Способ переработки бетонного лома

Авторы патента:

Викторов Артем Владимирович (RU)

Овчаренко Геннадий Иванович (RU)

Назаров Дмитрий Михайлович (RU)

Y02W30/91 -

C04B40/00 - Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение (активные ингредиенты C04B 22/00-C04B 24/00; твердение определенных составов C04B 26/00-C04B 28/00; получение пор, ячеек или облегчение C04B 38/00; механические аспекты B28; например кондиционирование материала, перед формованием B28B 17/02)

C04B28/00 - Составы строительных растворов, бетона или искусственных камней, содержащие неорганические связующие или реакционный продукт из неорганических и органических связующих, например поликарбоксилатные цементы

C04B22/00 - Использование неорганических материалов в качестве активных ингредиентов для строительных растворов, бетона или искусственных камней, например ускорителей

C04B18/16 - от строительства или керамической промышленности

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2679198:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к области строительства и производства строительных материалов и может быть использовано при производстве кирпича, тротуарной плитки и других мелкоштучных изделий, устройстве оснований, в том числе оснований дорог. Способ предусматривает дробление бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм, увлажнение его до нормальной формовочной влажности, добавление 5-40 мас.% низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, перемешивание увлажненного бетонного лома и низкоосновных алюминатов кальция, уплотнение полученной однородной смеси при 10-100 МПа. Технический результат - повышение прочности получаемого прессованного строительного материала, утилизирующего отходы производства бетона. 3 табл.

Известен способ переработки бетонного лома, включающий предварительное разрушение, обеспечивающее допустимые размеры кусков для основного дробления, с частичным удалением железосодержащего компонента в виде арматуры, основное и дополнительное дробление до кусков размером 50,8 мм, 38,1-76,2 мм и менее 38,1 мм (Гусев Б.В. Вторичное использование бетонов / Б.В. Гусев, В.А. Загурский. - М.: Стройиздат, 1988. - С. 61-68).

Недостатком данного способа является пониженная прочность получаемого бетона.

Наиболее близким к предлагаемым изобретениям по техническим признакам и достигаемому результату (прототипом) является способ переработки бетонного лома для получения строительного материала, включающий дробление, увлажнение до нормальной формовочной влажности, перемешивание сырьевого материала, содержащего гидратированные силикаты кальция, ввод в смесь дисперсной минеральной добавки, повторное перемешивание полученной смеси, уплотнение путем прессования при давлении 60-100 МПа и выдержку до отверждения в течение 28 суток (Овчаренко, Г.И. Контактное твердение бетонного лома / Г.И. Овчаренко, А.В. Викторов, Д.М. Назаров // Ползуновский альманах. - 2016 г. - №1. - С. 165-168).

Основным недостатком описанного способа является низкая прочность получаемого прессованного строительного материала (Таблица 1).

В основе изобретения лежит техническая проблема обеспечения повышения прочности строительного материала, утилизирующего отходы производства бетона, реализуемая предлагаемым способом.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в способе переработки бетонного лома для получения строительного материала, включающем дробление, увлажнение до нормальной формовочной влажности, перемешивание бетонного лома, содержащего гидратированные силикаты кальция, и уплотнение, согласно изобретению бетонный лом дробят до кусков размером 0,01-5,0 мм, после увлажнения добавляют 5-40 мас. % низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, а уплотнению подвергают однородную полученную смесь при давлении прессования 10-100 МПа.

Повышение прочности строительного материала, утилизирующего отходы производства бетона, реализующего предлагаемый способ, обусловлено добавлением в бетонный лом после увлажнения низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г (Таблица 3). Эффект повышения прочности объясняется увеличением контактно-конденсационных свойств материала как за счет геля C-S-H бетонного лома, так и геля Аl(ОН)₃, образовавшегося при гидратации низкоосновных алюминатов кальция, а так же их взаимодействием.

Введение в бетонный лом после увлажнения 5-40 мас. % низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, является оптимальным, так как введение в бетонный лом после увлажнения менее 5 мас. % низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г не обеспечивает эффекта существенного повышения прочности получаемого прессованного материала (Таблица 3), и введение в бетонный лом после увлажнения более 40 мас. % низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г является экономически нецелесообразным, поскольку значительно увеличивает стоимость готового строительного материала, а введение в бетонный лом после увлажнения низкоосновных алюминатов кальция, измельченных до дисперсности более 3000 см²/г, приводит к повышенным затратам энергии на помол низкоосновных алюминатов кальция, и поэтому также экономически нецелесообразно.

Дробление бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм является оптимальным, так как дробление бетонного лома до кусков размером менее 0,01 мм приведет к повышенному расходу энергии на измельчение и повышенному расходу воды на увлажнение бетонного лома, а дробление бетонного лома до кусков размером более 5,0 мм не позволит изготавливать прессованный строительный материал, соответствующий требованиям стандартов для мелкоштучных строительных материалов.

Уплотнение однородной полученной смеси при 10-100 МПа является оптимальным, так как уплотнение этой смеси при давлении прессования менее 10 МПа не приведет к значительному эффекту повышения прочности прессованного строительного материала, а уплотнение однородной полученной смеси при давлении прессования более 100 МПа приведет к повышенному расходу энергии на уплотнение.

Предложенное изобретение поясняется таблицей 1, в которой приведены показатели прочности прессованного строительного материала, получаемого по способу переработки бетонного лома для получения строительного материала, выбранному в качестве прототипа; таблицей 2, в которой приведены показатели прочности прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа переработки бетонного лома для получения строительного материала с дроблением бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм без добавления низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г; таблицей 3, в которой приведены показатели прочности прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа с добавлением низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г.

Предлагаемый способ переработки бетонного лома для получения строительного материала включает дробление содержащего гидратированные силикаты кальция бетонного лома, до кусков размером 0,01-5,0 мм, увлажнение его до нормальной формовочной влажности, добавление в смесь бетонного лома с водой низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г в количестве 5-40 мас. %, перемешивание увлажненного бетонного лома и низкоосновных алюминатов кальция, уплотнение однородной полученной смеси при 10-100 МПа.

Пример осуществления предлагаемого способа переработки бетонного лома для получения строительного материала (Таблицы 2, 3).

Производят дробление содержащего гидратированные силикаты кальция бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм на установке по переработке бракованных бетонных или железобетонных изделий завода сборного железобетона.

Бетонный лом, содержащий гидратированные силикаты кальция, увлажняют до нормальной формовочной влажности.

Низкоосновные алюминаты кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г в количестве 5-40 мас. % вводят в увлажненный бетонный лом, после чего полученную смесь тщательно перемешивают.

Перемешанную смесь подвергают уплотнению при 10-100 МПа путем проката дорожным катком или трамбованием, или при изготовлении прессованного строительного материала на гиперпрессе.

Показатели прочности прессованного строительного материала, получаемого по способу, выбранному в качестве прототипа, представлены в таблице 1.

Результаты экспериментальных исследований прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа с дроблением бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм без добавления низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, приведены в таблице 2.

Результаты экспериментальных исследований прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа с добавлением низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, приведены в таблице 3.

В ходе экспериментальных исследований прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа, и исследований на прочность прессованного материала, получаемого по способу, выбранному в качестве прототипа, использовались образцы прессованного строительного материала диаметром 50 мм и высотой 50 мм. Данные образцы испытывали на прочность при сжатии сразу после прессования или в течение 28 суток последующего твердения в нормальных условиях (НУ).

Как следует из таблицы 2, прочность прессованного строительного материала, получаемого в процессе осуществления предлагаемого способа с дроблением бетонного лома до кусков размером 0,01-5,0 мм без добавления низкоосновных алюминатов кальция дисперсностью 2000-3000 см²/г, в зависимости от удельного давления прессования сразу после прессования составляет 2,9-10,0 МПа, а после последующего твердения в течение 28 суток - 3,5-19,0 МПа. Таким образом, на практике доказана возможность получения из бетонного лома прессованного строительного материала, прочность которого сопоставима с прочностью материала-прототипа.

Как следует из таблицы 3, добавление в процессе переработки бетонного лома низкоосновных алюминатов кальция в количестве 5-40 мас. % дисперсностью 2000-3000 см²/г повышает прочность прессованного строительного материала сразу после прессования при давлении 10-100 МПа - в 0,8-2,9 раза по сравнению с прочностью материала-прототипа. Далее прочность при последующем твердении в течение 28 суток с добавлением низкоосновных алюминатов кальция в количестве 5-40 мас. % дисперсностью 2000-3000 см²/г возрастает в 1,5-2,5 раза при давлении прессования 10-100 МПа по сравнению с прочностью материала-прототипа.

Таким образом, применение предлагаемого способа переработки бетонного лома для получения строительного материала позволяет повысить прочность получаемого прессованного строительного материала по сравнению с прочностью прессованного материала, получаемого по способу, выбранному в качестве прототипа, организовать экономичную масштабную переработку отходов в виде бетонного лома в полезные продукты.

Способ переработки бетонного лома для получения строительного материала, включающий дробление, увлажнение до нормальной формовочной влажности, перемешивание бетонного лома, содержащего гидратированные силикаты кальция, и уплотнение, отличающийся тем, что бетонный лом дробят до кусков размером 0,01-5,0 мм, после увлажнения в него в качестве дисперсной минеральной добавки вводят 5-40 мас. % низкоосновных алюминатов кальция с удельной поверхностью 2000-3000 см²/г, а уплотнение полученной однородной смеси осуществляют при давлении 10-100 МПа.

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к способу изготовления фиброармированных пеноблоков и плит для вентилируемых фасадов различной цветовой гаммы, а также пеноблоков, облицованных с одной или нескольких сторон плитами, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций, и линии для изготовления указанных пеноблоков и плит.

Способ повышения качества строительных конструкций // 2677181

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть применено при изготовлении изделий из железобетона, в частности кристализации бетона с помощью электростатического и магнитного воздействия.

Воздухововлекающий агент для минеральных вяжущих композиций // 2675116

Группа изобретений относится к способу получения минеральной вяжущей композиции, в частности композиции бетона или строительного раствора. В способе получения минеральной вяжущей композиции, в частности композиции бетона или строительного раствора, предпочтительно имеющей плотность ≥1,0 кг/дм3, по меньшей мере один минеральный вяжущий материал смешивают с водой и при этом до и/или во время указанного смешивания минеральной вяжущей композиции вводят воздухововлекающий агент, представляющий собой смесь, содержащую восстанавливающий агент в форме частиц со средним диаметром частиц менее 25 мкм 0,1-10 мас.%, по меньшей мере один наполнитель, в частности карбонат кальция, 90-99,9 мас.%.

Способ изготовления известняковых стеновых строительных материалов // 2673485

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способам изготовления известняковых строительных материалов и может быть использовано для изготовления стеновых материалов.

Гидравлическая композиция с низким содержанием клинкера // 2673092

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему в частях массовых: (a) 40-70 частей портландцементного клинкера; (b) 30-60 частей зольной пыли; (c) необязательно до 30 частей неорганического материала, иного, чем клинкер или чем зольная пыль; (d) 2,5-15 частей сульфата натрия, выраженных в частях эквивалентов Na2O, по отношению к 100 частям зольной пыли; и (e) 2-14 частей сульфата кальция, выраженных в частях SO3, по отношению к 100 частям клинкера; зольная пыль, имеющая значение Dv97, равное или меньшее чем 40 мкм, и сумму значений (a), (b) и (c), равную 100.

Состав и способ изготовления динасового жаростойкого бетона // 2672681

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из динасового жаростойкого бетона. Технический результат - повышение термической стойкости и водостойкости изделий из динасового жаростойкого бетона.

Состав и способ изготовления кварцитового жаростойкого бетона // 2672361

Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно жаростойким бетонам, и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцитового жаростойкого бетона.

Уменьшающая трещины добавка для вяжущих составов // 2672274

Изобретение относится к вяжущему составу, который включает по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, содержащую: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III): ,где v представляет собой целое число от 0 до 50 и w представляет собой целое число от 0 до 50 при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Способ отверждения продукта кальцинации гипса // 2671375

Изобретение относится к способу кондиционирования штукатурного гипса, включающему стадии подачи дозы частиц штукатурного гипса в реакционный сосуд, частицы штукатурного гипса включают полугидрат сульфата кальция и/или ангидрит сульфата кальция, а также дигидрат сульфата кальция; и кондиционирования частиц штукатурного гипса при температуре по меньшей мере 100°С и влажности по меньшей мере 70%.

Устройство и способ выдержки бетонных изделий // 2671365

Группа изобретений относится к изготовлению сборных бетонных изделий в производственном процессе отливки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству и способу для выдержки бетонных изделий.

Вяжущее вещество // 2671018

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кислотоупорных бетонов и растворов на основе безобжигового вяжущего.Техническим результатом является повышение эффективности кислотоупорного вяжущего за счет улучшения его физико-механических и эксплуатационных свойств.

Способ переработки бетонного лома (варианты) // 2666388

Изобретения относятся к области строительства и производства строительных материалов и могут быть использованы при производстве кирпича, тротуарной плитки и других мелкоштучных изделий, устройстве оснований, в том числе оснований дорог.

Сырьевая смесь для получения искусственного камня // 2665722

Изобретение касается сырьевых смесей для получения искусственного камня, который может быть использован в производстве бижутерии. Сырьевая смесь для получения искусственного камня включает, мас.

Геополимерная вяжущая система для жаростойких бетонов, сухая жаростойкая бетонная смесь, содержащая вяжущую систему, а также применение смеси // 2664723

Изобретение относится к активируемой щелочами вяжущей системе для жаростойких бетонов из по меньшей мере одного минерального вяжущего и минерального активатора, который при смешении с водой образует отверждающийся геополимер, причем в качестве активатора содержится комбинация по меньшей мере двух магниевых компонентов (Mg-компоненты), которые реагируют с водой по щелочному механизму и при этом по-разному во времени реагируют с вяжущим, образуя геополимер, причем магниевые компоненты имеют разную химическую активность по отношению к влаге воздуха и/или по отношению к вяжущему.

Способ получения кислотоупорного вяжущего // 2664083

Способ производства сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием // 2660709

Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием за счет использования в качестве супрессивного средства изоляционного масла и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей и т.п.

Способ объемной цементации грунтов // 2656656

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при инженерной подготовке строительных площадок для нового строительства. В способе объемной цементации песчаных, супесчаных, суглинистых грунтов и легких глин, включающем приготовление водной суспензии портландцемента с водопоглощающим минеральным компонентом и введение в грунт приготовленной суспензии, предварительно осуществляют удаление грунта, содержащего органические примеси, в образовавшемся котловане осуществляют приготовление водной суспензии равномерным перемешиванием портландцемента и воды в соотношении 1:1,2, введение в указанную суспензию при перемешивании супеси или суглинка с получением пасты, введение в нее водопоглощающего минерального компонента – сталеплавильного, или доменного, или фосфорного шлака, причем состав жесткой твердеющей смеси содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент 5-20, шлак не более 40, вода 6-20, супесь или суглинок - остальное, при этом при объемной цементации указанных грунтов используют одноковшовые экскаваторы.

Способ производства стеновых материалов // 2656269

Способ производства сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием // 2655697

Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей.

Способ изготовления гипсосодержащего строительного материала и изготовленный таким способом строительный материал, содержащий кетеновые димеры в качестве гидрофобизирующего средства // 2655055

Группа изобретений относится к способу изготовления гипсосодержащего вспененного готового строительного материала и гипсосодержащему вспененному строительному материалу, изготовленному таким способом.

Воздухововлекающий агент для минеральных вяжущих композиций // 2675116