Способ приготовления пенобетона и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к строительству. Способ приготовления пенобетона включает порционное смешивание в смесителе принудительного действия исходного раствора с воздушно-механической пеной, вырабатываемой в пеногенераторе из воды, сжатого воздуха, пенообразователя, поверхностно-активного вещества, получение пенобетона в результате принудительного перемешивания исходного раствора, воздушно-механической пены и воды. Порционное смешивание в смесителе принудительного действия осуществляют путем подачи исходного раствора, преимущественно с плотностью 1700 -1850 кг/м³, и одновременно в смеситель из аэратора пеногенератора по переносному шлангу с насадкой и трубам с соплами подают воздушно-механическую пену с кратностью пены 8 - 60 и стойкостью пены не менее 1 ч. Пену в смеситель принудительного действия подают двумя путями: первый путь - сверху вниз через шланг с насадкой, второй путь - снизу вверх через трубы с соплами под регулируемым давлением и сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора пеногенератора. В тот же смеситель при необходимости подают воду. Исходный раствор, пену и воду перемешивают в смесителе принудительного действия до получения однородного пенобетона с заданной плотностью 450 - 1400 кг/м³ в зависимости от регулируемой концентрации раствора, пены и воды. После окончания порционного приготовления пенобетона производят промывку всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразователя водой из дозатора-ресивера под давлением сжатого воздуха. Воду после промывки системы собирают в специальную емкость для ее повторного использования. Устройство для осуществления способа приготовления пенобетона содержит пеногенератор, аэратор, дозатор для воды, пенообразователь и смеситель. Устройство для приготовления пенобетона выполнено с возможностью его перемещения и расположено в корпусе. Корпус имеет закрывающиеся на замок дверцы. В отделениях корпуса размещены пеногенератор с емкостями для пенообразующей жидкости и чистой воды для промывки всей системы дозатор-ресивер, работающий под давлением до 8 кгс/см², аэратор для приготовления пены, компрессор с электродвигателем, предохранительный и регулирующий клапаны, манометр, регулируемая запорная арматура, трубопроводы, шланги, пульт управления, отделение для хранение инструмента и запчастей, смеситель принудительного действия и насос для подачи пенобетона по трубопроводам на объект. На дне смесителя принудительного действия установлены трубы с соплами для подачи по ним пены в смеситель снизу вверх. В верхней части смесителя установлен подвижный переносной шланг с насадкой и возможностью подачи по этому шлангу пены в смеситель сверху вниз под давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора. Изобретение позволит получать пену в широком диапазоне ее кратности и плотности. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для приготовления пенобетона с низким водопоглощением в широком диапазоне его плотности с последующей подачей пенобетона на объект или по назначению.

Известны способы приготовления пенобетона путем порционного смешивания в смесителе принудительного действия исходного раствора (цементного, цементно-песчаного, шлако-цементно-песчаного, золо-шлако-цементно-песчаного) с воздушно-механической пеной, вырабатываемой в пеногенераторе из воды, сжатого воздуха, пенообразователя, поверхностно-активного вещества и получением в результате принудительного перемешивания исходного раствора воздушно-механической пены и воды - пенобетона с последующей его подачей из смесителя на объект [1 - 7].

Кроме того, из рекламных проспектов известны способы и конструкции установок для приготовления пенобетона, которые выпускают зарубежные фирмы: в Швеции - "Сипорекс" и "Дюрокс", в Германии - "Итонг", "Грейзел" и "Неопор", в Голландии - "Калсилокс", в Дании - "Селкон", в Японии - "Чори" и т.д.

Недостатком этих аналогов является то, что в них невозможно без переналадки получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости для приготовления пенобетона и, как следствие, невозможно без переналадки получать пенобетон в широком диапазоне его плотности с низким водопоглощением. Кроме того, известные установки для приготовления пенобетона некомпактны и немобильны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному техническому решению является способ приготовления пенобетона путем порционного смешивания в смесителе исходного бетонного раствора с воздушно-механической пеной, получаемой в пеногенераторе из воды, сжатого воздуха и пенообразователя [8].

Недостатками известного способа приготовления пенобетона является то, что он не позволяет получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости.

Известно устройство для приготовления пенобетона, включающее в себя пеногенератор, состоящий из емкости для пенообразующей жидкости, емкости для чистой воды, необходимой промывки системы, дозатора-ресивера, работающего под давлением сжатого воздуха и жидкости свыше 0,7 кгс/см², компрессора с электродвигателем для производства сжатого воздуха свыше 0,7 кгс/см², аэратора для приготовления пены, выполненного, например, в виде гидровоздушного эжектора или водоструйного насоса, предохранительного и редуцирующего клапанов, манометра, регулируемой запорной арматуры, соединенных между собой системой трубопроводов и шлангов, смесителя принудительного действия с насосом для подачи пенобетона по трубопроводам на объект [1].

Недостатком известной установки для приготовления пенобетона является то, что она не позволяет получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости, так как для приготовления пены используют принцип эжекции, а не принцип принудительного регулируемого наддува воздуха в аэратор. Это сказывается на качестве пенобетона и при этом уменьшается диапазон размеров плотности пенобетона и, самое главное, повышается водопоглощение пенобетона.

Целью изобретения является получение пенобетона в широком диапазоне его плотности с низким водопоглощением.

Кроме этого, после промывки всей системы установки (1) для приготовления пенобетона вода с остатками пенобетона, пены и пенообразующей жидкости не собирается, повторно не используется, а сливается в канализацию.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе приготовления пенобетона путем порционного смешивания в смесителе принудительного действия исходного раствора с воздушно-механической пеной, вырабатываемой в пеногенераторе из воды, сжатого воздуха, пенообразователя, поверхностно-активного вещества и получением в результате принудительного перемешивания исходного раствора, воздушно-механической пены и воды - пенобетона, в смеситель принудительного действия подают исходный раствор, преимущественно с плотностью от 1700 до 1850 кг/м³, и одновременно в смеситель из аэратора пеногенератора по переносному шлангу с насадкой и трубам с соплами подают воздушно-механическую пену с кратностью пены от 8 до 60 и стойкостью пены не менее 1 ч, причем пену в смеситель принудительного действия подают двумя путями: первый путь - сверху вниз через шланг с насадкой, и второй путь - снизу вверх через трубы с соплами под регулируемым давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора пеногенератора, и в тот же смеситель, при необходимости подают воду, затем исходный раствор, пену и воду перемешивают в смесителе принудительного действия до получения однородного пенобетона с заданной плотностью от 450 до 1400 кг/м³ в зависимости от регулируемой концентрации раствора пены и воды, а после окончания порционного приготовления пенобетона производят промывку всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразователя водой из дозатора-ресивера под давлением сжатого воздуха, а саму воду после промывки системы собирают в специальную емкость для ее повторного использования при последующем приготовлении новой порции пенобетона.

Возможно осуществление способа, в котором для приготовления исходного раствора, направляемого в смеситель принудительного действия, используют штукатурную станцию, в которую из самосвала загружают первичный цементно-песчаный или иной первичный раствор с плотностью от 2200 до 2300 кг/м³, затем в штукатурной станции этот первичный раствор разбавляют водой до плотности от 1700 до 1850 кг/м³ и подают его в смеситель принудительного действия.

Возможно осуществление способа, где в смеситель принудительного действия и в штукатурную станцию подают воду из емкости, в которую она была собрана после промывки всей системы для приготовления пенобетона от остатков пенобетона, пены и пенообразующей жидкости.

Способ приготовления пенобетона может быть осуществления при разбавлении первичного цементно-песчаного раствора с плотностью от 2200 до 2300 кг/м³ до плотности от 1700 до 1850 кг/м³ непосредственно в смесителе принудительного действия.

При этом для приготовления пены используют водный раствор сульфонат порошка из соотношения: одну часть порошка на 5-8 частей воды, а саму пену приготавливают в аэраторе пеногенератора путем регулируемого и принудительного наддува сжатого воздуха в аэратор с одновременной подачей пенообразующей жидкости в аэратор под регулируемым давлением сжатого воздуха.

Кроме того, поставленная задача решается также тем, что в известном устройстве для осуществления способа приготовления пенобетона, содержащем пеногенератор, имеющий аэратор, дозатор для воды, пенообразователь и смеситель, оно выполнено с возможностью его перемещения и расположено в корпусе, имеющем закрывающиеся на замок дверцы, в отделениях которого размещены пеногенератор с емкостями для пенообразующей жидкости и чистой воды для промывки всей системы, дозатор-ресивер, работающий под давлением до 8 кгс/см², аэратор для приготовления пены, компрессор с электродвигателем, предохранительный и регулирующий клапан, манометр, регулируемую запорную арматуры, трубопроводы, шланги, пульт управления, отделение для хранения инструмента и запчастей, смеситель принудительного действия и насос для подачи пенобетона по трубопроводам на объект, при этом на дне смесителя принудительного действия установлены трубы с соплами для подачи по ним пены в смеситель снизу вверх, а в верхней части смесителя установлен подвижный переносной шланг с насадкой и возможностью подачи по этому шлангу пены в смеситель сверху вниз под давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора.

Устройство может быть выполнено с героторным насосом для подачи пенобетона на объект.

Устройство может быть выполнено со штукатурной станцией и емкостью для сбора воды после промывки всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразующей жидкости.

Изобретение поясняется чертежами, где схематически изображена система для приготовления пенобетона.

На фиг. 1 схематически изображена система для приготовления пенобетона, пунктиром обозначен контур корпуса установки для приготовления пенобетона; на фиг. 2 схематически изображена схема для приготовления пенобетона с компоновкой в одном корпусе установки: смесителя принудительного действия, пеногенератора с компрессором и электромотором, дозатором-ресивером, аэратором, емкостями для воды и пенообразователя; на фиг.3 изображен корпус устройства для приготовления пенобетона, в аксонометрической проекции; на фиг.4 изображен смеситель принудительного действия.

Устройство для приготовления пенобетона содержит штукатурную станцию 2, насос 3, трубы 4, смеситель 5 принудительного действия, аэратор 6, переносной шланг 7, насадку, трубы 8, сопла, дозатор-ресивер 9, работающий под давлением сжатого воздуха и газа до 8 кг/см², трубопровод 10, емкость 11, пеногенератор, включающий емкость 12 для пенообразующей жидкости, емкость 13 для чистой воды, компрессор 14 с электродвигателем 15 для производства сжатого воздуха, предохранительный и редуцирующий клапаны 16, 17, манометр 18, регулируемую арматуру 19, насос 20, который может быть героторным для подачи пенобетона по трубопроводам 21 на объект 22, корпус 23.

Устройство для приготовления пенобетона работает следующим образом.

Из самосвала 1 (см. фиг.1, 2) исходный раствор (цементный, цементно-песчаный, шлако-цементно-песчаный, золо-шлако-цементно-песчаный) с плотностью от 2200 до 2300 кг/м³ подают в штукатурную станцию 2, в которой раствор с помощью воды доводят до плотности от 1700 до 1850 кг/м³. Затем этот раствор подают насосом 3 по трубам 4 в смеситель 5 принудительного действия. Одновременно в смеситель 5 из аэратора 6 по переносному шлангу 7 с насадкой и трубам 8 с соплами подают воздушно-механическую пену с кратностью пены от 8 до 60 и стойкостью пены не менее 1 (одного) часа, причем пену в смеситель 5 принудительного действия подают двумя путями: первый путь - сверху вниз через шланг 7 с насадкой, и второй путь - снизу вверх через трубы 8 с соплами под регулируемым давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера 9 и аэратора 6.

При необходимости, по трубопроводу 10 в смеситель 5 подают воду из емкости 11, в которую собирают воду после промывки системы. Затем исходный раствор, пену и воду перемешивают в смесителе 5 принудительного действия до получения однородного пенобетона с заданной плотностью от 450 до 1400 кг/м³ в зависимости от регулируемой концентрации исходного раствора, пены и воды, а после окончания порционного приготовления пенобетона производят промывку всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразователя водой из дозатора-ресивера 9 под давлением сжатого воздуха, а саму воду после промывки системы собирают в специальную емкость 11 для ее повторного использования.

Пример конкретного приготовления пенобетона с низким водопоглощением по заявленному способу в устройстве для его осуществления.

1. Для приготовления пенообразующей жидкости был использован сульфонат порошок следующего состава, %: Массовая доля углеводородов - 0,7 Массовая доля суммы солей (хлористого натрия, сернокислого, сернистокислого натрия и углекислотного натрия) - 59,1 Массовая доля воды - 3,8 Массовая доля поверхностно-активного вещества (натриевых солей алкилсульфоновых кислот) - 37,4 pH 1-процентного (по поверхностно-активному веществу) раствора - 10,3 2. Из этого сухого сульфонат порошка и воды была приготовлена пенообразующая жидкость при соотношении: одна часть порошка на семь частей воды.

3. По заявленному способу в устройстве для его осуществления методом регулируемого наддува сжатого воздуха в аэратор 6 пеногенератора и подачей пенообразующей жидкости под регулируемым давлением сжатого воздуха в аэратор 6 была получена пена с кратностью 22 и стойкостью 1 ч 55 мин.

4. Из цементно-песчаного раствора плотностью 1750 кг/м³, из пены с кратностью 22, стойкостью 1 ч 55 мин и воды в смесителе 5 принудительного действия был получен пенобетон с заданной плотностью 850 кг/м³.

5. При испытании образцов из этого пенобетона на водопоглощение путем помещения образцов в воду было установлено, что впитываемость воды в течение суток составляет 1,1 мм, а в течение месяца - 7 мм, что составляет не более 2,8% от веса образца.

6. При макроскопическом анализе срезов образцов из полученного пенобетона было установлено, что все видимые воздушные ячейки (поры) полностью замкнуты и не соединены друг с другом.

7. Аналогичные результаты были получены и с другими образцами пенобетона с плотностью от 450 до 1400 кг/м³.

Положительный эффект от предложенного способа приготовления пенобетона и устройство для его осуществления заключается в том, что с помощью заявленного изобретения можно получить пенобетон с низким водопоглощением и максимальным количеством замкнутых ячеек (пор) в широком диапазоне плотности пенобетона от 450 до 1400 кг/м³.

Источники информации
1. Передвижной комплекс для приготовления пенобетона модели М-1000 ЕА фирмы "Неопор" (рекламный проспект, раздел 1, пеногенератор ВК-8, минипеногенератор НПГ-8).

2. Установка для приготовления пенобетона экспериментальной научно-производственной фирмы "Рубин" (газета "Строительный комплекс", N 12 (78), 1997 г., стр.4).

3. Установка для приготовления пенобетона (рекламный проспект) АО ВНИИСтром им. Будникова (140, Московская обл., пос. Красково, ул. К. Маркса, 117).

4. Установка для приготовления пенобетона (рекламный проспект) АО НПИА "Стройпрогресс" (113105, Москва, Варшавское шоссе, 17).

5. Установка для приготовления пенобетона (рекламный проспект) АО "Строймаштехнология" (111524, Москва, ул.Плеханова, 7).

6. Установка для приготовления пенобетона (рекламный проспект) АО "Новостром" (121908, Москва, Новый Арбат, II).

7. А. А. Ахундов, А.В. Гудков и др. (ОАО ВНИИСТРОМ им.П.П. Рудникова). Пенобетон - эффективный стеновой и теплоизоляционный материал. Ж. "Строительные материалы", N 1 - 98.

8. Авт. св. N 1761512, кл. В 28 С 5/38 от 15.09.92 г. "Устройство для приготовления пенобетона".

Формула изобретения

1. Способ приготовления пенобетона путем порционного смешивания в смесителе принудительного действия исходного раствора с воздушно-механической пеной, вырабатываемой в пеногенераторе из воды, сжатого воздуха, пенообразователя, поверхностно-активного вещества и получением пенобетона в результате принудительного перемешивания исходного раствора, воздушно-механической пены и воды, отличающийся тем, что в смеситель принудительного действия подают исходный раствор, преимущественно с плотностью 1700 - 1850 кг/м³, и одновременно в смеситель из аэратора пеногенератора по переносному шлангу с насадкой и трубам с соплами подают воздушно-механическую пену с кратностью пены 8 - 60 и стойкостью пены не менее 1 ч, причем пену в смеситель принудительного действия подают двумя путями: первый путь - сверху вниз через шланг с насадкой, второй путь - снизу вверх через трубы с соплами под регулируемым давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора пеногенератора, в тот же смеситель при необходимости подают воду, затем исходный раствор, пену и воду перемешивают в смесителе принудительного действия до получения однородного пенобетона с заданной плотностью 450 - 1400 кг/м³ в зависимости от регулируемой концентрации раствора, пены и воды, а после окончания порционного приготовления пенобетона производят промывку всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразователя водой из дозатора-ресивера под давлением сжатого воздуха, а саму воду после промывки системы собирают в специальную емкость для ее повторного использования.

2. Способ приготовления пенобетона по п.1, отличающийся тем, что для приготовления исходного раствора, направляемого в смеситель принудительного действия, используют штукатурную станцию, в которую из самосвала загружают первичный цементно-песчаный или иной первичный раствор с плотностью 2200 - 2300 кг/м³, затем в штукатурной станции этот первичный раствор разбавляют водой до плотности 1700 - 1850 кг/м³ и подают его в смеситель принудительного действия.

3. Способ приготовления пенобетона по п.1, отличающийся тем, что в смеситель принудительного действия и в штукатурную станцию подают воду из емкости, в которую она была собрана после промывки всей системы для приготовления пенобетона от остатков пенобетона, пены и пенообразующей жидкости.

4. Способ приготовления пенобетона по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что первичный цементно-песчаный раствор с плотностью 2200 - 2300 кг/м³ разбавляют до плотности 1700 - 1850 кг/м³ непосредственно в смесителе принудительного действия.

5. Способ приготовления пенобетона по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что для приготовления пены используют водный раствор сульфоната порошка из соотношения: одну часть порошка на 5 - 8 частей воды, а саму пену приготавливают в аэраторе пеногенератора путем регулируемого и принудительного наддува сжатого воздуха в аэратор с одновременной подачей пенообразующей жидкости в аэратор под регулируемым давлением сжатого воздуха.

6. Устройство для осуществления способа приготовления пенобетона, содержащее пеногенератор, имеющий аэратор, дозатор для воды, пенообразователь и смеситель, отличающееся тем, что устройство для приготовления пенобетона выполнено с возможностью его перемещения и расположено в корпусе, имеющем закрывающиеся на замок дверцы, в отделениях которого размещены пеногенератор с емкостями для пенообразующей жидкости и чистой воды для промывки всей системы, дозатор-ресивер, работающий под давлением до 8 кгс/см², аэратор для приготовления пены, компрессор с электродвигателем, предохранительный и регулирующий клапаны, манометр, регулируемую запорную арматуру, трубопроводы, шланги, пульт управления, отделение для хранения инструмента и запчастей, смеситель принудительного действия и насос для подачи пенобетона по трубопроводам на объект, при этом на дне смесителя принудительного действия установлены трубы с соплами для подачи по ним пены в смеситель снизу вверх, а в верхней части смесителя установлен подвижный переносной шланг с насадкой и возможностью подачи по этому шлангу пены в смеситель сверху вниз под давлением сжатого воздуха из дозатора-ресивера и аэратора.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что насос для подачи пенобетона на объект выполнен героторным.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что в систему для приготовления пенобетона включена штукатурная станция и емкость для сбора воды после промывки всей системы от остатков пенобетона, пены и пенообразующей жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4