Сырьевая смесь для получения строительного материала и способ получения строительного материала

Авторы патента:

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)

C04B26/02 - высокомолекулярные соединения

C04B14/06 - кварц, песок

Владельцы патента RU 2773577:

Халецкий Александр Борисович (RU)
Алонин Александр Джамалович (RU)
Оленич Сергей Владимирович (RU)

Изобретение относится к строительному материалу и способу его получения, который может быть применен для изготовления железнодорожных и трамвайных шпал, строительных блоков, перегородочных стен, электроизоляционных и электроустановочных изделий и других строительных изделий. Технический результат заключается в повышении физико-механических свойств материала. Песчано-полимерная смесь содержит песок, смесь линейного полиэтилена низкого давления и низкой плотности (ЛПЭНП) и полиэтилена высокого давления и низкой плотности (ПЭВД), волокно и жидкую фазу, содержащую смесь сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды, при следующем соотношении компонентов, в мас. %: песок - 25-74; волокно - 5-15; указанная смесь полиэтиленов - 15-60; жидкая фаза - 1-15. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна песчано-полимерная смесь и способ получения строительных изделий на основе указанной смеси, раскрытые в SU 1719345 А1, опубл. 15.03.1992. Песчано-полимерная смесь содержит песок и термопластичное связующее. Способ получения строительных изделий включает смешивание исходных компонентов и прессование при давлении 1-10 Мпа.

Указанный материал обладает высокой стойкостью к воздействию внешней среды, кислот и щелочей, а также хорошо обрабатывается. Однако он обладает недостаточной прочностью.

Кроме того, из уровня техники известна песчано-полимерная смесь и способ получения строительных изделий на основе указанной смеси, раскрытые в RU 2170716 С1, опубл. 20.07.2001, прототип. Песчано-полимерная смесь содержит песок и термопластичный полимер. Способ получения строительных изделий включает горячее перемешивание исходных компонентов и охлаждение до отвердения под давлением.

Недостатком раскрытого выше технического решения является недолговечность материала из-за образования трещин.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка строительного песчано-полимерного материала с высокими эксплуатационными характеристиками.

Техническим результатом изобретения является повышение физико-механических свойств материала.

Указанный технический результат достигается за счет того, что песчано-полимерная смесь содержит песок, смесь линейного полиэтилена низкого давления и низкой плотности (ЛПЭНП) и полиэтилена высокого давления и низкой плотности (ПЭВД), волокно и жидкую фазу, содержащую смесь сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды, при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

песок	25-74
указанная смесь полиэтиленов	15-60
волокно	5-15
жидкая фаза	1-15

Массовое соотношение ЛПЭНП к ПЭВД составляет 1:3.

Массовое соотношение сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды составляет 1:1:1:1.

Сырьевая смесь дополнительно содержит красители в количестве 1-5 мас. %.

В качестве волокна используют базальтовые, асбестовые, стеклянные, углеродные волокна, волокна из оксида алюминия, волокна из карбида кремния.

Способ получения строительного материала из вышеуказанной песчано-полимерной смеси включает следующие этапы:

a) перемешивание компонентов сырьевой смеси до однородной пластичной массы при температуре 90-500°С;

b) формование строительного материала при давлении 1-400 МПа;

c) охлаждение строительного материала.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для получения строительного материала из песчано-полимерной смеси, содержащей песок, смесь ЛПЭНП и ПЭВД и жидкую фазу, содержащую смесь сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды, на первом этапе осуществляют подготовку жидкой фазы, для этого сульфированный поликонденсат, сульфат натрия, глицерин и воду, при соотношении указанных компонентов в смеси 1:1:1:1, в необходимых количествах добавляют в смеситель и перемешивают до однородной массы. Затем осуществляют перемешивание компонентов песчано-полимерной смеси, для этого песок предварительно нагретый до 180-360°С в необходимом количестве добавляется в смеситель, далее в смеситель при постоянном перемешивании в необходимом количестве добавляется смесь ЛПЭНП и ПЭВД, при соотношении ЛПЭНП к ПЭВД 1:3, и волокно, после чего осуществляют перемешивание до понижения температуры до 150-250°С, затем в смеситель добавляется подготовленная жидкая фаза с последующим перемешивание до получения однородной пластической массы при температуре 90-500°С. Полученную однородную массу при температуре 90-500°С формировали при давлении 1-400 МПа методами прессования, вальцевания, продавливанием через фильеры или мундштук, а затем охлаждали до комнатной температуры.

Песчано-полимерная смесь содержит следующие компоненты в мас. %: песок - 25-74; волокно - 5-15; смесь ЛПЭНП и ПЭВД - 15-60; жидкая фаза - 1-15. При необходимости сырьевая смесь дополнительно содержит красители в количестве 1-5 мас. %. Краситель добавляют в смеситель вместе с ЛПЭНП, ПЭВД и волокном.

В заявленной смеси применяется песок с размером зерен 0,005-15 мм: природный - горный, карьерный, речной и морской; искусственный - побочный продукт камнедробильных заводов и карьеров; полученный из крупнокристаллического мрамора, мраморных известняков и доломитов, крупнокристаллических гранитов, сиенитов, туфов, антрацита, обоженного кирпича, черепицы, керамических труб, фарфора, стекла, базальта, кварцита, пемзы, шлаков, кирпича, черепицы, керамических труб, фарфора, стекла, базальта, кварцита, пемзы, шлаков, перлита, вермикулита и др.

В качестве волокна используют базальтовые, асбестовые, стеклянные, углеродные волокна, волокна из оксида алюминия, волокна из карбида кремния диаметром 17 мкм, предварительно нарезанное на отрезки длиной 3-9 мм.

ЛПЭНП - линейный полимер со значительным количеством коротких ответвлений, обычно получаемый сополимеризацией этилена с олефинами с более длинной цепью. Получается при температуре 100-250°С и давлении до 5 МПа. Плотность 0,915-0,925 г/см³.

ПЭВД - термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. Плотность 900-930 кг/м³.

Заявленная смесь полимеров придает устойчивость к разрушению материалу от воздействия ультрафиолетового излучения, что приводит к увеличению срока службы продукта и его прочности.

Жидкая фаза обеспечивает повышение пластичности смеси, и морозостойкости конечного изделия, улучшается гидратация песка, возрастает прочность конечного изделия, снижается количество воздушных пор.

Сульфированный поликонденсат является ароматическим сульфатовым поликонденсатом формальдегида. Имеет следующую структурную формулу I:

В структурной формуле I: R - Н, СН₃; М - Na, K, NH₄; n=

В качестве красителей применяют минеральные - кварцевый песок, колорскрин AdP1 и органические - азопигмент. Введение красителей позволяет получать конечный продукт с различной цветовой гаммой: красный, вишневый, желтый, зеленый, черный, синий, коричневый, белый и др.

Пример 1

Строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 25; волокно - 5; указанная смесь полиэтиленов - 60; жидкая фаза - 10, получают следующим образом.

На первом этапе осуществляют подготовку жидкой фазы, для этого сульфированный поликонденсат (структурная формула I, в которой R - Н, а М - Na) сульфат натрия, глицерин и воду, при соотношении указанных компонентов в смеси 1:1:1:1, в необходимых количествах добавляют в смеситель и перемешивают до однородной массы. Затем осуществляют перемешивание компонентов песчано-полимерной смеси, для этого песок предварительно нагретый до 180°С в необходимом количестве добавляется в смеситель, далее в смеситель при постоянном перемешивании в необходимом количестве добавляется смесь ЛПЭНП и ПЭВД, при соотношении ЛПЭНП к ПЭВД 1:3, и волокно, после чего осуществляют перемешивание до понижения температуры до 90°С, затем в смеситель добавляется в необходимом количестве подготовленная жидкая фаза с последующим перемешивание до получения однородной пластической массы при температуре 90°С. Полученную однородную массу при температуре 90°С формировали прессованием в пресс-форме при давлении 1 Мпа, а затем охлаждили то температуры 85°С, сняли давление с пресформы, после чего отвердевшее готовое изделие (железнодорожный рельс) охладили до комнатной температуры. Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1. Конечное изделие имеет темно-желтый (песчаный) цвет.

Пример 2

Пример 2 аналогичен примеру 1, за исключением того, что строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 54; волокно - 10; указанная смесь полиэтиленов - 28; жидкая фаза - 8. Для приготовления жидкой фазы используют сульфированный поликонденсат со структурной формулы I, в которой R - СН₃, а М - K). Песок нагревают до температуры 270°С, перемешивание осуществляют до понижения температуры 150°С, после добавления жидкой фазы перемешивание осуществляют при температуре 295°С, формование осуществляли при температуре 295°С и давлении 200 Мпа. Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1.

Пример 3

Пример 3 аналогичен примеру 1, за исключением того, что строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 74; волокно - 15; указанная смесь полиэтиленов - 9; жидкая фаза - 2. Песок нагревают до температуры 360°С, перемешивание осуществляют до понижения температуры 220°С, после добавления жидкой фазы перемешивание осуществляют при температуре 500°С, формование осуществляли при температуре 500°С и давлении 400 Мпа. Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1.

Пример 4

Пример 4 аналогичен примеру 1, за исключением того, что строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 74; волокно - 9; указанная смесь полиэтиленов - 15; жидкая фаза - 1; краситель (кварцевый песок) - 1. Песок нагревают до температуры 360°С, перемешивание осуществляют до понижения температуры 220°С, после добавления жидкой фазы перемешивание осуществляют при температуре 500°С, формование осуществляли при температуре 500°С и давлении 400 Мпа. Конечный продукт имеет вишневый (кирпичный) цвет Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1.

Пример 5

Пример 5 аналогичен примеру 2, за исключением того, что строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 60; волокно - 5; указанная смесь полиэтиленов - 25; жидкая фаза - 5; краситель (колорскрин AdP1 красный) - 5. Конечный продукт имеет красный цвет. Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1.

Пример 6

Пример 6 аналогичен примеру 2, за исключением того, что строительный материал из песчано-сырьевой смеси, содержащей песок - 60; волокно - 5; указанная смесь полиэтиленов - 22; жидкая фаза - 10; краситель (колорскрин AdP1 черный) - 3. Конечный продукт имеет черный цвет. Физико-механические свойства конечного продукта представлены в таблице 1.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

1. Песчано-полимерная смесь, содержащая песок, смесь линейного полиэтилена низкого давления и низкой плотности и полиэтилена высокого давления и низкой плотности, волокно и жидкую фазу, содержащую смесь сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды, при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

песок – 25-74;

волокно – 5-15;

указанная смесь полиэтиленов – 15-60;

жидкая фаза – 1-15.

2. Песчано-полимерная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что массовое соотношение линейного полиэтилена низкого давления и низкой плотности к полиэтилену высокого давления и низкой плотности составляет 1:3.

3. Песчано-полимерная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что массовое соотношение сульфированного поликонденсата, сульфата натрия, глицерина и воды составляет 1:1:1:1.

4. Песчано-полимерная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит красители в количестве 1-5 мас. %.

5. Песчано-полимерная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве волокна используют базальтовые, асбестовые, стеклянные, углеродные волокна, волокна из оксида алюминия, волокна из карбида кремния.

6. Способ получения строительного материала из песчано-полимерной смеси по любому из пп. 1-4, включающий следующие этапы:

a) перемешивание компонентов сырьевой смеси до однородной пластичной массы при температуре 90-500°С;

b) формование строительного материала при давлении 1-400 МПа;

c) охлаждение строительного материала.

Изобретение относится к области промышленно-гражданского строительства, в частности к строительным материалам, которые можно использовать для ограждающих конструкций при строительстве энергоэффективных зданий. Основной целью создания бетонного композита является использование растительной добавки (сухой борщевик) для улучшения теплотехнических и механических свойств бетона.

Способ активации цементной суспензии // 2769495

Изобретение относится к области строительного производства и производства строительных материалов, а именно к области активации цементной суспензии путем электрофизического воздействия, и может быть использовано для активации цементных растворов в технологии изготовления бетонов как в заводских условиях, так и в условиях строительной площадки.

Добавки на основе графеновых наноматериалов для улучшения цементирующих композиций, цементирующая композиция, способ получения армированного бетона, армированный бетон и его применение // 2768920

Настоящее изобретение относится к добавкам на основе графеновых наноматериалов для улучшения цементирующих композиций, предпочтительно бетона, и к цементирующей композиции, содержащей добавки. Добавка содержит смесь графеновых нановолокон, оксида графена (GO), диспергирующего средства (D) и суперпластификаторa (SP), содержащую по меньшей мере два типа графеновых нановолокон, выбранные из графеновых нановолокон с высокой удельной площадью поверхности (GNF-HS), графеновых нановолокон с низкой удельной площадью поверхности (GNF-LS) или графеновых нановолокон большой длины (GNF-LL), где графеновые нановолокна имеют средний диаметр в диапазоне от 2 до 200 нм, и где указанная добавка на основе графеновых наноматериалов благодаря содержанию различных соотношений по меньшей мере двух типов графеновых нановолокон точно регулируется для получения различных цементирующих композиций с конкретными свойствами.

Комплексная добавка для силикатных композиционных материалов и способ ее приготовления // 2768884

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве композиций строительного назначения на основе цемента. Технический результат заключается в повышении прочностных и эксплуатационных характеристик силикатных композиционных материалов с направленным регулированием структуры цементной матрицы.

Технологическая линия для производства бетонной смеси // 2766987

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано на предприятиях стройиндустрии для производства бетонной смеси. Технологическая линия содержит склад крупного заполнителя, склад мелкого заполнителя, ленточные транспортеры, расходные бункеры цемента, воды, активных минеральных добавок, химических добавок, крупного и мелкого заполнителей, задвижки, весовые дозаторы компонентов бетонной смеси и воды и бетоносмесительный узел.

Диспергирующая композиция // 2766880

Группа изобретений относится к диспергирующей композиции, более конкретно относится к диспергирующей композиции для цемента, строительного раствора или бетона. Диспергирующая композиция содержит: а) по меньшей мере один полимер, составленный из мономеров, содержащих нафталиновое кольцо и/или меламин; b) по меньшей мере один полимер, содержащий группы карбоновой кислоты и/или фосфорной кислоты и/или любую группу, которая гидролизуется до группы карбоновой или фосфорной кислоты; и с) по меньшей мере один полимер, имеющий строение согласно Формуле I.

Способ изготовления бетона // 2766494

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству высокопрочного и долговечного бетона, и может быть использовано для уменьшения пористости бетона и увеличения его прочности при изготовлении бетона в местности, лежащей на уровне моря или ниже уровня моря, а также в условиях нормального или высокого атмосферного давления.

Способ вторичной переработки минеральной ваты, способ изготовления акустических панельных элементов и такой акустический панельный элемент // 2765184

Акустический геополимерный панельный элемент, содержащий слой, содержащий волокнистый компонент и геополимерное связующее, выполненное из смеси, содержащей измельченную минеральную вату, и дополнительный слой, содержащий минеральную вату, причем слой, содержащий волокнистый компонент и геополимерное связующее, имеет плотность в диапазоне от 20 до 400 кг/м3, пористость в диапазоне от 0,75 до 0,99 и толщину в диапазоне от 5 до 75 мм.

Применение тонкоизмельченного карбоната кальция в неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки // 2763881

Настоящее изобретение относится к применению карбоната кальция, имеющего средний размер частиц в диапазоне от 0,5 до 3 мкм, предпочтительно от 1 до 3 мкм, в неорганической системе строительного раствора для химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, и по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент B содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.

Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах // 2762180

Настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.

Способ производства грузов компенсаторных и композит для их производства // 2758858

Группа изобретений относится к устройствам компенсации натяжения токопроводов и тросов линий электропередач контактных сетей железных дорог. Способ производства грузов компенсаторных заключается в том, что перемешивают компоненты композита, включающие песок, пластик и краситель, до однородной массы, загружают в агрегат плавильно-нагревательный (АПН), прессуют.