Строительная смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем и способ изготовления тротуарной плитки с ее использованием Российский патент 2025 года по МПК C04B28/04 E01C5/06 

Область техники, к которой относится изобретение.

Группа изобретений «Строительная смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем и способ изготовления тротуарной плитки с ее использованием» относится к области строительной индустрии и может быть использовано при производстве строительных смесей для изготовления бетонных изделий, декоративных плит, дорожных и тротуарных покрытий.

Уровень техники:

Известен состав для приготовления тротуарной плитки (патент РФ № 2307209, опубл. 27.09.2007 г.), состоящий из компонентов, масс.ч.: цемент марки М500-280, песок - 260-720, щебень - 1000, нефтесодержащие шламы - 100-560, вода - 150; или цемент марки М200-450, песок - 100-560, щебень - 1000, нефтесодержащие шламы - 100-560, вода - 150. Недостатком данного состава является необходимость дополнительного предварительного измельчения песка и цемента с помощью дезинтегратора до размера частиц 1-8 мкм.

Известен Способ зимнего бетонирования строительных конструкций (патентный документ RU 2750772 C2), который заключается в добавлении в строительную смесь - бетон класса В30 молотого токопроводящего минерала шунгита и воздействие на них электрическим полем, создаваемым при пропускании постоянного электрического тока через строительную смесь посредством подключения электродов. При этом строительная смесь дополнительно содержит пластифицирующую добавку - водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium Асе 430», содержание которой составляет 0,5-1% от массы портландцемента строительной смеси, и минеральный компонент - метакаолин, содержание которого составляет составляет 5-10% от массы портландцемента. При этом содержание молотого токопроводящего минерала шунгита составляет 1-10% от массы портландцемента, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, степень помола шунгита - 200-400 м²/кг. Недостатком данного способа являются сложность производства смеси.

Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является Декоративная облицовочная плитка и смесь для ее изготовления (варианты) из патентного документа RU 2355852 C2, при этом плитка выполняется прямоугольной с рельефом на лицевой стороне, имеющим фактуру натурального или искусственного камня, имеет среднюю толщину 20-45 мм. По первому варианту плитка изготовлена из смеси, содержащей, мас.%: портландцемент 28,5-35,7; шунгитовый песок фракции 0,1-5,0 мм 49,5-58; суперпластификатор С-3 0,025-0,029; гидрофобизатор 0,032-0,033; вода - остальное. Плитка по второму варианту изготовлена из смеси, содержащей, мас.%: сульфат кальция полуводный α- или β-формы 30,0-33,2; шунгитовый песок 49,4-52,6; суперпластификатор С-3 0,031-0,042; известь гидратная 0,040-0,045, вода - остальное. Недостатками данного решения являются дороговизна сырьевых материалов и недостаточная прочность изделий.

Таким образом, в рамках текущей области техники продолжается решение проблемы увеличения прочности тротуарных покрытий, улучшения их физико-химических свойств.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат заявленного решения заключается в получении плитки бетонной тротуарной (брусчатки) с шунгитовым заполнителем и тонкомолотым шунгитом с размером частиц от 0,1 до 63 мкм, с сохранением и улучшением его физико-механических свойств. Поставленная задача решается, и технический результат достигается за счет использования заявленной строительной смеси и заявленного способа изготовления тротуарной плитки из данной смеси.

Настоящая группа изобретений относится к строительной смеси для изготовления тротуарных плит, а также к способу производства тротуарных плит с использованием заявленной смеси.

Строительная смесь для производства тротуарных плит с шунгитовым заполнителем состоит из следующих элементов:

• Цемент (портландцемент) марки не ниже М400. Рекомендованная марка - М500.

• Просеянный речной или карьерный песок, очищенный от посторонних включений, способствующий усилению прочности за счет смеси песка крупной и мелкой фракции (0-5 мм).

• Наполнитель: шунгитовая порода или шунгитовый сланец (отсев фракции 0,1-8 мм) с содержанием углерода от 2 до 95%.

• Шунгит тонкодисперсный с размером частиц от 0,1 до 63 мкм.

• Модифицирующие добавки: ЛСТ или пластификатор Унипласт. Эти добавки улучшают однородность состава смеси, способствует ее быстрому и полному перемешиванию, улучшают уплотняемость, позволяют высыхать без трещинообразования, повышают морозостойкость.

• Вода.

Шунгитовый заполнитель является природным сорбентом, а также окрашивает бетон от серого до черного цвета, что дает возможность исключить использование искусственных красителей.

Таким образом, заявленная смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем содержит в своем составе следующие компоненты в соответствующих пропорциях, мас.%:

Шунгитовый наполнитель фракции 0,1-8 мм 30-73,8% Портландцемент не менее 20% Песок кварцевый фракции 0-5мм 0,1-43,9% Порошок шунгитовый тонкомолотый 2-5 % Модифицирующие добавки (ЛСТ или пластификаторы) 0,1-0,5% от массы цемента Вода остальное

Для реализации настоящего изобретения заявленная строительная смесь для изготовления тротуарных плит и сами плиты из данной смеси по настоящему изобретению могут быть получены способом, основанном на гиперпрессовании (то есть методе получения строительных материалов путем взаимного трения мелкодисперсных частиц вещества под высоким давлением, приводящий к срыву окисных пленок с поверхности этих частиц, с образованием открытых ювенильных поверхностей, и схватывания между ними-«холодной сварки»), при этом присутствие вяжущих добавок, мелкодисперсных частиц (цемента) резко увеличивает качество и характеристики конечного продукта), включающим следующие стадии:

1. Приготовление прессуемой строительной смеси.

Сырьевые материалы (шунгитовый щебень, песок кварцевый, порошок шунгитовый тонкомолотый, модифицирующие добавки) и вяжущее (портландцемент) подаются на весоизмерительный терминал в пропорциях, раскрытых в данной патентной документации. Взвешенная сухая масса поступает в смеситель, вода дозированными порциями подается непосредственно в смеситель, масса тщательно перемешивается до достижения однородности. Влажность пресс-массы 4-10%.

2. Прессование смеси под высоким давлением

Готовая пресс-масса из смесителя поступает в бункер прессов. Пресс формует изделия-сырец методом двустороннего гиперпрессования с усилением от 20 Мпа, в результате чего образуется твердый брусок с гладкими гранями и четко выраженными ребрами. Уже на этом этапе тело плитки характеризуется монолитным строением и отсутствием пор, что обусловлено сращиванием частиц компонентов на молекулярном уровне.

3. Палетизация сформированной плитки

Сформированная плитка автоподхватом поднимается и выносится из пресса на конвейер накопитель, далее плитка укладывается на поддоны, неплотно, сохраняя небольшое пространства между изделиями.

4. Выдержка сформованной тротуарной плитки

Для более быстрой сушки тротуарной плитки используют пропарочные камеры.

После укладки изделий поддоны помещаются в пропарочную камеру и выдерживаются при температуре 40-70°С в течение 8-10 часов. После пропаривания изделия набирают 50-70% прочности, и ее можно отправлять для укладки. Окончательную прочность изделия набирают в течение 30 дней.

Гиперпрессование исключает процесс термообработки изделий, что ощутимо удешевляет процесс изготовления за счет экономии энергоресурсов.

Гиперпрессованная тротуарная плитка из заявленной строительной смеси отличается повышенной прочностью. Еще одно достоинство - стойкость к внешнему воздействию. Эксплуатировать ее можно даже в сложных условиях - изготовленная методом гиперпрессования тротуарная плитка не деформируется и не покрывается трещинами, сохраняя внешнюю привлекательность.

Осуществление изобретения

Рассмотрим примеры реализации заявленной группы изобретений.

Пример 1. Для приготовления партии тротуарной плитки с шунгитовым наполнителем составлялась смесь имеющая следующее отношения компонентов:

Шунгит фракции 0,1-8 мм 63,6% Портландцемент М 400 27,3% Вода 9,1%

Для получения тротуарной плитки использовался пластификатор «Унипласт» в количестве 0,3% от массы цемента.

Пример 2. Для приготовления партии тротуарной плитки с шунгитовым наполнителем составлялась смесь, имеющая следующее отношения компонентов:

Шунгит фракции 0,1-8 мм 45% Портландцемент М 400 30% Песок кварцевый фракции 0-5мм 15% Вода 10%

Для получения в тротуарной плитке более насыщенного цвета был использован порошок шунгитовый тонкомолотый.

Заявителем были проведены лабораторные испытания согласно ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. Технические условия» по реализации данного решения, доказывающие получение технического результата на всем заявленном диапазоне состава строительной смеси.

Результаты лабораторных исследований занесены в таблицу:

№ п/п Показатели Ед.
измерения Результат испытания 1 Прочность на сжатие МПа 30,8-32,0 2 Прочность на растяжение при изгибе МПа 6,0-6,5 3 Морозостойкость циклы 200 4 Водопоглощение % 4,9- 5,5 5 Истираемость г/см² 0,40-0,43

Таким образом, заявленная группа изобретений позволяет получать тротуарную плитку с улучшенными физико-химическими показателями.

Группа изобретений относится к области строительной индустрии, может быть использована при производстве строительных смесей для изготовления бетонных изделий, декоративных плит, дорожных и тротуарных покрытий. Изобретение включает строительную смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем и способ производства тротуарной плитки с использованием строительной смеси. Строительная смесь для производства тротуарной плитки включает в себя шунгитовый наполнитель фракции 0,1-8 мм - 30-73,8 мас.%, портландцемент - не менее 20 мас.%, песок кварцевый - 0,1-43,9 мас.%, порошок шунгитовый тонкомолотый с размером частиц от 0,1 до 63 мкм - 2-5 мас.%, модифицирующие добавки (ЛСТ или пластификаторы) - 0,1-0,5% от массы портландцемента, вода – остальное. Способ производства тротуарной плитки включает в себя: приготовление прессуемой строительной смеси, прессование смеси под высоким давлением, палетизация сформированной плитки, выдержка сформованной тротуарной плитки. Технический результат заключается в получении плитки бетонной тротуарной (брусчатки) с шунгитовым заполнителем и тонкомолотым шунгитом с размером частиц от 0,1 до 63 мкм, с сохранением и улучшением его физико-механических свойств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

1. Строительная смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем, представляющая собой смесь из портландцемента, песка, шунгитового наполнителя, модифицирующей добавки и воды, при этом смесь содержит шунгитовый наполнитель фракции 0,1-8 мм - 30-73,8 мас.%, портландцемент - не менее 20 мас.%, песок кварцевый - 0,1-43,9 мас.%, порошок шунгитовый тонкомолотый с размером частиц от 0,1 до 63 мкм - 2-5 мас.%, модифицирующие добавки ЛСТ или пластификаторы - 0,1-0,5 мас.% от массы портландцемента, вода - остальное.

2. Строительная смесь для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем по п.1, отличающаяся тем, что содержит портландцемент марки М500.

3. Способ производства тротуарной плитки с использованием строительной смеси для производства тротуарной плитки с шунгитовым заполнителем, представляющей собой смесь из портландцемента, песка, шунгитового наполнителя, модифицирующей добавки и воды, при этом смесь содержит шунгитовый наполнитель фракции 0,1-8 мм - 30-73,8 мас.%, портландцемент - не менее 20 мас.%, песок кварцевый - 0,1-43,9 мас.%, порошок шунгитовый тонкомолотый с размером частиц от 0,1 до 63 мкм - 2-5 мас.%, модифицирующие добавки ЛСТ или пластификаторы - 0,1-0,5 мас.% от массы портландцемента, вода - остальное, включающий в себя следующие стадии:

- приготовление прессуемой строительной смеси, в ходе которой сырьевые материалы подаются на весоизмерительный терминал в пропорциях согласно п. 1, взвешенная сухая масса поступает в смеситель, вода дозированными порциями подается непосредственно в смеситель, масса тщательно перемешивается до достижения однородности, влажность пресс-массы 4-10%;

- прессование смеси под высоким давлением, в ходе которой готовая пресс-масса из смесителя подается в бункер прессов, пресс формует изделия-сырец методом двустороннего гиперпрессования с усилением от 20 МПа, в результате чего образуется твердый брусок с гладкими гранями и четко выраженными ребрами;

- палетизация сформированной плитки, в ходе которой сформированная плитка автоподхватом поднимается и выносится из пресса на конвейер-накопитель, после чего укладывается на поддоны, сохраняя пространство между изделиями;

- выдержка сформованной тротуарной плитки, в ходе которой поддоны помещаются в пропарочную камеру и выдерживаются при температуре 40-70°С в течение 8-10 часов; после пропаривания плитку отправляют для укладки.