Гидравлический дисперсионно-смешивающий аппарат для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов
Владельцы патента RU 2536531:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессиоанльного образования "Поволжский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к аппаратам для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов. Технический результат - получение высокодисперсных суспензионно-эмульсионных вяжущих с повышенной адгезией к твердой поверхности. Гидравлический дисперсионно-смешивающий аппарат для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов включает остов, винтовой шнек. Лопасти винтового шнека имеют фигурные отверстия, которые изменяются в зависимости от размеров шнека: количество отверстий увеличивается от «n1» в начальной до «nm» в конечной части шнека; размер отверстий уменьшается от «k1» в начальной до «km» в конечной части шнека; все отверстия на поверхности лопастей расположены радиально по окружности. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к конструкции скоростного смешения водно-твердых тел для получения высокодисперсных суспензионно-эмульсионных вяжущих с повышенной адгезией к твердой поверхности, например к заполнителям цементного бетона и другим твердым поверхностям, за счет более мелких дисперсных частиц.
Известна роторная бетономешалка СБ-146 [1], в которой предусмотрено изменение размещения лопастей по перемешиванию раствора и заполнителей бетона:
- под углом 75° в вертикальном положении;
- под углом 45° и 38° к плоскости, плоскости, перпендикулярной направлению движения;
- уменьшение нижних и увеличение верхних длин кромок лопастей для сохранения рабочей площади.
Предлагаемая технология позволяет увеличить прочность бетонных образцов лишь на 10…12%. Схема установки лопастей смесителя не способствует улучшению однородности смеси.
1. Известен гидродинамический смеситель-активатор [2], который способствует активации вязкой цементной смеси до получения суспензии методом дополнительного смешения сверхзвуковой струей воздуха до увеличения степени гидратации вяжущего в 1,3…1,5 раза.
Недостатком данной технологии является двухстадийность загрузки компонентов и большой расход вяжущего (470…500 кг/м), незначительное повышение прочностных свойств (-18%).
2. Известны скоростные шнековые мешалки [3] с конструкцией, позволяющей:
- вызывать напряжения сдвига за счет надрезов в дисках в непосредственной близости от воды;
- осуществлять продавливание жидкой среды под действием высоких давлений (35 МПа) через малые кольцевые зазоры;
- осуществлять диспергирование ультразвуком напряжением 5000 В высокой частоты через пластины, погруженные в трансформаторное масло, для образования фонтана, представляющего собой ультразвуковое поле, для образования мелких капель в диспергаторах.
Недостатком предлагаемых технология является большой расход энергии и небольшой объем перерабатываемой жидкости, также невозможность диспергирования высоковязких сред.
3. Дифференциальный шнековый смеситель (прототип) [4]. Конструкция смесителя представляет 2-х вальный противоточный шнек-смеситель. Перемешивание состава бетона осуществляется работой двух шнековых лопаточных устройств, вращающихся в противоположных направлениях, имеющие большие зазоры между лопатками как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.
Недостаток предлагаемой технологии заключается в неудовлетворительной однородности получаемых мелкозернистых бетонных смесей за счет малой площади лопаток. Шнек-смеситель имеет сложную конструкцию: потеря ряда лопаток приведет к росту времени и так неоднородной бетонной смеси.
Техническим результатом изобретения является получения высокодисперсных суспензионно-эмульсионных вяжущих с повышенной адгезией к твердой поверхности.
Технический результат достигается тем, что гидравлический дисперсионно-смешивающий аппарат для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов включает остов, винтовой шнек. Согласно изобретению лопасти винтового шнека имеют фигурные отверстия, которые изменяются в зависимости от размеров шнека: количество отверстий увеличивается от «n1» в начальной до «nm» в конечной части шнека; размер отверстий уменьшается от «k1» в начальной до «km» в конечной части шнека; все отверстия на поверхности лопастей расположены радиально по окружности.
На фиг.1 - представлена схема гидравлического дисперсионно-смешивающего аппарата для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов; на фиг.2 - разрез 1-1 фиг.1.
Предлагаемый гидравлический дисперсионно-смешивающий аппарат для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов включает: 1 - винтовой шнек, 2 - кран шаровый; 3 - приемная воронка; 4 - принцип размещения фигурных отверстий.
Технический результат достигается за счет получения более мелких дисперсных частиц большой энергетической силы в каплевой жидкости различных размеров, образующихся при встречных струевых динамических соударениях и возникающих напряжений сдвига, что может привести к образованию мелкокристаллической структуры цементного камня и значительному снижению размера минерального наполнителя вяжущего до коллоидно-суспензионного размера.
В таблице 1 представлены результаты испытаний опытных образцов мелкозернистого цементного бетона при соотношении цемента и песка Ц/П-1/4.
| Таблица | ||
| Результаты испытаний опытных образцов мелкозернистого цементного бетона | ||
| Прочность при изгибе, кг/см2 | Прочность при сжатии, кг/см2 | |
| Обычный | 8,1 (В=6) | 95 (В=74) |
| Активированный | 13,5 (В=11) | 131(В=96) |
В сравнении с известными предлагаемое изобретение имеет более простую конструкцию. Прочность мелкозернистого цементного бетона при изгибе возрастает на 66,7%, при сжатии на 37,9% в сравнении с контрольными образцами.
Литература:
1. Богомолов А.А. Исследование влияния схем установки лопастей в роторном смесителе на энергоемкость и качество смесей / А.А. Богомолов, Г.И. Чемеричко, В.Д. Димитренко, А.И. Ермолов // Всесоюзная конференция. Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. 4.6. Техника и технология измельчения, смешения и классификация материалов. - Белгород, 1989. - с. 68-69.
2. Данилов М.П. Приготовление бетонной смеси с гидродинамической активацией вяжущего / М.П. Данилов, В.Э. Науменко, В.А. Селезень // Всесоюзная конференция. Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. 4.6. Техника и технология измельчения, смешения и классификация материалов. - Белгород, 1989. - с. 74-75.
3. Кожевников С.О. Методы диспергирования жидких сред / С.О. Кожевников, П.П. Гуюмджян // Информационная среда вуза. Материалы XV международной научно-технической конференции. - Иваново, 2008, - с. 865-868.
4. Лопастные смесители. - URL: http://www.tsvetkovamila.ru/shnekia4.html. Дата обращения 27.06.2012.
Гидравлический дисперсионно-смешивающий аппарат для получения высокоадгезионных вяжущих и мелкозернистых бетонов, включающая остов, винтовой шнек, отличающийся тем, что лопасти винтового шнека имеют фигурные отверстия, которые изменяются в зависимости от размеров шнека: количество отверстий увеличивается от «n1» в начальной до «nm» в конечной части шнека; размер отверстий уменьшается от «k1» в начальной до «km» в конечной части шнека; все отверстия на поверхности лопастей расположены радиально по окружности.
