СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2020 года по МПК E01C23/00 E01C7/00 C04B28/00 B29B17/04 C04B40/00 

Область техники

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве строительных блоков для наружных и внутренних стен, строительных покрытий, а также в дорожном строительстве при ремонте дорог, мест стоянок и подобных им объектов.

Предшествующий уровень техники

Переработка пластмасс является одним из наиболее важных направлений в борьбе с загрязнением окружающей среды. Одним из направлений утилизации отходов производства пластмасс является использование их в строительных изделиях.

Из уровня техники известны сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционно-конструктивного материала и способ изготовления строительных блоков из этой смеси, включающий обеспечение бумажной макулатуры и отходов полиэтиленовой пленки, их измельчение и перемешивание, размещение полученной сырьевой смеси в пресс-форме горячего пресса и прессование при заданной температуре и давлении [1].

Недостатком технического решения является невозможность утилизировать другие виды пластмасс. Кроме того, полученный описанным способ строительный материал исключительно предназначен к использованию внутри помещения.

Из уровня техники известна сырьевая смесь для изготовления строительных материалов включающая портландцемент, мелкозернистый наполнитель и волокнистую органическую добавку, причем в качестве волокнистой органической добавки используют измельченные отходы производства поливинилхлоридной тары [2].

Недостатком данного технического решения является то, что поливинилхлоридное волокно используется в качестве наполнителя и по своей сути представляют собой отдельные вкрапления в теле строительного блока. Это не позволяет в полное мере использовать свойства пластмасс в строительном изделии, которое буде иметь недостатки других входящих компонентов (портландцемента и песка). Кроме того, техническое решение не позволяет утилизировать другие виды пластмасс.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решения является сырьевая смесь для изготовления строительных блоков и способ производства строительных блоков из данной смеси, включающий перемешивание цемента, песка, заполнителя и воды; размещение полученной сырьевой смеси в форме и выдерживание в ней до получения строительного блока [3]. В качестве заполнителя используются гранулы. Гранулы представляют собой продукт переработки пластиковых бутылок и другой полиэтиленовой тары. Пластиковые отходы предварительно нагревают на специальном оборудовании, например, в экструдере. Горячую массу выдавливают под давлением через фильеры диаметром 15-30 мм. Полученный пруток охлаждают, а затем равномерно разрезают на части длиной от 25 до 40 мм.

Недостатком данного технического решения является то, что гранулы, полученные переработкой пластиковых бутылок и другой полиэтиленовой тары, используются в качестве наполнителя и по своей сути представляют собой отдельные вкрапления в теле строительного блока. Это не позволяет в полное мере использовать свойства пластмасс в строительном изделии, которое буде иметь недостатки других входящих компонентов (цемента и песка). Изготовленный согласно предложенному техническому решению строительный блок будет обладать относительно низкими теплоизоляционными и гидрофобными свойствами, долговечностью, морозостойкостью, а также прочностными характеристиками.

Дополнительным недостатком данного технического решения является то, что требуется относительно глубокая переработка пластиковых бутылок и другой полиэтиленовой тары для производства гранул, что повышает трудоемкость производства строительных блоков. Кроме того, техническое решение не предполагает использование других видов пластмасс, которые в настоящее время получили широкое распространение, например акрилонитрилбутадиенстирол, поливинилхлорид и др.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом на достижение которого направлено заявляемое техническое решение является получение строительных изделий, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, а именно высокими прочностными, теплоизоляционными и гидрофобными свойствами, долговечностью, морозостойкостью. Кроме того, технический результат заключается в обеспечении возможности использования отходов из пластмассы без необходимости их глубокой переработки, а также в расширении сырьевой базы за счет утилизации различных видов пластмасс. Дополнительный технический результат заключается в обеспечении возможности изготовления изделий в виде сплошных покрытий, в частности, дорожных покрытий, кровли, поверхностей стен и фундаментов.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления строительных изделий и покрытий включает обеспечение вяжущего вещества и наполнителя, их перемешивание и придание полученной сырьевой смеси формы, причем в качестве вяжущего вещества используют полиэтилентерефталат в измельченном виде, а после придания сырьевой смеси формы осуществляют ее прогрев при температуре, обеспечивающей плавление полиэтилентерефталата.

Кроме того, технический результат достигается за счет того, что полиэтилентерефталат получают из твердых коммунальных отходов.

Также технический результат достигается за счет того, что полиэтилентерефталат получают из отходов производства изделий из полиэтилентерефталата.

Также технический результат достигается тем, что в качестве вяжущего вещества совместно с полиэтилентерефталатом используют другие виды пластмасс.

Технический результат достигается также тем, что что придание сырьевой смеси формы осуществляют путем ее размещения в заранее подготовленной форме.

Кроме того, технический результат достигается за счет того, что форму устанавливают непосредственно на месте монтажа строительного изделия.

Также технический результат достигается тем, что придание сырьевой смеси формы осуществляют путем ее распределения по поверхности.

Технический результат достигается также тем, что перед прогревом сырьевой смеси осуществляют армирование.

Осуществление изобретения

Способ изготовления строительных изделий и покрытий включает обеспечение вяжущего вещества и наполнителя, их перемешивание и придание полученной сырьевой смеси формы.

Отличием заявляемого технического решения от предшествующего уровня техники является то, что в качестве вяжущего вещества используют полиэтилентерефталат (ПЭТ) в измельченном виде. ПЭТ может представлять собой измельченные отходы производства ПЭТ, а также ПЭТ из твердых коммунальных отходов, собираемых у населения или отходов производства изделий из ПЭТ. При использовании заявляемого способ ПЭТ не требует сортировки.

Кроме того, в составе вяжущего вещества совместно с ПЭТ могут использоваться другие виды пластмасс. Например, в состав вяжущего могут быть включены измельченные отходы таких материалов как акрилонитрилбутадиенстирол (АБС-пластик), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен высокого/низкого давления (ПВД/ПНД), полиэтилен низкой плотности (ПНП), полиэтилентерефтатат-гликоль (ПЭТ-Г) и других пластмассы. При использовании в составе вяжущего вещества других видов пластмасс целесообразно для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик строительных изделий выдерживать содержание ПЭТ в количестве не менее 80%.

Обеспечение возможности использования в составе вяжущего вещества других пластмасс позволяет использовать отходы низкого уровня сортировки, а также расширить сырьевую базы. Кроме того, заявляемый способ позволяет использовать отходы из пластмассы без необходимости их переработки в отличие от прототипа, где предполагается производства гранул. В предлагаемом техническом решении достаточно осуществление измельчения отходов из пластмассы.

В качестве наполнителя могут использоваться щебень, песок, гравий, раковины моллюсков, бой стекла, бетона, кирпича, асфальта, щепа и другие твердые материалы.

Оптимальное соотношение перемешиваемых материалов устанавливается опытным путем в зависимости от состава исходных материалов вяжущего и выбранного наполнителя. В готовом изделии целесообразно придерживаться соотношения, при котором вяжущего вещества от 20% по объему.

Придание сырьевой смеси формы осуществляют, например путем ее размещения в заранее подготовленной форме (в том числе могут использоваться разъемные формы). Строительные изделия и соответственно формы могут быть различных конфигураций, например в виде призмы (наиболее распространенный вид строительных материалов). Кроме того, формы могут быть установлены непосредственно на месте монтажа строительного изделия, например, при формировании стены, пола фундамента или при их отделке (формировании защитного слоя), а также, в случае если строительное изделия представляет собой блок, в месте его установки.

Придание сырьевой смеси формы может осуществляться путем ее распределения по поверхности. Это позволяет получать строительные покрытия различного назначения (например, кровли), а также в дорожном строительстве при ремонте дорог (например, при ямочном ремонте), мест стоянок, подъездных путей и подобных им объектов. В этих случаях сырьевая смесь либо распределяется по поверхности, либо размещается в нише (например яме).

Заявляемый способ предполагает после придания сырьевой смеси формы ее прогрев при температуре, обеспечивающей плавление ПЭТ. Прогрев осуществляется с помощью горячего воздуха до размягчения и оседания смеси ПЭТ и наполнителя при температуре выше 250°С (до 260°С), что обычно достаточно для обеспечения плавления ПЭТ. При прогреве необходимо не допускать возгорание сырьевой смеси. Прогрев может осуществляться с использованием газовых горелок. При этом, во избежание возгорания ПЭТ, целесообразно использовать защитные экраны.

При прогреве сырьевой смеси ПЭТ и другие пластмассы расплавляются, заполняют полости между частицами наполнителя, скрепляют их и частично обволакивают, формируя защитный слой. Это позволяет обеспечить получение строительных изделий, обладающих высокими прочностными, теплоизоляционными и гидрофобными свойствами, характеризующихся повышенной долговечностью и морозостойкостью.

С целью повышения прочностных характеристик перед прогревом сырьевой смеси может осуществляться армирование при помощи арматуры из стали или из стекловолокна. При изготовлении строительных изделий в виде покрытий возможно армирование металлическими сетками или арматурой из стекловолокна.

Для отдельных изделий вес которых превышает 15 кг целесообразно устройство монтажных петель, наличие которых позволит использовать грузоподъемные механизмы.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет получить строительные изделия, обладающие высокими эксплуатационными свойствами, а именно высокими прочностными, теплоизоляционными и гидрофобными свойствами, долговечностью, морозостойкостью. Это обеспечивается тем, что в качестве вяжущего вещества используется ПЭТ и другие виды пластмасс, которые в процессе прогрева расплавляются, создают защитный поверхностный скрепляющий слой на частицах наполнителя.

Кроме того, способ позволяет использовать отходы из пластмассы без необходимости их глубокой переработки и сортировки, что позволяет снизить трудоемкость производства строительных изделий, в которых используется пластмассы.

Также заявляемый способ обеспечивает возможность изготовления изделий в виде сплошных покрытий, в частности, дорожных покрытий, покрытий других конструктивных элементов (стен, фундаментов, крыш и т.п.).

Заявляемое техническое решение никоим образом не ограничено вариантами осуществления, описанным выше. Напротив, имеется много возможностей модификации, которые будут очевидны для среднего специалиста в данной области техники без отхода от основной идеи изобретения, описанного в формуле.

Библиография

1. Патент на изобретение SU 1807979 «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционно-конструктивного материала», заявлен 16.02.1990 г.

2. Заявка на изобретение RU 96109980 «Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов», заявлена 17.05.1996 г.

3. Патент на изобретение RU 2268863 «Сырьевая смесь для изготовления строительных блоков», заявлен 19.07.2004 г.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве строительных покрытий. Способ включает обеспечение вяжущего вещества. Причем в качестве вяжущего вещества используют полиэтилентерефталат в измельченном виде, полученный из отходов производства или/и из твердых коммунальных отходов, и наполнителя, их перемешивание и придание полученной сырьевой смеси формы. При этом придание сырьевой смеси формы осуществляют путем ее распределения в неровностях поверхности, предназначенной для движения автотранспорта или пешеходов, а после придания сырьевой смеси формы осуществляют ее прогрев при температуре, обеспечивающей плавление полиэтилентерефталата. Техническим результатом является повышение эксплуатационных свойств покрытий.

Способ изготовления строительных покрытий, включающий обеспечение вяжущего вещества, причем в качестве вяжущего вещества используют полиэтилентерефталат в измельченном виде, полученный из отходов производства или/и из твердых коммунальных отходов, и наполнителя, их перемешивание и придание полученной сырьевой смеси формы, отличающийся тем, что придание сырьевой смеси формы осуществляют путем ее распределения в неровностях поверхности, предназначенной для движения автотранспорта или пешеходов, а после придания сырьевой смеси формы осуществляют ее прогрев при температуре, обеспечивающей плавление полиэтилентерефталата.