Композиция для изготовления строительных материалов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ(73) Патентообладатель Карпусь Павел Павлович(57) Композиция для изготовления строительных материалов, включающая жидкое стекло и отходы камнепиления, отличающаяся тем, что в качестве отходов камнепиления она содержит активированные отходы добычи и переработки карбонатных пород и дополнительно включает кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мас.жидкое стекло 13,5 - 13,9 кремнефтористый натрий 1,7 - 1,9 активированные отходы добычи и переработки карбонатных пород 84,2 - 84,8.(56) 1.1267735 , МПК 04 28/24, 1992. Изобретение относится к технологии изготовления строительных материалов и предназначено для производства различных строительных изделий - кирпича (сплошного, пустотелого, рядового, облицовочного),черепицы, облицовочной плитки, строительного камня и ряда других наименований строительного назначения. В качестве прототипа изобретения принята сырьевая смесь 1, в которой в качестве наполнителя применен молотый известняк крупностью менее 0.14 мм, т.е. крупностью 0,1 мм и ниже, что требует измельчения и глубокой классификации, влекущих за собой дополнительные высокие энергозатраты. Кроме того, материал выбранного прототипа требует термообработки. Задачей 1 являлось повышение прочности материала, что было достигнуто применением борной кислоты, как упрочнителя, весьма высокого удельного давления прессования - 700780 кгс/см 2 с последующей термообработкой. Задачей заявляемого изобретения является создание композиции из отходов переработки карбонатных пород с достаточной простотой подготовки последних по технологии, минимального количества других частей, составляющих композицию, к тому же являющихся продуктами многотонажного производства, которое позволит получить искусственный строительный материал без термообработки, с приемлемыми физико-механическими, эстетическими свойствами и широким спектром применения. Решение поставленной задачи достигнуто составлением композиции в следующей последовательности и содержании механическая обработка наполнителя с выделением оптимальных по крупности фракций применение сильного однокомпонентного отвердителя применение прессования как одноступенчатого, так и в две стадии. Отличительными признаками заявляемого изобретения является то, что достижение высоких физико-механических, эстетических свойств получено в результате применения оптимальной крупности для различных карбонатных пород, представляющих наполнитель известняка, известняка-ракушечника, доломитовой муки, мраморной крошки 3388 1 механической активации наполнителя при совместном гомогенном смешении сухих компонентов и получении твердого раствора отсутствием функциональных добавок, выполняющих роль упрочнителя. Композиция для изготовления строительных материалов, включающая жидкое стекло, сильный однокомпонентный отвердитель и наполнитель, содержит в качестве сильного отвердителя кремнефтористый натрий,а в качестве наполнителя - активированные отходы добычи и переработки карбонатных пород при следующем соотношении компонентов, мас.активированный наполнитель 84,2-84,8 жидкое стекло 13,5-13,9 кремнефтористый натрий 1,7-1,9. В качестве наполнителя возможно использование продуктов механической обработки известняков, доломитов, мрамора. Насыпная плотность отдельных фракций наполнителя характеризуется следующими данными фракция 1,25-2,5 мм 780 кг/м 3 фракция 0,63-1,25 мм 860 кг/м 3 фракция 0,315-0,63 мм 980 кг/м 3 фракция 0,14-0,315 мм 1020 кг/м 3 фракция 0,074-0,14 мм 1130 кг/м 3. Возрастание насыпной плотности материала с уменьшением размера частиц свидетельствует о разрушении относительно крупных пор при измельчении, а уменьшение пористости материала происходит с нарастанием содержания более мелких фракций, следовательно, их более высоких физико-механических характеристик. Насыпная плотность смеси, состоящей из тщательно перемешанных фракций 0,315-0,63 мм 0,14-0,315 мм 0,074-0,14 мм - взятых вместе в следующих соотношениях фракция 0,315-0,63 мм 55 фракция 0,14-0,315 мм 30 фракция 0,074-0,14 мм 15 ,составляет 1320 кг/м 3, что заметно превышает плотность самой тяжелой фракции, 0,074-0,14 мм. Это свидетельствует об оптимальной гранулометрии подобранного состава, в котором межзерновые пустоты заполняются мельчайшими частицами. Уменьшается пористость системы, увеличивается число контактов в единице объема, что является важным условием при создании материала повышенных прочностных характеристик. В качестве коллоидного минерального клея применяли жидкое натриевое стекло, содовое. Отвердитель однокомпонентный - кремнефтористый натрий. Композицию изготавливают в следующей последовательности. С целью равномерного распределения отвердителя в объеме твердого раствора в измельчительносмесительную камеру подают 25 массы наполнителя, к которой добавляют 100 массы отвердителя и твердый раствор тщательно перемешивают, после чего в камеру подают оставшуюся часть, наполнителя и производят окончательное приготовление твердого раствора. Связующее вводится в твердый раствор в распыленном состоянии для относительно равномерного распределения в объеме твердого раствора и увеличения числа контактов смачиваемой поверхности. В процессе приготовления твердого раствора происходит его активация. За счет измельчительноистирающих процессов в твердой фазе раствора образуются дополнительные поверхности смачивания, за счет вновь образовавшихся фракций 0,6 мм происходит эффективный контакт связующего с вновь дополнительно образующейся поверхностью твердой фазы, что способствует, в конечном итоге, повышению физикомеханических свойств получаемого материала. В процессе последующего прессования и естественной сушки материала происходит физикомеханическое упрочнение массы с образованием водонерастворимых соединений. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Сравнительный пример 1. Образец изготовлен по следующей рецептуре известняк-ракушечник 84,2 , отвердитель - кремнефтористый натрий 1,9 , жидкое натриевое стекло 13,9 . Последовательность изготовления смеси приведена выше. Для изготовления изделия рядового назначения применен наполнитель крупности 0,630,00 мм без фракционного разделения. Полученный материал по физико-механическим свойствам соответствует стандартам (рядовой кирпич), но уступает фракционированному материалу по своим эстетическим данным. Прессование осуществляют в одну стадию с давлением 80 кг/м 2. Состав Заявляемый Морозостойкость, КоПрочность на сжатие Водопоглощение,личество циклов 3388 1 Пример 2. Образцы, согласно заявленной композиции, изготавливали по следующей рецептуре известняк-ракушечник 84,8 , отвердитель -кремнефтористый натрий 1,7 , жидкое натриевое стекло 13,5 . Затем осуществляли прессование в две стадии. 2.1. Первая стадия - давление 50 кг/см 2. 2.2. Вторая стадия - давление 150-350 кг/см 2, градация через 50 кг/см 2. В качестве наполнителя использовали известняк-ракушечник, фракционированный. Состав Заявляемый Прочность на сжатие Водопоглощение,Пример 3. Образцы изготавливали по следующей рецептуре доломитовая мука 84,8 , отвердитель кремнефтористый натрий 1,7 , жидкое натриевое стекло 13,5 . Прессование осуществляли в две стадии аналогично примеру 2. В качестве наполнителя использовали доломитовую муку, фракционированную. Состав Заявляемый Объемная мас- Прочность на сжатие са, кг/м 3 Изделия имеют хорошие эстетические данные, стойки к воздействию влаги, биологических факторов, являются экологически чистыми. Технология производства требует малых затрат энергоносителей, безотходная, исключает выбросы в атмосферу и на рельеф в связи со своей безотходностью. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.