Склад полімерно-піщаної суміші для виготовлення будівельних матеріалів

Реферат: Склад полімерно-піщаної суміші для виготовлення будівельних матеріалів містить пісок, палений пісок, шлак ливарного виробництва, скло, суміш полімерних відходів та допоміжні речовини, у наступному складі компонентів, мас. %: пісок 10-24,9 палений пісок 18-50 шлак ливарного виробництва 5-10 скло 1-10 суміш полімерних відходів 5-64,9 допоміжні речовини 0,1-10. UA 120741 U (12) UA 120741 U UA 120741 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до будівельної промисловості, зокрема до складу будівельних матеріалів, та може бути використана у виробництві при виготовленні будівельних виробів широко кола номенклатури при житловому, промисловому будівництві, зведенні споруд, формування міського та сільського ландшафту. В останні роки світ переживає черговий будівельний бум, що призвів до різкого зростання попиту на будівельні матеріали з новими якостями і властивостями. Основним покрівельним матеріалом, що використовується на ринку житлового та промислового будівництва, є азбоцементний шифер (приблизно 87 % покрівельних матеріалів). Але з огляду на його екологічну шкідливість, він поступово втрачає свої позиції у забудовників. Тому досить швидко на всесвітньому ринку набула популярності металочерепиця (профільована фарбована оцинкована сталь), але і вона має деякі недоліки, а саме: утворення конденсату на нижній поверхні листів внаслідок перепаду денної і нічної температури. Тому покрівля з метало-черепиці потребує пароізоляції й гідроізоляції. Крім цього, даний покривний матеріал має низьку звукоізоляцію (наприклад, барабанна дріб під час дощу або граду), що примушує застосовувати звукоізоляцію, що, у сукупності, підвищує вартість і трудомісткість облаштування покрівлі з метало-черепиці. Вказані недоліки відсутні у керамічних та цементно-піщаних покривних матеріалах, зокрема, черепиці. Керамічну черепицю в основному виготовляють з глиняної маси шляхом пресування з подальшим обпаленням при температурі 1000-1100 °C. Недоліком глиняної черепиці є її 2 крихкість і велика вага (1 м покриття з такої черепиці важить 32 кг і більше), що потребує спеціальної стропильної системи. Поряд с керамічною випускають цементно-піщану черепицю, яку отримують пресуванням одержаної при змішуванні компонентів цементно-піщаної суміші, що містить 20-35 мас. % цементу, з подальшим ствердженням у випарувальних камерах. Але, як і керамічній черепиці, їй притаманні аналогічні недоліки. Як видно з приведеного вище аналізу ринку покрівельних матеріалів, все ще залишається потреба в нових будівельних матеріалах, які не мають зазначених вище недоліків, розроблених на нових підходах створення будівельних матеріалів. Наприклад, відомий елемент покрівельного покриття з будівельної суміші, що складається з 70-80 мас. % відходів поліетилену та пігменту [див. пат. Росії № 2056286, з класу В28С9/00, опубл. у 1996 році]. Недоліками цього будівельного виробу є відносна крихкість одержуваної продукції і можливість одержання лише пазової черепиці з великою поверхнею зціплення елементів. Крім цього, відомо, що поліетилен під дією ультрафіолетового випромінювання зазнає деструкції, що приводить до зменшення строку служби запропонованих будівельних виробів. Відомий також будівельний виріб, зокрема, черепиця, з полімерно-піщаної суміші, що складається з 70-79 мас. % піску, 20-30 мас. % відходів поліолефінів та 0,10-10,0 мас. % допоміжних речовин, який передбачає змішування фракціонованих відходів поліолефінів з розміром часточок до 10 мм із розігрітим піском до температури 250-450 °C і формуванням 2 черепиці при температурі 130-200 °C під тиском 20-60 кг/см з подальшим її охолодженням протягом 3-18 годин [див. пат. Росії № 2127232 з класу С04В 26/04, опубл. у 1999 році]. 2 Недоліками цього будівельного виробу є досить висока його вага (понад 27 кг на їм покрівлі черепицею з такого матеріалу) і значна товщина виготовлюваної черепиці (15 мм), що обумовлено крихкістю одержуваного матеріалу. Крім того, склад суміші обмежений застосуванням лише відходів поліетилену та поліолефіни, зокрема, поліпропілену. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є склад полімерно-піщаної суміші для виготовлення будівельних матеріалів, зокрема, черепиці, що складається з піску, суміші полімерних відходів та допоміжних речовин и має наступний склад перерахованих компонентів у перерахунку на мас. %: 50 пісок суміш полімерних відходів допоміжні речовини 55 від 35 до 94,9 від 5 до 64,9 від 0,1 до 10. Для виготовлення черепиці із застосуванням суміші запропонованого складу, попередньо висушують пісок в екструдері при температурі 150-230 °C, подрібнюють суміш полімерних відходів на дробильних установках до розміру фракції 10-14 мм, спікають подрібненої пластмаси в екструдері при постадійному підвищенні температури і витримуванні при наступних температурах 90-150-240 °C (пластмаса плавиться до утворення маси у вигляді "коржа"), подрібнюють "коржі" на дробильних установках до розміру фракцій 10-14 мм ("крихта"), 1 UA 120741 U 5 10 15 20 25 змішують "Крихту" з піском і допоміжними речовинами, засипають в екструдер, перемішують в екструдері при температурі від 40 до 320 °C до утворення однорідної маси і штампують готовий виріб з одержаної маси при тиску 150-250 атм. з подальшим охолодженням. Для виробництва черепиці використовують річний або кар'єрний пісок. У якості полімерних відходів для утворення даної суміші використовуються полістироловмісні відходи (корпуси побутової техніки б/в), відходи поліаміду, поліетилентерефталату, поліпропілену тощо. На думку автора цієї корисної моделі, однією з вагомих переваг є утилізація полімерних відходів [див. пат. України № 16225 U з класу С04В 26/02, опубл. у 2006 році]. Основним недоліком цієї пропозиції є те, що в її склад входять вибіркові відходи, зокрема, полімерні, в той час, як скляні, наприклад, не використовуються, а також не використовуються відходи ливарного виробництва, хоча виготовлення черепиці здійснюється у термічному виробництві, яке передбачає наявність значної кількості відповідних відходів, наприклад, пічних шлаків, паленого піску. Перелічені незатребувані у складі суміші відходи добре сполучаються з тими, що до неї введені. Тому не зрозуміло, чому вони залишаються та або забруднюють довкілля, або потребують певних витрат для утилізації чи ховання. Ще одним недоліком відомої пропозиції є обмеженість області її застосування. Вона використається лише для виробництва черепиці, хоча нічого не заважає її використовувати й для інших видів будівельних виробів. У основу корисної моделі поставлено задачу розширення діапазону утилізації побутових та виробничих відходів без погіршення фізико-механічних властивостей будівельних виробів та розширення їх асортименту за рахунок збільшення компонентів суміші шляхом введення до її складу додаткових відходів. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у склад полімерно-піщаної суміші для виготовлення будівельних матеріалів, що складається з піску, суміші полімерних відходів та допоміжних речовин, згідно з корисною моделлю, додатково введені подрібнене скло, палений пісок та шлак ливарного виробництва у наступному складі компонентів у перерахунку на мас. %: пісок палений пісок шлак ливарного виробництва скло суміш полімерних відходів допоміжні речовини 30 35 40 45 50 від 10 до 24,9 від 18 до 50 від 5 до 10 від 1 до 10 від 5 до 64,9 від 0,1 до 10. Переваги використання паленого піску полягають в тому, що його не треба попередньо висушувати у екструдері, оскільки під час його застосування у ливарному виробництві, він вже був прокалений. Він, взагалі, може повністю замінити звичайний пісок. Застосування скла (вважай, того же ж силікатного піску) у запропонованому складі, дозволяє отримати блискучість виробів з такого складу. Використання шлаку ливарного виробництва також надасть виробам блискучості та міцності за рахунок наявності у шлаку клеючих речовин. У якості полімерних відходів для утворення даної суміші використовуються полістироловмісні відходи (корпуси побутової техніки б/в), відходи поліаміду, поліетилентерефталату, поліпропілену тощо, тобто вторинна полімерна сировина. Згадані полімерні відходи можуть представляти собою суміш різних класів полімерів за виключенням хлоровмісних полімерів (ПВХ, П ХВ), оскільки при нагріві таких полімерів, вони деструктурують з утворенням та виділенням токсичних речовин і можуть змінюватися в залежності від наявної сировини, тобто вид використаних полімерних відходів не є критичним параметром для запропонованого полімерно-піщаної суміші. Як допоміжні речовини можуть бути використані мінеральні або органічні барвники, наприклад, оксид хрому, діоксид титану, оксид кобальту, оксид заліза, сажа тощо, що надають забарвлення будівельному виробу. Для одержання суміші запропонованого складу полімерні відходи попередньо подрібнюють на дробильних установках до фракції часток 10-14 мм, далі всі компоненти змішують у екструдері при температурі від 40 до 320 °C до утворення однорідної маси і штампують будівельний виріб з одержаної маси при тиску 150-200 атм з подальшим охолодженням. Запропоновану суміш використовують не тільки для виробництва черепиці, але й для виготовлення тротуарної для облицювальної плитки, армованих каналізаційних люків, бордюрів, відводів води, скульптурних виробів для прикрашення ландшафту тощо. 2 UA 120741 U 5 За рахунок розширення номенклатури речовин у складі запропонованої полімерно-піщаної суміші вдалося розширити спектр утилізації відходів життєдіяльності людини та одночасно надбати додаткові властивості, зокрема, додати блискучості, зменшити водопоглинення, збільшити морозостійкість, підвищити ступінь звукопоглинання, розширити номенклатуру будівельних виробів. При цьому продукт зберігає високі фізико-механічні та споживчі властивості, що дозволяє його широко використовувати як для будівництва будівель різного призначення, так й для влаштування міського та сільського ландшафту у різних кліматичних зонах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Склад полімерно-піщаної суміші для виготовлення будівельних матеріалів, що складається з піску, суміші полімерних відходів та допоміжних речовин, який відрізняється тим, що додатково введені подрібнене скло, палений пісок та шлак ливарного виробництва, у наступному складі компонентів, мас. %: пісок палений пісок шлак ливарного виробництва скло суміш полімерних відходів допоміжні речовини 10-24,9 18-50 5-10 1-10 5-64,9 0,1-10. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3