-70% (объемных) в бетонную смесь, перемешивание в смесителе и формовку изделий по существующей технологии. Способ позволяет снизить загрязнение окружающей среды в виде пассивного складирования отхода на полигонах, сберечь природные ресурсы, создать экологически чистые безотходные технологии производства строительных материалов путем использования в качестве вторичного сырья отходов пористой упаковочной резины в производстве конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов. 1 табл.
Изобретение относится к утилизации отходов резины и может быть использовано в производстве строительных материалов.
Способ заключается в использовании отхода упаковочной резины в качестве инертного заполнителя для производства конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов.
Известен способ получения заполнителя (RU 93053354) для бетона из осадков станций аэрации от биологической очистки сточных вод промышленных городов, включающий предварительное гранулирование осадков и нанесение изолирующего покрытия на гранулы.
Признаки, совпадающие с новым техническим решением, - отход используется в производстве строительных материалов в качестве заполнителя для бетона.
Недостатками этого способа являются экологически опасный состав осадка, содержащий соединения тяжелых металлов: меди, цинка, свинца, кадмия, хрома, ртути, сурьмы; высокие энергоемкость и трудоемкость подготовительного процесса получения гранулята.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала (RU 2002106847), включающий перемешивание измельченных полимерных отходов (в том числе и резиновую крошку) с расплавом вторичного полиэтилена.
Признаки, совпадающие с новым техническим решением, - из измельченных отходов получают строительное изделие.
Причиной, препятствующей достижению технического результата в указанном способе, является то, что смешивание резиновой крошки и других составляющих с расплавом вторичного полиэтилена усложняет технологию и повышает себестоимость строительного изделия, не уточняется к какому классу строительных материалов относится данное изделие, область его применения в строительстве и его физико-механические (прочностные) характеристики.
Задача предлагаемого изобретения заключается в снижении загрязнения окружающей среды в виде пассивного складирования отхода на полигонах, сбережении природных ресурсов, создании экологически чистых безотходных технологий производства строительных материалов путем использования в качестве вторичного сырья отходов пористой упаковочной резины в производстве конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов.
Технический результат достигается тем, что предложенный способ утилизации отхода упаковочной пористой резины включает в себя операции ввода в качестве заполнителя измельченной до 10-15 мм упаковочной пористой резины в количестве 50-70% (объемных) в бетонную смесь, перемешивание в смесителе и формовку изделий.
Для достижения технического результата способ утилизации отхода упаковочной резины в производстве конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов дополнительно включает в себя операции ввода в качестве заполнителя измельченной до 10-15 мм упаковочной пористой резины в количестве 50-70% (объемных) в бетонную смесь, перемешивание в смесителе и формовку изделий.
Изобретение осуществляется следующим образом. Измельченная дисковым ножом до необходимых размеров (10-15 мм) резина складируется в бункере, оттуда поступает в смеситель с другими компонентами бетонной смеси в количестве 50-70% (объемных), где смешивается с бетонной смесью, далее формуются изделия, которые твердеют по существующей технологии.
Проблема утилизации упаковочных резин является актуальной, поскольку резины - это обширный класс органических полимеров, не имеющих одну определенную химическую формулу, структуру и физико-химические свойства, не подвергающихся биологическому разложению, огнеопасные и, в случае возгорания, погасить их достаточно сложно. К тому же наблюдается увеличение доли резины в общем составе отходов, что может быть объяснено большим спектром использования резиновых материалов в машиностроении, быту, строительстве и других отраслях промышленности.
Несмотря на то что спектр применения продуктов дробления резины достаточно широк (резиновая крошка используется, в качестве добавки к основному сырью, для изготовления новых покрышек, подкладок под рельсы, гидроизолирующих мастик, клеев и т.п.; применение крошки в асфальтобетонных смесях повышает качество и долговечность автомобильных дорог; также возможно использование резиновой крошки в качестве сорбента для сырой нефти).
На сегодняшний день отходы резины утилизируются далеко не в полном объеме, так как технологии переработки резины химическими методами, использующимися сегодня, нерациональны, потому что при сжигании уничтожаются ценные натуральные органические вещества и выделяется большое количество опасных газов и пыли; физические же методы нерентабельны, потому что качественное измельчение резины до необходимых (для современных производств) размеров возможно при низких температурах, а необходимые для этого криогенная заморозка и дальнейшая регенерация очень дороги.
Были проведены стендовые испытания по утилизации отхода упаковочной резины в производстве конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов.
Характеристики сырьевой шихты и результаты физико-механических испытаний полученных образцов приведены в таблице.
Результаты физико-механических испытаний изделий показали, что по плотности цементные и гипсовые образцы могут быть отнесены к плотным теплоизоляционным материалам (400-600 кг/м3), а бетонные образцы могут быть отнесены к легким бетонам (500-1800 кг/м3).
| Результаты физико-механических испытаний | ||||||
| Характеристика смеси | Тип вяжущего | |||||
| Цемент + вода | Алебастр | Алебастр + цемент | Бетонная смесь: цемент + песок | |||
| Количество вяжущего (с водой), г | 540 | 800 | 650 | 1500 | 50 | 1200 |
| Расход резиновой крошки, г | 40 | 60 | 40 | 60 | 40 | 60 |
| Объемная плотность, кг/м3 | 607 | 744 | 711 | 698 | 500 | 1140 |
| Прочность, мПа | 12.5 | 13 | 10.7 | 11.5 | 12 | 15 |
Способ утилизации отхода упаковочной пористой резины в производстве конструкционных теплоизоляционных строительных материалов и легких бетонов включает в себя операции ввода в качестве заполнителя измельченной до 10-15 мм упаковочной пористой резины в количестве 50-70 об.% в бетонную смесь, перемешивание в смесителе и формовку изделий.
