Спосіб виготовлення будівельної цегли

Спосіб виготовлення будівельної цегли, що включає змішування 3-10 мас. % вапна з кварцовим піском з додаванням води і наступним пресуванням виробів, який відрізняється тим, що при змішуванні у суміш додають 1-10 мас. % дигідрату фосфогіпсу, після чого здійснюють обробку суміші в обладнанні, що забезпечує силовий механічний вплив, який виражений у її багаторазовому роздавлюванні та перетиранні впродовж 1-1000 циклів, причому обладнання забезпечує силовий механічний вплив на суміш з тиском від 0,1 до 2 МПа. Винахід належить до промисловості будівельних виробів, а саме до технології виробництва будівельної цегли. Відомий спосіб виробництва силікатної цегли шляхом змішування вапна з кварцовим піском з додаванням води, гасіння отриманої суміші впродовж певного часу в спеціальному обладнанні, пресування з неї цегли і обробки спресованої цегли в автоклавному обладнанні [1]. Недоліками цього способу є недостатня міцність сирцю і пов'язані з цим дефекти цегли, значні витрати енергії, необхідні для автоклавної обробки, велика вартість автоклавного обладнання, а також необхідність реалізації операції гасіння суміші у спеціальному обладнанні впродовж значного часу, що в сукупності зумовлює великі енерговитрати на виробництва та велику вартість комплекту обладнання технологічної лінії виробництва. Серед багатьох методів підвищення якості сирцю і цегли у виробництві цегли з піску та вапна досить просто реалізувати методи, засновані на використанні домішок певних речовин. Найбільш близьким до способу, який пропонується, є спосіб виготовлення будівельної цегли шляхом змішування 6-8% вапна з піском з наступним силосуван ням суміші, пресування виробів та їх автоклавної обробки, що відрізняється тим, що з метою бездефектного формування, підвищення міцності сирцю та цегли і використання промислових відходів, при змішуванні вводять 5-10% дигідрату фосфогіпсу і 0,025-1% білкової речовини активного мулу відходу виробництва білково-вітамінних концентратів чи водоочищення очисних міських споруд чи 0,025-1% вказаної білкової речовини та 10% суміші, що містить дигідрат фосфогіпсу і цемент у кількості 20% від маси фосфогіпсу [2]. Недоліками цього способу залишаються значні витрати енергії, необхідні для автоклавної обробки, велика вартість автоклавного обладнання, а також необхідність реалізації операції гасіння суміші у спеціальному обладнанні впродовж значного часу, що в сукупності зумовлює великі енерговитрати на виробництва та велику вартість комплекту обладнання технологічної лінії виробництва. Усунення цих недоліків можливо у випадку зменшення часу гасіння та отримання міцної цегли без автоклавної обробки за рахунок підвищення активності суміші. Ця задача може бути розв'язана за рахунок активації зволоженої суміші механічним способом. Під активацією розуміють перехід із (19) UA (11) 95147 (13) C2 (21) a200912907 (22) 14.12.2009 (24) 11.07.2011 (46) 11.07.2011, Бюл.№ 13, 2011 р. (72) ВІННИЧЕНКО ВАРВАРА ІВАНІВНА, КРОТ ОЛЕКСАНДР ЮЛІЙОВИЧ, ФЕДОРОВ ГЕОРГІЙ ДМИТРОВИЧ, САВЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ГРИГОРОВИЧ, КРОТ ОЛЬГА ПЕТРІВНА, СУПРЯГА ДМИТРО ВІКТОРОВИЧ, УДОВІЧЕНКО РОМАН ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЖУКОВА НАТАЛІЯ ЮРІЇВНА (73) ВІННИЧЕНКО ВАРВАРА ІВАНІВНА, КРОТ ОЛЕКСАНДР ЮЛІЙОВИЧ (56) SU 1828459 A3, 15.07.1993 UA 33020 A, 15.02.2001 SU 1411316 A1, 23.07.1988 RU 2057099 C1, 27.03.1996 3 недіяльного стану в діяльний, або посилення діяльного стану. Під активацією звичайно мають на увазі процеси, які підвищують здатність речовин вступати в реакцію, у тому числі і в умовах, при яких взаємодія без попередньої активації була б неможливою або непродуктивною. Активація може здійснюється під час механічної обробки гашеної суміші у обладнанні, яке забезпечує силовий механічний вплив на одержану суміш, що виражається у її багаторазовому роздавлюванні та перетиранні [3]. Для механічної обробки може бути застосовано обладнання різного принципу дії: дезінтегратори, змішувачі-розтирачі, барабанностержневі змішувачі, бігуни, барабанно-валкові машини або інше обладнання механічної обробки. Даним винаходом розв'язується задача зменшення енергоємності виробництва будівельної цегли та зменшення вартості комплекту обладнання технологічної лінії виробництва за рахунок усунення необхідності в автоклавній обробці. Поставлена задача розв'язується тим, що в способі виготовлення будівельної цегли шляхом змішування 3-10% вапна з кварцовим піском з додаванням води і наступним пресуванням виробів при змішуванні додають 1-10% дигідрату фосфогіпсу, після чого здійснюється переробка в обладнанні, яке забезпечує силовий механічний вплив на одержану суміш, що виражається у її багаторазовому роздавлюванні та перетиранні. Приклад здійснення винаходу наведено у вигляді реалізованого багатофакторного експерименту. Згідно плану експерименту, пісок змішували одночасно з негашеним меленим вапном, фосфогіпсом та водою вручну до досягнення візуальної однорідності суміші. Відносна вологість суміші складала 8%. Суміш одразу після змішування піддавали механічній переробці у барабанновалковій машині, робочі органи якої забезпечували стабільний тиск у матеріалі (тиск можна змінювати приблизно від 0,1 до 2 МПа), здійснюючи при цьому певну кількість циклів активації (кількість прокатувань валком по шару матеріалу з розпушенням матеріалу після кожного прокатування). Звичайно доцільна кількість циклів від одного до кількох тисяч. Застосовувалася барабанно-валкова машина типу активатора циклічної дії [4]. Перероблена таким чином суміш формувалася на лабораторному гідравлічному пресі у прес-формі з одержанням зразків 50×50×25мм. Міцність зразків-сирців складала 5-8 МПа, що суттєво перевищує міцність цегли-сирцю силікатної цегли. Для твердіння зразкисирці залишалися на 14 діб у вологому середовищі при температурі 20±2°С, після чого частина зразків висушувалася і піддавалася випробовуванню на міцність стиску на лабораторному пресі. Аналіз результатів експерименту - на Фіг.1, 2, 3. Інша частина зразків перекладалася у посудину з водою з повним зануренням зразка, де залишалася ще на 7 діб при температурі води у посудині 20±2°С. Міцність цих зразків підтверджувала їхню водостійкість. 95147 4 Під час проведення експерименту змінювалися такі фактори: кількість циклів активації, процентний вміст фосфогіпсу (по відношенню до маси піску) та процентний вміст вапна (по відношенню до маси піску). Кількість циклів активації в експериментах складала 197, 300, 550, 800 та 904 циклів. Процентний вміст фосфогіпсу складав 1,93%, 4%, 9%, 14%, 16,07%. Процентний вміст вапна також складав 1,93%, 4%, 9%, 14%, 16,07%. Такі значення факторів реалізують так званий ортогональний план другого порядку, який забезпечує найбільшу точність отриманих результатів поблизу центру плану. На Фіг.1 наведено графік залежності міцності зразків від кількості циклів активації. На Фіг.2 наведено графік залежності міцності зразків від вмісту фосфогіпсу. На Фіг.3 наведено графік залежності міцності зразків від вмісту вапна. Аналіз результатів підтверджує можливість одержання водостійкої будівельної цегли шляхом змішування 3-10% вапна з кварцовим піском з додаванням води і наступним пресуванням виробів, якщо при змішуванні додавати 1-10% дигідрату фосфогіпсу, після чого здійснювати переробку в обладнанні, яке забезпечує силовий механічний вплив на одержану суміш, що виражається у її багаторазовому роздавлюванні та перетиранні. У випадку застосування іншого обладнання для переробки, а також інших модифікацій вказаних компонентів одержання будівельної цегли можливе при використанні тих інтервалів процентного вмісту компонентів, які указані у формулі винаходу. Економічний ефект досягається за рахунок зменшення енергоємності виробництва будівельної цегли за рахунок усунення необхідності в автоклавній обробці. Можливе також досягнення економічного ефекту за рахунок зменшення потрібної кількості вапна, або підвищення якості цегли без збільшення кількості вапна. Позитивний економічний та екологічний ефект існуватиме також внаслідок використання техногенних відходів (фосфогіпсу). Суттєвим з точки зору створення нових виробництв будівельної цегли є зменшення вартості комплекту обладнання технологічної лінії виробництва за рахунок усунення необхідності в застосуванні автоклавного обладнання. Джерела інформації: 1. Вахнин М.П., Анищенко А.А. Производство силикатного кирпича. - М.: Высш. шк., 1983. - 180 с. 2. Патент SU 1828459 A3, МКИ С04В 28/18 / В.Ф. Рассказов, А.В. Рассказов, М.В. Кирьянов, А.А. Семенов, А.Д. Акуленко, А.И. Рыба (СССР). №4849414/33; заявл. 10.04.90; Опубл. 15.07.93. Бюл. №26. - 3 с. 3. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. - М.: Стройиздат, 1982. - 384 с. 4. Патент України на винахід №72480. "Активатор циклічної дії". Опублікований 15.03.2005. Бюл. №3, 2005 р. 5 95147 6 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 95147 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601