Спосіб виготовлення будівельних виробів і сировинна суміш для використання в способі

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве кирпича, стеновых камней, блоков и других бесцементных изделий. Известен способ изготовления строительных изделий (Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий, М., Стройиздат, 1984), включающий перемешивание сырьевой смеси, формование и последующую тепловлажностную обработку или естественное твердение отформованных изделий. В способе используются предварительно изготовленные вяжущие из природного сырья. Известны способы (Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев, Вища школа, 1972 и Будов В.Μ., Саркисов П.Д. Производство строительного и технического стекла. М., Высшая школа, 1985), в которых не используется предварительно полученное вяжущее, но для придания прочности отформованным изделиям предусматривают плавление сырьевой шихты или обжиг изделий. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления глиносырцевых строительных изделий (РСН 04-60 "Указания по проектированию и строительству зданий из глиноорганических материалов), заключающийся в перемешивании заполнителя с глиной, формовании полученной массы и последующей естественной или принудительной сушке отформованных изделий. Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками изобретения является наличие перемешивания сырьевой смеси, формование массы и сушка изделий. Причинами, препятствующими достижению необходимого технического результата, являются низкая прочность и водостойкость полученных изделий, которые определяются низкой прочностью и водостойкостью глины, а также ограниченностью сырьевой базы из-за применения единственного распространенного природного вяжущего. Известны сырьевые смеси, используемые для изготовления строительных изделий, состоящие из дешевого сырья: глины, соломы, песка, характеризующиеся низкой прочностью и водостойкостью получаемых изделий (РСН 04-60 "Указанная по проектированию и строительству зданий из глиноорганических материалов". Наиболее близкой к предлагаемой является смесь, основанная на применении вяжущих (извести, гипса, полимерных смол и заполнителей песка, щебня, гравия (Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. М„ Стройиздат, 1984). Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками изобретения, является наличие заполнителя и вяжущего. Причинами, препятствующими достижению необходимого технического результата являются применение вяжущих, на получение которых расходуется природное сырье и энергоресурсы, а также невозможность использования пылевидных заполнителей и отходов производства. В основу изобретения положена задача повышения качества изделий, отказ от дефицитных вяжущих, расширение сырьевой базы, применение отходов. Поставленная задача решается тем, что процессы перемешивания, формования и сушки дополняются обработкой сырьевой смеси (или ее части), состоящей из заполнителя и вяжущего из мелкодисперсной части заполнителя или другого инертного вещества, химически активными материалами или отходами, причем, кислые заполнители и вещества применяют в сочетании с щелочными материалами и отходами, а основные с кислыми. Заполнители из кислых пород в щелочной среде, а также основные заполнители в кислой среде отходов приобретают повышенную растворимость, что позволяет получать вначале концентрированный раствор вещества заполнителя в жидкой фазе сырьевой смеси, а затем цементирующую связку из этого вещества. Обработку сырьевой смеси вначале ведут путем перемешивания, помола или автоклавирования до полного насыщения жидкой фазы веществом смеси, а затем сушкой до получения высококонцентрированной смеси. Кроме того обработку смесей на основе кислых заполнителей и щелочных отходов ведут при температуре 20-200°С, а основных смесей и кислых отходов при температуре 0-160°С. В процессе перемешивания, помола или автоклавирования, растворение заполнителя еще более ускоряется, что позволит, во-первых, получать цементирующую связку, прочность и водостойкость которой определяются прочностью и водостойкостью используемого заполнителя, а, во-вторых, глину или дефицитные вяжущие типа цемента удается заменить на отсевы и отходы. Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и техническим результатом, который может быть достигнут, проявляется следующая причинно-следственная связь: дополнительная обработка сырьевой смеси или ее части, где в качестве вяжущего использована мелкодисперсная часть заполнителя или другого инертного вещества в сочетании с химически активными материалами или отходами, причем кислые заполнители и вещества применяют в сочетании со щелочными материалами и отходами, а основные с кислыми и обработка осуществляется путем перемешивания, помола, автоклавирования и сушки до полного насыщения жидкой фазы обрабатываемым веществом и, кроме того, обработка смесей на основе кислых заполнителей велась при температуре 20-200°С, а основных при 0160°С. Все это позволит повысить качество изделий и расширить сырьевую базу, отказаться от дефицитных вяжущих и применить отходы. Πример 1. Отходы пиления известняка обрабатывали в сушильном барабане дымовыми газами известеобжигательной печи в течение 1-2 часа. Одновременно массу орошали водой, регулируя консистенцию смеси от 18см осадки конуса в начале, до 30 с жесткости в конце процесса обработки, Консистенцию определяли по ГОСТ 10181-81 "Смеси бетонные". Методы испытаний. Из полученной массы формовали кирпичи при удельном давлении 20 МПа, которые затем сушили при 90°С в течение 4-х часов. Перед испытанием кирпичи 8 часов выдерживали при комнатной температуре, а затем часть из них насыщали водой, а часть выдерживали при комнатной температуре. Свойства известняка и дымовых газов даны в табл.1 и 2; а результаты испытания -в табл.3. Πример 2. Отсевы дробления гранодиоритовых горных пород на щебень обрабатывали в шаровой мельнице раствором отходов производства перманганате калия в течение 3-х часов. Одновременно массу сушили, подогревая корпус мельницы до температуры 100...110°С, доведя консистенцию смеси с 18см осадки конуса до 30 с жесткости по ГОСТ 10181-81. Из полученной массы формовали кирпичи, которые затем испытывали в сухом и водонасыщенном состоянии. Свойства отсевов гранодиорита и отходов перманганате калия даны в табл.4, 5, а результаты испытания кирпича - в табл.6. Πример 3. Отсевы известняка замешивали на отходах производства бромистого метила, затем полученный шлам автоклавировали при Т=120°С в течении 3-х часов, залипли в формы - кубы с ребром 15см - и сушили при Т=60°С в течение 2-х часов. Характеристика известняка дана в табл.1, отходов бромистого метила - в табл.7, а свойства полученных образцов - в табл.8. Πример 4. Отсевы магнезита затворили отходами производства бромистого метила после чего смешали с отсевами известняка. Операции выполняли последовательно в закрытом автоклаве, после чего из смеси сформовали кубы с ребром 15 см, которые проавтоклавировали по режиму 2+2+2 при температуре 120°С. Состав магнезиальных отсевов дан в табл.9. Анализ примеров 1...4 свидетельствует, что предлагаемая смесь и способ позволяют получать строительные изделия достаточно высокой прочности и водостойкости. В примере 1 прочность 8 МПа и водостойкость 0,73 достигается за счет обогащения известняка углекислым газом по реакции Полученный Са(НСОз)г является хорошо растворимым веществом, насыщаемым жидкую фазу. В процессе сушки изделий происходит обезвоживание и растворенный карбонат кальция выкристаллизовывается по реакции, обратной (1), этим обеспечивается прочность и водостойкость. В примере 2 вяжущие свойства жидкой фазы достигаются за счет насыщения ее кремнеземом под влиянием щелочи (KOH+NaOH), длительного помола и нагрева. В дальнейшем, в процессе сушки растворенный кремнезем освобождается на зернах заполнителя, цементируя их. В примере 3 вначале происходит растворение известняка в серной кислоте с образованием двуводного гипса и углекислого газа по реакции Затем, в процессе автоклавирования и сушки двуводный гипс переходит в полуводный и обратно по реакции: Полуводный гипс, как более растворимый, в начале насыщает перекристаллизовываясь в двуводный обеспечивает твердение изделий. В 4-м примере вначале происходят следующие реакции: жидкую фазу, а затем и MgSO4 и Са(НСО3)2 - хорошо растворимые вещества, обеспечивающие высокую концентрацию вещества в жидкой фазе. Впоследствии после формования образцов и повышения температуры они выделяются из раствора по реакции: В итоге образуется доломитогипсовая связка, обеспечивающая прочность и водостойкость изделий. Рассмотренные примеры свидетельствуют, что предлагаемая смесь может состоять из различных компонентов, но обязательно должны присутствовать основные и кислые, либо кислые и щелочные. Предлагаемый способ может характеризоваться различными режимами, однако общей отличительной особенностью его является обработка инертных заполнителей химически активными материалами.