RU2197444C2 - Способ изготовления щебня - Google Patents

Способ изготовления щебня Download PDF

Info

Publication number
RU2197444C2
RU2197444C2 RU2001102227/03A RU2001102227A RU2197444C2 RU 2197444 C2 RU2197444 C2 RU 2197444C2 RU 2001102227/03 A RU2001102227/03 A RU 2001102227/03A RU 2001102227 A RU2001102227 A RU 2001102227A RU 2197444 C2 RU2197444 C2 RU 2197444C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sand
crushed stone
clay
cement
additive
Prior art date
Application number
RU2001102227/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001102227A (ru
Inventor
В.А. Адмаев
Ю.Г. Афанасьев
А.М. Громов
А.С. Жарков
Г.С. Игонин
В.А. Шандаков
Original Assignee
Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральный научно-производственный центр "Алтай" filed Critical Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority to RU2001102227/03A priority Critical patent/RU2197444C2/ru
Publication of RU2001102227A publication Critical patent/RU2001102227A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2197444C2 publication Critical patent/RU2197444C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/023—Fired or melted materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/04—Heat treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению щебня, который может быть применен в качестве заполнителя для бетона, балласта железнодорожных путей, при устройстве автомобильных дорог, для образования дренирующих слоев и т.п. Щебень получают следующим образом. Часть предварительно молотого песка смешивают с остальной частью песка, при этом вводят добавку и воду, полученную смесь укладывают выровненным слоем и уплотняют, подвергают термической обработке до оплавления его поверхности и затем охлаждают на воздухе. Образованную застеклованную корку снимают и подвергают дроблению, а в качестве добавки выбирают соль кальция, или соль магния, или цемент, или глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: природный кварцевый песок 60-2, молотый кварцевый песок 30-70, соль кальция, или соль магния, или цемент, или глина 5-20, вода остальное. Технический результат изобретения - использование в качестве основных компонентов местного природного кварцевого песка при одновременном повышении технологичности процесса, его производительности, увеличении срока службы оборудования и обеспечении высоких эксплуатационных свойств щебня. 1 табл.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению щебня, который может быть применен в качестве заполнителя для бетона, балласта железнодорожных путей, при устройстве автомобильных дорог, для образования дренирующих слоев и т.п.
Из уровня техники известны технические решения изготовления щебня и, в основном, щебень получают дроблением и рассевом горных пород, шлаков (а.с. 1706987 - сталеплавильный шлак; а.с. 958382 - шлаковый расплав: а.с. 355117 - металлургический расплавленный шлак).
Указанные способы при реализации в местностях, удаленных от горных массивов и металлургических производств, предполагают завоз сырья, наличие мест его складирования, что экономически нерентабельно.
Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления щебня (патент РФ 2005106), включающий использование песка в качестве плотного твердого наполнителя.
К недостаткам прототипа следует отнести необходимость обязательного предварительного фракционирования наполнителя с целью удаления примесей пылевидных частиц, присутствие которых может способствовать образованию поверхностного слоя на границе расплав - наполнитель, что препятствует смачиванию наполнителя расплавом и уменьшает адгезионные связи наполнителя с расплавом.
Наполнитель в известном способе перед укладкой обязательно высушивают путем разогрева до максимальной температуры, при которой он сохраняет сыпучесть, для исключения выброса паров воды при контакте с высокотемпературным оксидным расплавом.
Кроме того, известное техническое решение требует наличия дополнительного оборудования (печи, в которых получают расплав, оборудование для дозировки и транспортировки расплава), выдерживающего высокие температуры.
Формирование щебня с помощью валков с рифлеными поверхностями при сочетании высоких температур с абразивностью песка ведет к быстрому износу дорогостоящего оборудования из жаропрочной стали.
Технология по прототипу предполагает использование огненно-жидкого шлакового, стеклянного или каменного расплава в качестве основного компонента и, следовательно, требует привозного сырья для регионов, удаленных от горных массивов и металлургических производств, что удорожает производство щебня.
Структура частиц щебня по известному способу представляет собой зерна песка, покрытые расплавом, т.е. сцепление песчинок между собой происходит опосредованно, что ведет к снижению прочностных характеристик получаемого щебня, его морозостойкости и повышению водопоглощения, а следовательно, сужает диапазон условий применения щебня до использования его только в качестве заполнителя для бетона.
Кроме того, структура частиц щебня и их форма в виде четырехугольных пирамидок не сохраняется без дополнительной операции по их выдержке при 1000oС в течение часа (условия по равнозначности объема пор в наполнителе объему расплава недостаточно).
Все эти недостатки, а также многослойность укладки основных компонентов приводят к низкой технологичности процесса, его невысокой производительности.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления щебня, позволяющего использовать в качестве основных компонентов только местный природный кварцевый песок в районах, удаленных от горных массивов и металлургических производств, при одновременном повышении технологичности процесса, его производительности, увеличении срока службы оборудования и обеспечении высоких эксплуатационных свойств щебня, расширении диапазона областей его применения за счет достижения устойчивости структуры готового продукта и исключения влияния примесей на формирование адгезионных связей при изготовлении.
Поставленная задача решается предлагаемым способом изготовления щебня с использованием песка в качестве плотного твердого наполнителя, особенность заключается в том, что часть предварительно молотого песка смешивают с остальной частью песка, при этом вводят добавку и воду, полученную смесь укладывают выровненным слоем и уплотняют, подвергают термической обработке до оплавления ее поверхности и охлаждают на воздухе, образованную застеклованную корку снимают и подвергают дроблении, а в качестве добавки выбирают соль кальция, или соль магния, или цемент, или глину, при следующем соотношении компонентов, мас.%: природный кварцевый песок 60-2, молотый кварцевый песок 30-70, соль кальция, или соль магния, или цемент, или глина 5-20, вода - остальное.
Отличительными признаками предлагаемого способа от прототипа являются наличие фазы механической обработки части песка путем помола, смешение его с остальной частью песка, введение воды и в качестве добавки соли кальция, или соли магния, или цемента, или глины; сокращение стадийности процесса изготовления щебня; укладка песка в смеси с другими компонентами одним слоем (в прототипе - два слоя, состоящие только из наполнителя с прослойкой расплава между ними), оплавление его поверхности с образованием застеклованной корки; охлаждение образованной корки на воздухе (в прототипе прокатываемая валками лента охлаждается водой по определенному режиму); снятие корки, ее дробление для получения частиц щебня (в прототипе частицы щебня формируют за счет валковой технологии), что позволяет считать предложенный способ соответствующим критерию "новизна".
Предложенное сочетание приемов способа, используемых веществ, соотношение молотого (выступающего в качестве связующего) и немолотого песка, играющих основную роль в структурообразовании, введение добавки, выбранной из группы: соль кальция, или соль магния, или цемент, или глина, при сравнительно низком температурном воздействии, позволяют создать однородную оплавленную структуру щебня и, следовательно, более водостойкие и прочные изделия.
Кроме того, применение в качестве добавки именно соли кальция, или соли магния, или цемента, или глины (два последних вещества имеют в своем составе соли магния и кальция) за счет взаимодействия указанных солей с диоксидом кремния с образованием нерастворимых в воде силикатов приводит к созданию водоустойчивой системы, которая обеспечивает низкое водопоглощение готового продукта, расширяя границы его морозостойкости, а, значит, использования.
Вода вводится в смесь компонентов для исключения пиления песка и способствует технологичности способа.
Сравнение заявляемого способа с прототипом и другими способами изготовления щебня, выявленными в уровне техники, показало, что неизвестно техническое решение поставленной задачи, в котором бы имело место предложенное сочетание признаков.
Только предлагаемая совокупность отличительных от прототипа признаков с остальными существенными признаками заявляемого способа позволяет обеспечить эксплуатационные характеристики получаемого щебня (прочность, морозостойкость) на уровне, достаточном для использования его не только в качестве заполнителя для бетона, но и в дородном строительстве, одновременно повысить такой показатель способа, как технологичность процесса, производительность, снизить влияние примесей в песке на свойства целевого продукта, достичь эксплуатационной устойчивости его структуры. Это дает основание считать данное техническое решение обладающим изобретательским уровнем.
Последовательность операций получения щебня слагается из следующих этапов. Измельченный в шаровой мельнице песок со средним размером частиц 10-60 мкм смешивают с природным кварцевым песком со средним размером частиц 0,1-0,6 мм с добавлением хлорида магния и воды до получения увлажненной рассыпчатой массы. Последнюю укладывают ровным слоем, слегка утрамбовывают, сушат при температуре 110-150oС и затем подвергают нагреву газовой горелкой сверху до оплавления ее поверхности (при температуре 1200-1300oС). Охлаждают путем естественного теплообмена до комнатной температуры. Твердую остеклованную корку отделяют от нижних слоев несвязанного песка, дробят с помощью щековой дробилки, рассеивают на необходимые фракции щебня и отправляют для дальнейшего использования по назначению.
По форме зерен все полученные образцы щебня относятся к группе - улучшенная. Вяжущую активность щебень не проявляет и относится по этому показателю к категории неактивный. Водопоглощение меняется в диапазоне от 0,5 до 7%. Полученный щебень по таким показателям, как прочность при сжатии (не менее 30 МПа) и морозостойкость (не менее 100 циклов), соответствует ГОСТ 3344-83 "Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства".
Для экспериментальной проверки были приготовлены 5 составов для реализации способа производства щебня, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу).
Состав 1 не удовлетворяет требованиям по прочности и морозостойкости за счет высокой пористости структуры, которая обусловлена большим количеством песка крупной фракции, и такой состав имеет более высокую температуру плавления, превышающую температуру горения природного газа, используемого в качестве источника температуры в данном способе.
Состав 5 удовлетворяет требованиям по прочности и морозостойкости, но при этом возрастает расход вводимой добавки (соль кальция, или соль магния, или цемент, или глина), которая имеет самую высокую стоимость среди сырьевых компонентов, что приводит к нерентабельности способа производства щебня.
Следует отметить, что эффективность добавок определяется температурой плавления конечных конденсированных продуктов разложения этих добавок и возможностью протекания реакций их взаимодействия с оксидом кремния, являющимся основным составляющим компонентом природного кварцевого песка.
В таблице приведен состав, где в качестве добавки приведена соль магния, как имеющая наибольшую температуру плавления оксидов (около 2800oС), поэтому применение солей кальция (температура плавления оксидов около 2600oС), цемента (температура плавления около 1800oС), глины (температура плавления около 1100oС) тем более приемлемо по получаемым экспериментальным характеристикам щебня.
Заявляемый способ практически реализуем, не вызывет трудностей при осуществлении, т.к. песок - основное сырье - широко распространен в природе. Задача аппаратурного оформления решается достаточно просто, применяются известные в технике устройства. Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает промышленной применимостью, увеличивает арсенал технологий получения щебня и удовлетворяет давно существующую потребность в таком дорожном и строительном материале, как щебень, с широким диапазоном применения для северных регионов, удаленных от металлургических производств и горных массивов.

Claims (1)

  1. Способ изготовления щебня с использованием песка в качестве плотного твердого наполнителя, отличающийся тем, что часть предварительно молотого песка смешивают с остальной частью песка, при этом вводят добавку и воду, полученную смесь укладывают выровненным слоем и уплотняют, подвергают термической обработке до оплавления его поверхности и затем охлаждают на воздухе, образованную застеклованную корку снимают и подвергают дроблению, а в качестве добавки выбирают соль кальция, или соль магния, или цемент, или глину при следующем соотношении компонентов, мас. %:
    Природный кварцевый песок - 60-2
    Молотый кварцевый песок - 30-70
    Соль кальция, или соль магния, или цемент, или глина - 5-20
    Вода - Остальное
RU2001102227/03A 2001-01-24 2001-01-24 Способ изготовления щебня RU2197444C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102227/03A RU2197444C2 (ru) 2001-01-24 2001-01-24 Способ изготовления щебня

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102227/03A RU2197444C2 (ru) 2001-01-24 2001-01-24 Способ изготовления щебня

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001102227A RU2001102227A (ru) 2003-01-10
RU2197444C2 true RU2197444C2 (ru) 2003-01-27

Family

ID=20245233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001102227/03A RU2197444C2 (ru) 2001-01-24 2001-01-24 Способ изготовления щебня

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2197444C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513949C2 (ru) * 2012-06-09 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "СиБиКорп" Способ изготовления керамического щебня

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005106C1 (ru) * 1992-01-10 1993-12-30 Vdovenko Anatolij I Способ изготовлени щебн
EP0629589A2 (de) * 1993-06-15 1994-12-21 Schott Glaswerke Verfahren zur Herstellung von natursteinähnlichen, plattenförmigen Bau- und Dekorationsmaterialien
RU2041182C1 (ru) * 1992-01-27 1995-08-09 Волгоградская инновационная фирма "ПТ" Шихта для изготовления керамических изделий
RU2096376C1 (ru) * 1996-07-02 1997-11-20 Акционерное общество открытого типа "Интеркварц" Смесь для получения керамического изделия и способ его изготовления

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005106C1 (ru) * 1992-01-10 1993-12-30 Vdovenko Anatolij I Способ изготовлени щебн
RU2041182C1 (ru) * 1992-01-27 1995-08-09 Волгоградская инновационная фирма "ПТ" Шихта для изготовления керамических изделий
EP0629589A2 (de) * 1993-06-15 1994-12-21 Schott Glaswerke Verfahren zur Herstellung von natursteinähnlichen, plattenförmigen Bau- und Dekorationsmaterialien
RU2096376C1 (ru) * 1996-07-02 1997-11-20 Акционерное общество открытого типа "Интеркварц" Смесь для получения керамического изделия и способ его изготовления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513949C2 (ru) * 2012-06-09 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "СиБиКорп" Способ изготовления керамического щебня

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108218272B (zh) 源于废物的环保人造集料(骨料)
KR101312562B1 (ko) 바텀애시를 포함하는 콘크리트용 결합재 조성물
KR20130029810A (ko) 바텀 애쉬를 이용한 세라믹 투수 블록 조성물과 이를 이용한 다공성 세라믹 투수 블록 및 그 제조방법.
KR101896251B1 (ko) 투수성과 보수성을 함께 구비한 경량 보도블록
CN108164224B (zh) 一种公路工程用环保透水混凝土的制备方法
CA3130238C (en) Method for making carbonated precast concrete products with enhanced durability
Ghosh et al. A review on performance of pervious concrete using waste materials
KR102455242B1 (ko) 강도 및 내구성이 우수하며 공기 정화 기능 및 중금속 흡착 기능을 갖는 천연 광물을 이용한 친환경 콘크리트 블럭 및 그 제조 방법
CN115259817B (zh) 一种利用多元固废协同制备基坑回填料的方法
JP2005060159A (ja) 無機系廃棄物を活用した保水、透水性セラミックスブロック及びその製造方法
RU2374206C1 (ru) Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий
JP3446409B2 (ja) 透水性セラミックブロックの製造方法
CN104909783A (zh) 透水地砖制备方法
KR100951413B1 (ko) 무색소 비시멘트계 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장 시공방법
KR100392933B1 (ko) 경량 골재용 조성물
JP4041859B2 (ja) 透水・保水性セラミックブロックおよびその製造方法
CN100482613C (zh) 多孔质烧结铺装材料及其制造方法
JP2004197310A (ja) 舗装用ブロック
JP3158086B2 (ja) 粗粒子焼結体及びその製造方法
CN102992791A (zh) 回转窑内衬保温层预热、冷却段免烧耐火砖
JPH0826794A (ja) セメントの製造方法
JP3165626U (ja) 発泡ガラス球状粒
KR20160075958A (ko) 투수블럭 및 투수블럭의 제조방법
JP2008075270A (ja) 保水性ブロック
JP4160288B2 (ja) 複層多孔質無機成形硬化物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060125