Способ приготовления ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего

 

Способ относится к строительству и может быть использован для защиты биологических объектов от проникающих электромагнитных излучений. Способ приготовления ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего состоит из двух этапов: на первом этапе предварительно смешивают поглощающий электромагнитное излучение компонент с сухим минеральным вяжущим и готовят раствор воздухововлекающей добавки, на втором этапе в зоне смешения перемешанные компоненты строительной смеси перемещают в горизонтальной плоскости со скоростью 14,5 - 47,5 м/с пальцами горизонтальных кронштейнов и совмещают с гомогенизацией получаемой строительной смеси радиальными возвратно-поступательными перемещениями его частиц по спирали вдоль каждого горизонтального кронштейна, в зоне смешения минеральное вяжущее подвергают активации кавитационными силовыми импульсами, возбуждаемыми при встречных соударениях со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки. Техническим результатом является получение защитных от электромагнитного излучения изделий с малым объемным весом, повышенными прочностными, тепло- и звукоизолирующими показателями. 11 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве медицинских, научно- исследовательских учреждений и промышленных предприятий, для обеспечения защиты их персонала при применении проникающих электромагнитных излучений.

Известна из технической литературы Э.Г. Чикирдин и др., "Техническая энциклопедия рентгенолога", М, "МНПИ", 1996, с.54 защитная плитка из цементно-баритового раствора, содержащего четыре части молотого баритового концентрата, одну часть быстро твердеющего портландцемента марки 500, одну десятую части пластифицированной поливинилацетатной (ПВА) дисперсии и воду в количестве, обеспечивающем сметанообразную консистенцию раствора, приготавливаемого в лопастном смесителе.

Недостатками указанной защитной плитки является ее низкое качество вследствие ее неоднородности по плотности и большой удельный вес, т.е. повышенная теплопроводность и пониженные звуко- и теплоизолирующие свойства.

Наиболее близким аналогом к предложенному способу приготовления защитных ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего по своей технической сущности и достигаемому эффекту является известный из патента Российской Федерации N 2109629, кл. B 28 C 5/38, 1996 г, способ приготовлении быстротвердеющих ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего, включающий подачу наклонно последнего и под давлением 0,5-6,5 ати воздуха и 0,1-5,0% водного раствора воздухововлекающей добавки в зону смешения, перемещение частиц минерального вянущего в горизонтальной плоскости со скоростью 14,5-47,5 м/сек под воздействием пальцев горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала, активацию последних при этом воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемых встречными соударениями их со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, и выдачу готового продукта.

Недостатками этого способа приготовления ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего является то, что изделия, изготавливаемые из этой строительной смеси, обладают низкой способностью поглощать воздействующие на человека, различные электромагнитные излучения.

Задачей настоящего изобретения является получение защитных от электромагнитных излучений изделий с малым объемным весом, повышенными прочностными, тепло- и звукоизолирующими показателями и увеличенной способностью поглощения различных видов электромагнитных излучений из быстротвердеющей ячеистой строительной смеси на основе минерального вяжущего.

Указанная задача решается тем, что в способе приготовления ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего, включающем подачу в зону смешения под углом сухого минерального вяжущего, воздуха под давлением 0,5-6,5 ати и 0,1 -5,0% водного раствора воздухововлекающей добавки в зону смешения, перемещение минерального вяжущего в горизонтальной плоскости со скоростью 14,5- 47,5 м/сек под воздействием пальцев горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала, активацию минерального вяжущего при этом воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемых встречными соударениями их со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, процессы смешения минерального вяжущего с воздухом, водным раствором воздухововлекающей добавки и их активации ведут в два этапа, при этом на первом этапе производят смешение сухого минерального вяжущего с дополнительно вводимым компонентом, поглощающим электромагнитное излучение в соотношении 0,025-25: 1 и готовят водный раствор воздухововлекающей добавки, а на втором этапе в зоне смешения производят перемешивание полученной смеси со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, подаваемыми в зону смешения с наклоном в вертикальной плоскости под углом 15-75 градусов и со смещением в горизонтальной плоскости относительно друг друга на 45-270 градусов, при этом перемещения в горизонтальной плоскости смеси совмещают с гомогенизацией получаемой ячеистой строительной смеси радиальными возвратно-поступательными перемещениями ее частиц по спирали вдоль каждого горизонтального кронштейна.

Причем при гомогенизации ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего перемещают пальцами, закрепленными на поверхности каждого горизонтального кронштейна по винтовой линии, а также при гомогенизации ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего перемещают разновысокими пальцами, перемещение ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего производят пальцами, винтовые линии крепления которых на поверхностях смежных горизонтальных кронштейнов направлены в противоположные стороны, а в состав подаваемого в зону смешения под давлением воздуха дополнительно вводят в количестве 3,5-20,0% от его объема газы, активирующие ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего в водном растворе воздухововлекающей добавки перед его подачей в зону смешения растворяют газы, активирующие ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего, в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют измельченный обезвоженный баритовый концентрат, содержащий не менее 85% BaSO₄ или сажу, или графит, или измельченный концентрат свинцовой руды, содержащей не менее 70% Pb, или гомогенную смесь обезвоженных и измельченных баритового концентрата, содержащего не менее 85% BaSO₄, и концентрата свинцовой руды, содержащего не менее 70% Pb, или графита, или сажи, а в процессе приготовления водного раствора воздухововлекающей добавки в него вводят краситель.

При решении вышеуказанных задач возникает технический эффект, заключающийся в том, что за счет дополнительных гомогенизирующих горизонтальных возвратно-поступательных перемещений компонентов смеси и активирующих воздействий на них кавитационными силовыми импульсами, при выбранных режимах подачи смеси частиц поглощающего электромагнитное излучение компонента и частиц минерального вяжущего, в процессе перемешивания более эффективно используется минеральное вяжущее, благодаря чему при том же расходе последнего изделия из быстротвердеющих ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего, приготовленных по технологии предлагаемого способа, обладают повышенными прочностными, тепло- и звукоизолирующими свойствами и увеличенной способностью поглощения электромагнитных излучений.

Сущность предложенного способа приготовления защитных ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего заключается в том, что указанный способ осуществляют в два этапа, на первом из которых производят предварительное смешение поглощающего электромагнитное излучение компонента с сухим минеральным вяжущим в соотношении 0,025-25:1 и готовят 0,1-5,0% водный раствор воздухововлекающей добавки, а на втором этапе подают наклонно в зону смешения смесь минерального вяжущего и частиц поглощающего электромагнитное излучение компонента и впрыскивают под давлением в 0,5-5,0 ати струи воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, наклоненные в вертикальной плоскости под углом 15-75 градусов и смещенные в горизонтальной плоскости относительно друг друга на 45- 270 градусов, при этом в зоне смешения смесь компонентов защитной быстротвердеющей ячеистой строительной смеси перемещают в горизонтальной плоскости со скоростью 14,5-46,5 м/сек пальцами горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала, совмещая эти перемещения с гомогенизацией получаемого продукта радиальными возвратно-поступательными перемещениями его частиц по спирали вдоль каждого горизонтального кронштейна и активацией частиц смеси кавитационными силовыми импульсами, возбуждаемыми при встречных соударениях последних со струями воздуха и водного раствора воздухововлекающей добавки.

Пример N1 приготовления защитной ячеистой строительной смеси на основе минерального вяжущего: предварительно смешивают в соотношении 3:1 обезвоженный баритовый концентрат, содержащий не менее 85% BaSO₄, с сухим минеральным вяжущим и приготавливают 1,0% водный раствор воздухововлекающей добавки. Затем через верхний загрузочный патрубок смесителя с приводным вертикальным валом непрерывно в зону смешения подают под углом 35 градусов в вертикальной плоскости смесь сухого быстротвердеющего минерального вяжущего с обезвоженным баритом. В зоне смешения поданную смесь компонентов перемещают в горизонтальной плоскости пальцами горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала со скоростью 16 м/сек навстречу непрерывно впрыскиваемым под давлением 0,9 ати струям воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, наклоненным при этом в вертикальной плоскости под углом 60 градусов и смещенным в горизонтальной плоскости на 90 градусов. Такое расположение струй воздуха и раствора воздухововлекающей добавки относительно направления вращения горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала в зоне смешения обуславливает встречные соударения компонентов получаемого продукта при их перемешивании, что обуславливает возбуждение кавитационных силовых импульсов, которые активируют частицы минерального вяжущего. В процессе перемешивания компонентов получаемого продукта его дополнительно гомогенизируют принудительными спиральными возвратно-поступательными перемещениями вдоль установленных на приводном вертикальном вале смесителя горизонтальных кронштейнов под воздействием закрепленных на них по винтовым линиям разновысоких пальцев. После чего готовую смесь непрерывно удаляют из смесителя через нижний разгрузочный патрубок.

Пример 2.

Приготовления защитной ячеистой строительной смеси на основе минерального вяжущего: предварительно смешивают в соотношении 2:1 обезвоженный концентрат свинцовой руды, содержащий не менее 70% Pb, с сухим минеральным вяжущим и приготавливают 1,5% водный раствор воздухововлекающей добавки. Затем через верхний загрузочный патрубок смесителя с приводным вертикальным валом непрерывно в зону смешения подают под углом 45 градусов в вертикальной плоскости смесь сухого быстротвердеющего минерального вяжущего с концентратом свинцовой руды. В зоне смешения поданную смесь компонентов перемещают в горизонтальной плоскости пальцами горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала со скоростью 25 м/сек навстречу непрерывно впрыскиваемым под давлением 1,5 ати струям воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, наклоненным при этом в вертикальной плоскости под углом 75 градусов и смещенным в горизонтальной плоскости на 120 градусов. Такое расположение струй воздуха и раствора воздухововлекающей добавки относительно направления вращения горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала в зоне смешения обуславливает встречные соударения компонентов получаемого продукта при их перемешивании, что обуславливает возбуждение кавитационных силовых импульсов, которые активируют частицы минерального вяжущего. В процессе перемешивания компонентов получаемого продукта его дополнительно гомогенизируют принудительными спиральными возвратно-поступательными перемещениями вдоль установленных на приводном вертикальном вале смесителя горизонтальных кронштейнов под воздействием закрепленных на них по винтовым линиям разновысоких пальцев, после чего готовую смесь непрерывно удаляют из смесителя через нижний разгрузочный патрубок.

После укладки приготовленной защитной ячеистой строительной смеси на основе минерального вяжущего в формы, ее выдержки до затвердевания и распалубки были проведены сопоставительные испытания образцов, изготовленных по технологии предлагаемого способа и способа - прототипа, результаты которых приведены в ниже следующей таблице.

Промышленная применимость.

Способ приготовления защитных ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего может быть использован при изготовлении изделий, обладающих увеличенной способностью поглощения электромагнитных излучений различной частоты и длины волны, повышенной прочностью и повышенными звуко- и теплоизолирующими свойствами.

Формула изобретения

1. Способ приготовления ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего, включающий подачу в зону смешивания сухого минерального вяжущего, воздуха под давлением 0,5 - 6,5 атм и 0,1 - 5,0%-ного водного раствора воздухововлекающей добавки в зону смешения, перемещение минерального вяжущего в горизонтальной плоскости со скоростью 14,5 - 47,5 м/с под воздействиями пальцев горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала, активацию минерального вяжущего воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемых встречными соударениями их со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, отличающийся тем, что процессы смешения минерального вяжущего с воздухом, водным раствором воздухововлекающей добавки и их активации ведут в два этапа, при этом на первом этапе производят смешение сухого минерального вяжущего с дополнительно вводимым компонентом, поглощающим электромагнитное излучение, в соотношении 0,025 - 25 : 1 и готовят водный раствор воздухововлекающей добавки, а на втором этапе в зоне смешения производят перемешивание получаемой смеси со струями воздуха и раствора воздухововлекающей добавки, подаваемыми в зону смешения с наклоном в вертикальной плоскости под углом 15 - 75 град. и со смещением в горизонтальной плоскости относительно друг друга на 45 - 270 град., при этом перемещение в горизонтальной плоскости смеси совмещают с гомогенизацией получаемой ячеистой строительной смеси радиальными возвратно-поступательными перемещениями ее по спирали вдоль каждого горизонтального кронштейна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при гомогенизации ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего перемещают пальцами, закрепленными на поверхности каждого горизонтального кронштейна по винтовой линии.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при гомогенизации ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего перемещают разновысокими пальцами.

4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что перемещение ячеистых строительных смесей на основе минерального вяжущего производят пальцами, винтовые линии крепления которых на поверхностях смежных горизонтальных кронштейнов направлены в противоположные стороны.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в состав подаваемого в зону смешения под давлением воздуха дополнительно вводят в количестве 3,5 - 20,0% от его объема газы, активирующие ячеистые строительные смеси.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что в водном растворе воздухововлекающей добавки перед его подачей в зону смешения растворяют газы, активирующие ячеистые строительные смеси на основе минерального вяжущего.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют измельченный обезвоженный баритовый концентрат, содержащий не менее 85% BaSO₄.

8. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют сажу.

9. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют графит.

10. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют измельченный концентрат свинцовой руды, содержащей не менее 70% Pb.

11. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что в качестве компонента, поглощающего электромагнитное излучение, используют гомогенную смесь обезвоженных и измельченных баритового концентрата, содержащего не менее 85% BaSO₄, и концентрата свинцовой руды, содержащего не менее 70% Pb, или графита, или сажи.

12. Способ по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что в процессе приготовления водного раствора воздухововлекающей добавки в него вводят краситель.

РИСУНКИ

Рисунок 1