Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала с применением продуктов переработки твердых коммунальных отходов



Владельцы патента RU 2769011:

Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству конструкционно-теплоизоляционных материалов. Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала с применением продуктов переработки твердых коммунальных 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 – продуктами переработки твердых коммунальных отходов (ТКО) – гранулированным пластиком ТКО, полученными по технологии рециклинга 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.%: указанная силикат-глыба 62,188–64, суперпластификатор С-3 0,01–0,012, портландцемент 10–12, гранулированный пластик ТКО 0,04–0,1, перекись водорода 0,5–0,7, вода затворения 25. Технический результат – увеличение экологической безопасности и сохранение природных ресурсов при производстве конструкционно-теплоизоляционного материала с сохранением его физико-механических свойств. 1 табл.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству теплоизоляционных конструкционных материалов. Предложенный 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 коммунальных отходов.

Известны способы получения сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционного материала по авторскому свидетельству СССР №272879, 1967 г., МПК С04В 38/08 - [1] и по авторскому свидетельству СССР №1282468, 1985 г., 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 №1396511, 1993 г., 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 водопоглошение. Однако можно указать на следующие недостатки данного аналога [3]:

- во-первых, использование полистирола значительно уменьшает пожаростойкость теплоизоляционного материала, получаемого из смеси;

- во-вторых, большие энергозатраты на тепловую обработку;

- в-третьих, 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 №79579 от 06.06.2008 г., МПК E02D 37/00, E02G 23/02 - [5], строительная смесь которого в своем составе содержит суперпластификатор С-3 и фибру, в том числе и из стальных волокон. Однако аналог [5] 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 №81742 от 27.03.2009 г., МПК Е02С 2/06 - [6], строительная смесь, из которой она изготовлена, в своем составе содержит полистиролбетон, армированный фиброй, в том числе и базальтовой. Как недостаток аналога [6] 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 №2306300 от 20.09.2007 г., МПК С04В 38/10 - [7], содержит в своем составе базальтовую фибру, но в остальном имеет совсем другие компоненты, чем в заявляемом техническом решении. При этом как недостаток аналога [7] можно отметить его низкую прочность.

Также известен аналог: «Способ изготовления пенокерамических изделий» по патенту РФ №2251540 от 10.05.2005 г., МПК С04В 38/02 - [8], 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» Патент РФ на изобретение №2524364 - [4], 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 конструкционно-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 конструкционно-теплоизоляционного материала.

Сущность заявленного способа изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала с применением продуктов переработки твердых коммунальных 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, 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 продукты переработки твердых коммунальных отходов ТКО – гранулированный пластик ТКО, полученные по технологии рециклинга на мусороперерабатывающих заводах при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Указанная силикат-глыба 62,188-64
Суперпластификатор С-3 0,01-0,012
Портландцемент 10-12
Гранулированный пластик ТКО 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 конструкционно-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), гранулированный пластик ТКО, 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.

Дополнительным преимуществом предложенного способа так же является то, что - исключен промежуточный процесс варки жидкого стекла и введена тепловая обработка токами СВЧ при t=300°C. Известные способы аналоги (из негорючих материалов) включают тепловую обработку при температурах, равных 1000-1200°С, и времени обработки в течение ~ 9 часов.

Сравнительные энергозатраты на производство известных строительных конструкционно-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 конструкционно-теплоизоляционного материала. При этом достигается сохранение технических характеристик прототипа изобретения. При этом энергозатраты и трудоемкость производства конструкционно-теплоизоляционных изделий при их приемлемых теплофизических характеристиках будут снижены по сравнению с прототипом за счет использования готового продукта переработки ТКО на мусороперерабатывающем заводе - гранулированного пластика ТКО.

Использование гранулированного пластика ТКО 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 конструкционно-теплоизоляционного материала.

Использование принципиально новой исходной смеси, обеспечивающей получение нового конструкционно-теплоизоляционного материла при сравнительно низких температурах (t=300°C) 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 конструкционно-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 конструкционно-теплоизоляционных материалов, и это доказывает соответствие критерию «изобретательский уровень».

Реализация предложенного способа изготовления конструкционно-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 №272879, 1967 г., МПК С04В 38/08.

2. Авторское свидетельство СССР №1282468,1985 г., МПК С04В 38/02.

3. Авторское свидетельство СССР №1396511,1993 г., МПК С0413 38/02, С04В 28/26.

4. Прототип - патент на изобретение РФ №2524364.

5. Патент на полезную модель РФ №79579 от 06.06.2008 г., МПК E02D 37/00, E02G 23/02.

6. Патент на полезную модель РФ №81742 от 27.03.2009 г., МПК Е02С 2/06.

7. Патент РФ №2306300 от 20.09.2007 г., МПК С04В 38/10.

8. Патент РФ №2251540 от 10.05.2005 г., МПК С04В 38/02.

Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала с применением продуктов переработки твердых коммунальных 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 продукты переработки твердых коммунальных отходов (ТКО) – гранулированный пластик ТКО, полученные по технологии рециклинга на мусороперерабатывающих заводах, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Указанная силикат-глыба 62,188–64
Суперпластификатор С-3 0,01–0,012
Портландцемент 10–12
Гранулированный пластик ТКО 0,04–0,1
Перекись водорода 0,5–0,7
Вода затворения 25



 

Похожие патенты:

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.

Предложенное изобретение относится к области строительства, в частности к способу производства строительных материалов, преимущественно дисперсно-армированных плит, изготовленных из гипса. Технологическая линия для производства дисперсно-армированных гипсовых изделий, преимущественно дисперсно-армированных плит на основе гипса, содержит расположенные в технологической последовательности и сообщенные между собой транспортными средствами расходные бункеры воды затворения, фибрового волокна, гипсового сырья, модификатора, активных минеральных добавок, дозаторы, вентили, смеситель периодического действия, узел формирования изделий, узел укладки изделий, устройство для прессования пакета изделий, узел сушки и складирования готовых изделий.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных строительных изделий, например, стеновых блоков и теплоизоляционных плит, с использованием отходов переработки рисового производства и вяжущего вещества. Способ производства конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных строительных изделий на основе рисовой шелухи включает приготовление сырьевой смеси из вяжущего вещества и предварительно подготовленного заполнителя из рисовой шелухи, перемешивание, подачу сырьевой смеси, формование посредством прессования в формовочной оснастке, обработку смеси углекислым газом, распалубку готовых изделий, причем предварительно обрабатывают рисовую шелуху измельчением до удельной поверхности 1200-1400 см2/г, вымачивают в течение 120 минут до достижения влажности 60% по массе и в количестве 70-85 мас.% смешивают с негашеной известью в количестве 15-30 мас.% в пересчете на Са(ОН)2, или известьсодержащие отходы в виде известковой пыли состава, мас.%: негашеная известь 15, гашеная известь 35, тонкодисперсный известняк 50, в качестве вяжущего вещества в количестве 35-50 мас.% по сухому веществу смешивают с указанным заполнителем в количестве 50-65 мас.%, выдерживают в смесителе в течение 60 минут после перемешивания, уплотнение смеси осуществляют на гидравлическом прессе в пресс-форме под давлением 4,0 МПа, твердение осуществляют путем принудительной карбонизации углекислым газом концентрацией 10-95% в течение 6-8 минут.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для строительства гражданских и промышленных объектов в качестве несущих и ограждающих конструкций. Способ получения двухслойного газобетонного строительного блока заключается в последовательной заливке в опалубочную форму слоев отверждаемой газобетонной смеси, имеющих после отверждения разную плотность.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительным материалам, в частности теплоизоляционным бетонам, используемым в промышленном, гражданском строительстве, а также в отраслях добычи и транспортировки нефти и газа, в качестве теплоизоляции. Состав для изготовления теплоизоляционного бетона включает, мас.%: цемент 24,45–27,85, тонкомолотую бентонитовую глину 24,45–27,85, пенообразователь 0,30–0,75, коллоидные нанодисперсные полисиликаты натрия с силикатным модулем 6,5 2–4, модификатор грунта «ДС-35» 0,43–0,49, воду 42,97–44,46.
Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей. Способ включает смешивание 36,4-38,1 мас.
Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей. Способ изготовления строительных блоков включает смешивание компонентов в три этапа: на первом этапе ускоритель твердения соединяют с пенообразователем и перемешивают в течение от 20 до 30 мин, на втором этапе полученный раствор соединяют с предварительно подсушенными при температуре от 60 до 70°С в течение от 15 до 20 мин и измельченными до размера частиц от 3,0 до 5,0 мм корзинками-соцветиями подсолнечника и выдерживают в течение от 40 до 50 мин при непрерывном перемешивании, на третьем этапе полученную смесь соединяют со смесью вяжущего, рисовой лузги и минерального наполнителя и перемешивают в течение от 10 до 15 мин, формование, отверждение и сушку, при следующем соотношении компонентов, мас.%: вяжущее 35,6–37,0, рисовая лузга 24,0–26,2, минеральный наполнитель 3,2–3,5, ускоритель твердения 0,9–1,1, измельченные корзинки-соцветия подсолнечника 29,6–31,3, пенообразователь 3,1–4,5.
Изобретение относится к промышленному производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных блоков, предназначенных для строительства малоэтажных зданий и коттеджей. Способ включает смешивание 32,5-34,7 мас.
Изобретение относится к атомной технике и может быть применено при изготовлении «сухой защиты» атомной энергетической станции (АЭС). Укладывают серпентинитовый бетон «сухой защиты» реактора АЭС с одновременным формированием технологических отверстий, выполненных с возможностью установки в них нагревательных элементов и датчиков температуры.

Настоящее изобретение относится к фиброцементным изделиям для напольного покрытия, дополнительно относится к способам производства таких фиброцементных изделий для напольного покрытия. Технический результат заключается в увеличении механической прочности фиброцементных изделий.

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.
Наверх