Способ непрерывного изготовления крупнопористых бетонных изделий и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) н к л з т

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР

ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИ4

1 (1) 4877343/33 (2) 23.10.90 (6) 07.02,93. Бюл. М 5 (1) Брестский политехнический институт

2) П.В.Шведовский и А К,Хвалюк .

6) Авторское свидетельство СССР

229271, кл. В 28 С 5/22, 1968.

4) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЕНИЯ КРУПНОПОРИСТЫХ БЕТОННЫХ

ЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЕСТВЛЕНИЯ >

7) Изобретения относится к строительству могут быть использованй при изготовлеии круп напористого легкого бетона путем бавления пористых веществ, например рамзита, Способ непрерывного изготовния крупнопористых бетонных изделий ключается в том, что готовят цементное сто с 40-60% цемента, а оставшиеся 60Изобретение относится к строительству и могут быть использованы при изготовлен !и крупнопористого легкого бетона путем добавления пористых веществ, например к рамзита, Наиболее близок к предлагаемому спос б изготовления крупнопористого бетона, в лючающий подготовку цементного теста в б льшем количестве, чем требуется по рас-. ч ту, смачивание в нем крупнопорцстого мат риала, извлечение из цементного теста и лучаемой бетонной смеси и ее последующ ю укладку в изделие.

Известно устройство, позволяющее обуществлять известный способ путем непрерывного изготовления крупнопористого бетона, содержащее барабан, имеющий (s!)s С 04 В 40/00, 8 28 С 5/38

40 вводят в бетонную смесь перед формированием путем подачи последней через встречный воздушно-цементный поток, скорость перемещения которого отнбсительно бетонной смеси соСтэвляет 1,5-3,0 Ом/с при плотности цементе в потоке 11-15 кг/м воз3 духа, время смачйвания крупнопористого матерйала в цементном тесте не превышает

10 с, Устройство содержит приводной барабан с лопастями на енутренйей поверхности с загрузочным и вйгрузочным приспособлениями, Оно снабжейо приспособлением для изменения угла наклона в вертикальной плоскости; Разгрузочное прист!особление имеет насадку с-конической нижйей частью и соплами. Сопла расположенй под углом к вертикальной оси. Угол конусности нижней части йасадки равен углу наклона каждого сопла. 1 табл. расположенную близко к горизонтали ось вращения, разгрузочную, загрузочную части и лопасти и сообщающуюся с барабаном емкость для приготовления цемейтнбго теста.

Недостатки известных технических: решений: низкие теплотехнические и прочностные свойства крупнопористого бетона; — неоднородность крупнопористого бетона по теплотехническим и прочностным свойствам.

Цель изобретения — повышение прочности без увеличения расхода цемента, улучшение теплотехнических свойств, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе непрерывного изготов1792929

3 ления крупнопористого бетона, включающем подготовку цементного теста в большем количестве, чем требуется по расчету, смачивание в нем крупнопористого материала, извлечение из цементного теста получаемой бетонной смеси и последующую укладку последней в изделие, цементное тесто готовят из 40-60% цемента, оставшиеся

60-40% которого вводят в бетонную смесь беред формированием путем подачи последней в изделие через встречный воздушно-цементный поток, при этом.смачивание крупнопористого материала в цементном тесте осуществляют не более 10 с, скорость перемещения встречного воздушно-цементного потока относительно бетонной смеси находится в пределах 1,5-3,0 м/с, а плотность цемента в потоке 11-15 кгlм воздуха. з

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для непрерывного изготовления крупнопористого бетона, содержащем барабан, имеющий расположенную близко к горизонтали ось вращения, загрузочную, разгрузочную части и лопасти и сообщающуюся с барабаном емкость для приготовления цементного теста, в разгрузочной части барабана установлена верти кальная насадка, нижняя часть которой выполнена конической, сужающейся книзу, и снабжена распыляюгцими соплами, при этом углы наклона к вертикали, образующей конической части насадки и осям симметрии распыляющих сопел, равны между собой, а барабан снабжен устройством изменения положения оси вращения в вертикальной плоскости, Именно наличие в устройстве для непрерывного изготовления крупнопористого бетона установленной в разгрузочной части барабана насадки, нижняя часть которой выполнена конической, сужающейся книзу и снабжена распыляющими соплами, позво ляет создать в насадке встречный подающейся бетонной смеси воздушно-цементный поток, обеспечивая, согласно способу, введение оставшихся 60-40% цемента в бетонную смесь путем подачи последней в изделие через этот воздушно-цементный поток и, тем самым, достижение цели изобретения.

Таким образом, можно сделать вывод, что данные технические решения объединены единым изобретательским замыслом.

Приготовление из 40-60% необходимого по расчету количества цементного теста позволяет значительно снизить вязкость последнего, что, в свою очередь, сокращает врвмя смачиванйя крупнопористого мате.риала в цементном тесте, исключая тем самь м заполнение пор крупнопористого материала, благодаря чему повышаются прочностные и теплотехнические характеристики бетона и обеспечивается его однородность по указанным свойствам

Благодаря подаче извлекаемой из цементного теста бетонной смеси в изделие через встречный воздушно-цементный поток происходит равномерное напыление на поверхности зерен крупнопористого материала цемента, что обеспечивает сосредоточение последнего именно нэ контактной поверхности и позволяет"повысить прочность связей зерен в бетоне, т,е, повысить прочность бетона в целом.

При приготовлении цементного теста из количества вяжущего, превышающего требуемого по расчету, уже заполняется цементным раствором более 60% объема пор, а это обусловливает как снижение теплотехнических характеристик (на 15-20%) так и

20 снижение местной и общей прочности крупнопористого бетона и изделия в целом (на

10-20%).

Если в тесто добавлять менее 40% от количества вяжущего, требуемого по расчету, вяжущее, распыляемое при подаче смеси в изделие, формирует грубую (толстую) поверхностную пленку, и контакт между зернами по этой пленке имеет малую прочность.

При этом, как показывают опыты, при

30 смачивании крупнопористого материала в цементном тесте менее 10 с происходит только обволакивание зерен цементным те стом, а внутренние поры практически не заполняются, что является необходимым ус35 ловием достижения цели изобретения. Скорость перемещения воздушно-цементного потока относительно падающей бетонной смеси подобрана на основании экспериментальных исследований из условия обес40 печения наиболее полного поглощения подающейся бетонной смесью цемента из потока. При скорости ниже 1,5 м/с часть цемента оседает непосредственно в изделие, а при скорости выше 3 м/с требуется

45 существенное увеличение высоты насадки, поскольку при недостаточной высоте часть цемента переносится воздушным потоком непосредственно в барабан, Из этого же условия подобрана плотность цемента в потоке. Так, при плотности ниже 11" кг/м снижается эффективность напыления и на зернах пористого материала образуется оболочка покрытия недостаточной толщины. При плотности выше 15 кгlм часть це55 мента не успевает поглощаться бетонной смесью и либо оседает в изделие, либо переносится потоком в барабан.

Способ осуществляется в устройстве для непрерывного изготовления бетонных изделий.

1792929

На фиг. 1 изобра>кена схема устройства для непрерывного приготовления крупноористого бетона; на фиг, 2 — насадка с аспыляющими соплами, Устройство для непрерывного пригоовления крупнопористого бетона состоит з барабана 1, имеющего расположенную лизко к горизонтали ось вращения 2, загруочное выгрузочное приспособления 3, что лопасти 5, В загрузочном приспособлении установлена емкость 6 для приготовления ементного теста и воронка 7 для подачи рупнопористого материала. При этом емость 6 сообщается с.барабаном 1 посредтвом трубы 8 с регулирующим вентилем 9, В выгрузочном приспособлении 4 устаовлены приемный поток 10 и вертикальная асадка 11. Нижняя часть 12 насадки 11

ыполнена конической сужающейся книзу и набжена распыляющими вертикальными оплами 13, располо>кенными равномерно о периметру нижней части 12 насадки 11.

Барабан 2 установлен на раме 14 с возожностью вращения на подшипниках 15 и набжен приспособлением изменения угла аклона в вертикальной плоскости оси враения, которое может быть выполнено в иде гидроцилиндра 16, шток которого шарирно связан с рамой 14, Углы наклона к вертикали образующей онической насадки (а ) и оси симметрии аспыляющих сопел (8) равны между собой, Фаспыляющие сопла 13 связаны с воздухоВодами 17 и цементопульповодами 18, Устройство для непрерывного изготовения крупнопористого бетона, позволяюее осуществить указанный способ, работает следующим образом. о

В емкости 6 готовят цементное тесто из

40-60/ цемента в большем количестве, чем т1эебуется Ilo расчету, которое через трубу 8 оступает во вращающийся барабан 1, Туда е через воронку 7 равномерно подают крупнопористый материал, например кер амзит. Угол наклона оси вращения 2 барабана 1 устанавливают такой, при котором время смачивания крупнопористого запол-! ителя не превышало бы 10 с, что может

ыть выполнено при помощи меченых зеен.

Получаемая в результате смачивания во вращающемся барабане 1 бетонная смесь и звлекается из цементного теста лопастями 5, с которых сгружается на приемный лоток 10 и по наклонной поверхности последнего под действием собственного веса поступает в насадку 11. В насадке 11 с поI мощью распыляющих сопел 13 создают встречный падающей бетонной смеси це35

40 связи по поверхности контакта и повышает прочность изделий на основании крупнопо45

55

30 ментно-воздушный поток, проходя через который; бетонная смесь поглощает оставшиеся 60-40% цемента и в готовом виде падает в изделие. Скорость потока относительно падающей бетонной смеси в пределах 1,52,0 м/с и плотность цемента в потоке в пределах 11-15 кг/м регулируют изменением давления в воздуховоде 17 или подачи цементной пульпы в пульповод 18, что может быть выполнено посредством регулировочной арматуры (на чертежах не показано).

Минимальное, не более 10 с. время нахождения крупнопористого материала в цементном тесте обеспечивает сохранность его теплотехнических свойств и способствует снижению коэффициента теплопроводности бетона в целом.

Цементное тесто, изготовленное из 4060% цемента, благодаря незначительной вязкости позволяет произвести быстрое смачивание крупнопористого заполнителя с образованием на поверхности последнего пленки оптимальной толщины, за счет чего достигается компактная укладка зерен в бетоне и последний приобретает однородность по теплотехническим и прочностным свойствам. При этом оставшиеся 60-40% цемента, вводимые в бетонную смесь после ее подачи через встречный воздушно-цементный поток, сосредоточиваются именно на контактной поверхности зерен крупнопористого материала, что также способствует повышению теплотехнических и прочностных свойств бетона.

Отсутствие в порах крупнопористого заполнителя цементного теста исключает процесс самовакуумирования влаги из контактирующих защитных бетонных слоев, что способствует повышению прочности ристого бетона в целом.

Пример 1. Необходимо изготовить крупнопористый бетон на формования конструкционно-теплоизолирующего слоя в многослойных стеновых панелях. Объект возводится во П s климатическом районе СССР. Имеются в наличии цемент с Рц = 45 МПа и гранулированный крупнопористый керамзит фракцией d = 5-10 мм с влажностью 12%.

В соответствии с исследованиями оптимальным водоцементным отношением является В/и = 2,18, что и определяет минимальный расход цемента s объеме 90 кг на 1 м крупнопористого материала, В смесительный механизм вместе с водой затворения вводятся 45 кг цемента, а остальные 45 кг вводятся в бетонную смесь перед укладкой в изделие путем подачи через встречный воздушно-цементный поток.

1792929

При этом время смачивания материала в цементном тесте 9 с. скорость перемещения воздушно-цементного потока относительно бетонной смеси 2 м/с.

Пример 2. Для выяснения эффективности предложенного способа непрерывного изготовления крупнопористого бетона . производят изготовление крупнопористого бетона, при этом цементное тесто готовят из 40-60% цемента, остальные 60-40% вводят в бетонную смесь перед укладкой путем подачи через встречный воздушно-цементный поток. Время смачивания крупнопориФормула изобретения

1. Способ непрерывного изготовления крупнопористых бетонных изделий, включающий приготовление цементного теста, погружение в него до полного смачивания пористого заполнителя, последующее формование изделий из полученной бетонной смеси, отличающийся тем,что,сцелью повышения прочности без увеличения расхода цемента и улучшения теплотехнических свойств, цементное тесто приготовляют с 4060% цемента, а оставшиеся 60-40% вводят в бетонную смесь перед формованием путем подачи. последней через встречный воздушно-цементный поток, скорость перемещения которого относительно бетонной смеси ..составляет 1,5-3,0 м/с при плотности цестого материала в цементном тесте не более

10 с. скорость перемещения потока относительно бетонной смеси 1,5-3,0 м/с, а плотность цемента в потоке 11-15 кг/м .

5 Крупнопористый бетон изготавливают в предлагаемом устройстве, а испытания проводятся через 28 суток, при этом испытывают как образцы-кубики, так и готовые изделия (конструкционно-изоляционный

10 слой).

Для сравнения в аналогичных условиях производят изготовление бетона и по способу-прототипу (см. таблицу). мента в потоке 11-15 кг/м воздуха, время э смачивания крупнопористого материала в цементном тесте не превышает 10 с.

2. Устройство для непрерывного изготовления крупнопористых бетонных изделий, содержащее приводной барабан с лопастями на внутренней поверхности, с загрузочным и выгрузочным приспособлениями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено приспособлением для изменения угла наклона в вертикальной плоскости, а разгрузочное приспособление имеет насадку с конической нижней частью и с расположенными под углом к вертикальной оси соплами, причем угол конусности нижней части насадки равен углу наклона каждого сопла.

1792929

1

t..l

S

X х

Э

I О

М О -4 О (У1 О О>

О> (у3 О\ сп ь> 0> ф а ° «Ф ° «« о ь о о о о о л

О

01 а ь Х) О

0а 01

° ° о о (У3 -(У >Л .О

01 ОЪ 03 01 О

° I a a ° а

О О О О О

Ф» - 3

01 01

° л о о

0 01

° ° о о

s v

Y >g

Э Э

1 Cj

О

I 1 (X и

I- >S и о а3

8 х

Х, (л -а (ч л (о

01 01 ОЪ 01 Ch 0 1 а Ф ° а а ° о о о о о о.о л

01 01

° а о о ф (У3

01 Оъ Оъ Оъ сп

a a a а а ь о о о о О

01 л

0 м ф О> а л о о м >о (У1 О\ а а о о

Ф- 01

01 CO

° ° о. о

О

«Ф

I

О

a>3 I-

Я >S

Я 1ОЪ сО ь о о

cD an an >уъ

Iи

О о л -а м о

-а з л 33 > >

L 43, X l ., О 1- 3

I, а3 1

3,(- 1

3 И

I >S 3

t О 3

l . m

t o

1)

1!Э 1

1 21 I

I X I ! tX

I Э I

1 Л 3

cf

О

О а

I

О

S

lo

2 л an ф "О О о о о а а ° о о о (»3

>О ф ОО о ь о л «а о о о м .,О о о а а о о а л л л

О О CD О

° ° ° ° о о о о л ь ь

С0

CD

CD а ь л о о л ь о ф

CD о л о ь

«л о о! .й

С(. Я

03

0а ь.О м

,О ° Е4

01 01 01 ОЪ а Ф о о о о

Й

01

Ф о ь э л

ОЪ 01 а а о о

О> ф

Ch ф»О л л а о о о

C>3 -(Ф вЂ” 4) - 1.

01 0 ОЪ Ш 01

° ° ° Ф Л

CD Î CD О О

>л

ОЪ о>

° м

О\ ОЪ а ° о о

1 :Ф> 3»

3 О

I С

1,

3I и s

Э S

as

Э

S Х

Q, C 1" с»3 а л мъ Ln

Х> м

° °

an O м

Ф ° ..о о л л ф

° °

Ln (Ф1

an

М 3«3

;Оа;Оа

I I ! I 1 ! t>3 1

S 1

I S8 а s

3= 11 1

I ау л

Iо

R О О --> М (3 м Ln O л м л

- 3

«а

Ф а л

° Ф» Ф

° 1

° Ф л

° Ф» л а а «

3.

I

I.

3

1

3

I

3l

3 1

I м а а

an -э. ф м

° ° Л °

an - и О «О о л л

° м а «

Ln д

З !

1 !

1

1

I а И

I Dлл

1

I ! 1 (!

I ! (,а

I f1 e

1, K

t m

3 а (at

I 3:» !

I

1

СЧ (»3

0а Ф Ф»

-т 0 -а л 1 ф (л

an Ln an .4 ->й -а - 3

- м - О .0 м (Ч м о а а л а а а а а

О 3. 1- (ф;О Л .О ф о м и -т cn co о л м

«а а а а. л а a a a .О О Л О О О an О О;О О м -.у м ю м -з — (ч м с(ао! (at

t 4

I Э

I Э !

1 у

I (и3, 4 (» е 4

1 m

1-у

О

CQ 3

О

I m

S (С (4 д (33i е

1 »- у

1 Э д

3 Э а

,(>4 Э ! л (.(э и о v

,m, C>> (:

l S а>, 1 >(3 1- (S

3e X

m e m

,=Г S

C(t

Т (м z ,s v

3 3 o а;, а е (э а

m (t(t а

t C(t O

I ! м (.>

Ф °

1 (Ч

1, °

I

1 д

1 д

I Э

1»»I

I Э

I

1

1 а (с

1792929

7 Зь Й/ГГ Составитель П,Шведовский

Редактор ЬФедотов Техред М.Моргентал . Корректор З,Салко

Заказ 480 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101