Способ изготовления грунтоцементных изделий

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к способам изготовления грунтоцементных изделий. Сущность изобретения: при приготовлении смеси берут минеральную пластичную добавку с естественной влажностью и песок-заполнитель в соотношении от 0,2 : 1 до 1 : 1 и совместно с вяжущим одновременно грубо измельчают и смешивают в зубчато-валковой дробилке, а вторичную обработку сырьевой смеси ведут при удельных энергозатратах 3 - 10 кДж/кг путем механохимической активации за счет приложения многократно меняющихся в направлениях переменных нагрузок в стержневой мельнице. 1 табл.

Изобретение относится к способу изготовления изделий в промышленности строительных материалов и может найти применение в производстве, например, кирпича, камней и других изделий.

Известен способ производства строительных изделий из смеси глинистого грунта и цемента. По известному способу глинистый грунт перед подачей в смеситель подсушивается и дробится до размера частиц менее 1 мм. Из подготовленной увлажненной смеси формуют методом экструзии изделия различного ассортимента: кирпич, стеновые камни и др. Изделия подсушиваются, после чего выдерживаются в течение 10 сут до достижения конечной прочности. Прочность изделий в возрасте 2 сут равен 4,5-6 МПа.

Недостатком способа является его трудоемкость, большие теплозатраты на подсушку сырья и изделий, а также невысокая сырцовая прочность изделий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления грунтоцементных изделий, включающий предварительную сушку глины, ее измельчение, смешение и обработку измельченной глины сминающейся пластичной добавки с песком-заполнителем и цементом в смесителе лопастного типа, прессование сырца и отверждение его.

Недостатком указанного способа является его стоимость, связанная с необходимостью подсушки глины, ее измельчения, кроме того, изделия неморозостойки, и прочность при сжатии даже пропаренных образцов невысока.

Технический результат предлагаемого изобретения повышение качества изделий и упрощение технологии достигается тем, что в известном способе, включающем приготовление сырьевой смеси из вяжущего, песка-заполнителя и минеральной пластичной добавки, ее обработку, прессование из смеси сырца, его отверждение в естественных условиях или при пропаривании, в процессе приготовления сырьевой смеси берут минеральную пластичную добавку с естественной влажностью и песок-заполнитель в соотношении 0,2 1 до 1 1 и совместно с вяжущим одновременно грубо измельчают и смешивают, например, в зубчато-валковой дробилке, а вторичную обработку сырьевой смеси ведут при удельных энергозатратах 3-10 кДж/кг путем механо-химической активации, за счет приложения многократно меняющихся в направлениях переменных нагрузок, например, в стержневой мельнице.

Ниже приводим обоснование влияния отличительных признаков способа на достижение технического результата.

В процессе совместной обработки в зубчато-валковой дробилке заполнителя-песка и сминающейся пластичной добавки с естественной влажностью 15-22% отдозированных в соотношении от 1 0,2 до 1 1, а также вяжущего осуществляют грубое измельчение пластичной добавки и предварительное перемешивание сырьевых компонентов.

В результате чего обеспечивается усреднение влажности грубой смеси до 8-14% которая не налипает и становится пригодной для дальнейшей более тонкой обработки.

Дальнейшую обработку смеси ведут в стержневой мельнице. Стержневая мельница, благодаря своим конструктивным особенностям, обеспечивает активную механо-химическую обработку смеси за счет воздействия на нее переменными нагрузками, многократно меняющимися в направлениях. Благодаря большей массе единичного стержня в сравнении, например, с мелющим шаром в 50-100 раз, а также увеличенной поверхности контактов стержней, не происходит облипания мелющих тел стержней и стержневая мельница эффективно обрабатывает пластичную сырьевую смесь с влажностью до 14% и не замазывается.

Установлено, что оптимальные удельные энергозатраты при обработке смеси в стержневой мельнице находятся в пределах 3-10 кДж/кг. Содержание в смеси пластичной глины в количестве 40-45% требует максимального увеличения энергозатрат, меньшие энергозатраты при механо-химической обработке стержнями допустимы при содержании пластичной добавки 20-22% Такая обработка смеси вяжущего, заполнителя-песка и сминающейся пластичной добавки способствует интенсивному разрушению поверхностных слоев частиц добавки, увеличению контактной поверхности разнородных частиц и повышению их реакционной способности, в результате происходит образование коагуляционных и сильных химических связей, обеспечивающих повышение сырцовой прочности, морозостойкости и прочности готовых изделий.

Сочетание и последовательность осуществления технологических операций, составляющих сущность предлагаемого способа, кроме повышения качества изделий, позволяет избавиться от сушки избыточно влажной добавки и тем самым значительно упростить и удешевить технологию производства.

Способ осуществляли следующим образом.

Заполнитель-песок и сминающуюся пластичную добавку дозировали в соотношении от 1 0,2 до 1 1.

В качестве сминающейся пластичной добавки брали глину или суглинок, или известняк, или доломит. Отношение твердости добавки к твердости заполнителя-песка составляло от 0,1 1 до 0,5 1.

В качестве вяжущего использовали портландцемент, количество которого во всех случаях принимали равным 10% Отдозированные заполнитель-песок, сминающуюся добавку с естественной влажностью и вяжущее загружали в зубчато-валковую дробилку, в которой осуществляли не только дробление кусков добавки, но и предварительное смешение компонентов и усреднение влажности грубой шихты. Затем смесь подвергали механо-химической активации в стержневом смесителе при удельных энергозатратах от 3-10 кДж/кг. Из полученной смеси формовали образцы на гидравлическом прессе при удельном давлении 200 кгс/м², которые затем отверждали в естественных условиях, либо в пропарочной камере.

Сформованный сырец и готовое изделие испытывали по известным методикам.

Конкретные примеры реализации способа приведены в таблице.

П р и м е р 1 воспроизводили способ по прототипу, в качестве сминающейся добавки брали глину.

П р и м е р 2 воспроизводили обработку смеси по известному способу, при соотношении песка-заполнителя к сминающейся добавке по предлагаемому способу.

П р и м е р ы 3, 6, 8 реализовали по предлагаемому способу в качестве сминающей пластичной добавки брали глину.

П р и м е р ы 4, 5, 7 реализовали по предлагаемому способу, но в качестве сминающейся пластичной добавки принимали суглинок.

П р и м е р ы 9, 10 реализации по предлагаемому способу, а в качестве сминающейся добавки брали известняк и доломит.

П р и м е р ы 11, 12, 13 выполняли с запредельными параметрами способа.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что изделия изготовленные по предлагаемому способу (примеры 3-10) в сравнении с прототипом имеют более высокие сырцовую прочность, прочность при сжатии отвержденных образцов (выше на 45-100%), морозостойкость при значительном упрощении технологии.

Предлагаемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано в производстве безобжигового грунтоцементного кирпича и камней без каких-либо ограничений и особых условий.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРУНТОЦЕМЕНТНЫХ ИЗДЕЛИЙ путем приготовления сырьевой смеси из вяжущего, песка-заполнителя и минеральной пластичной добавки, ее обработки, прессования из смеси сырца и отверждение его, отличающийся тем, что при приготовлении смеси берут минеральную пластичную добавку с естественной влажностью и песок-заполнитель в соотношении 0,2 - 1 : 1 и совместно с вяжущим одновременно грубо измельчают и смешивают в зубчато-валковой дробилке, а обработку сырьевой смеси ведут при удельных энергозатратах 3 - 10 кДж/кг путем механо-химической активации за счет приложения многократно меняющихся в направлениях переменных нагрузок в стержневой мельнице.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3