СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2306221 (13) C2

(51) МПК
B28C 5/16 (2006.01)
C04B 38/10 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005132808/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.10.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.10.24 
(43) Дата публикации заявки: 2007.04.27 
(45) Опубликовано: 2007.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2197451 C1, 27.01.2001. RU 2257294 С1, 27.07.2005. RU 2255073 С1, 27.06.2005. RU 2237041 C1, 27.09.2004. DE 4025590 А1, 27.02.1992. ГЕРШБЕРГ А.О. Технология бетонных и железобетонных изделий, Москва, ГИЛСМ, 1957, с.15. 
(72) Автор(ы): Михеенков Михаил Аркадьевич (RU); Шабанов Олег Михайлович (RU); Бороздин Андрей Николаевич (RU); Гордеев Игорь Владимирович (RU); Овцын Владимир Евгеньевич (RU); Чуваев Сергей Иванович (RU); Кролик Леонид Михайлович (RU); Плотников Николай Вячеславович (RU); Шляпников Лев Кронидович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "Высокопрочный пенобетон" (RU) 
Адрес для переписки: 620016, г.Екатеринбург, ул. Амундсена, 105, оф.406, В.Е. Овцыну 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НЕАВТОКЛАВНОГО ПЕНОБЕТОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства неавтоклавного пенобетона, используемого для изготовления блоков и плит в стационарных условиях, а также для заливки ограждающих и несущих конструкций зданий и сооружений жилищного, гражданского и промышленного назначения. Техническим результатом является повышение качества пенобетона при упрощении технологии его изготовления. В способе получения сырьевой смеси для производства неавтоклавного пенобетона, содержащей пенообразователь, полимерный модификатор из группы активных коллоидов и активированный раствор, полученный смешением цемента, технологической добавки и воды с последующей активацией раствора, в качестве технологической добавки используют неорганическую добавку, способную к реакции с Са(ОН)2, и/или волокнистую добавку, в активированный раствор вводят указанный модификатор, а затем пенообразователь или заранее приготовленную пену при следующем содержании компонентов, мас.%: цемент 50-70, полимерный модификатор 0,5-1,5, указанная неорганическая добавка 0-20, волокнистая добавка 0-8, пенообразователь 0,44, вода остальное. Причем в качестве указанного модификатора вводят полиакрилат натрия, или стиролакрилатную дисперсию, или поливинилацетатную дисперсию, или карбоксиметилцеллюлозу, в качестве указанной неорганической добавки вводят кремнеземистые пуццоланы с добавкой силикатов натрия с модулем от 1,5 до 2,5 при содержании силикатов натрия от 5,0 до 15,0 мас.% от массы пуццолана или молотый гранулированный доменный шлак, содержащий до 50 мас.% двуводного гипса, или карбонат кальция, содержащий до 30% гидрата трехкальциевого алюмината, а в качестве волокнистой добавки - волокна полиакриловые с длиной волокон от 4 до 24 мм. В устройстве для получения сырьевой смеси для производства неавтоклавного пенобетона, содержащем емкость для получения указанной смеси, устройства для подвода сжатого воздуха и пены, размещенный в емкости приводной вал с закрепленным на нем активатором, выполненным с возможностью организации восходящего и нисходящего потоков смеси, на внутренней поверхности емкости по периметру под углом 45 до 90° к ее образующей смонтированы отбойные экраны для торможения смеси. Причем активатор выполнен из металлических прутьев, закрепленных в нижней части вала, причем прутья образуют параболическую кривую, а также могут быть выполнены съемными. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для приготовления неавтоклавного пенобетона, используемого для изготовления блоков и плит в стационарных условиях, а также для заливки ограждающих и несущих конструкций зданий и сооружений жилищного, гражданского и промышленного назначения.

Известен способ приготовления безусадочной ячеистобетонной смеси для получения изделий из неавтоклавного пенобетона повышенной прочности (патент РФ №2139268, публ. 1999 г.) [1].

Известный способ включает раздельное приготовление пены и цементного раствора, причем при приготовлении цементного раствора в качестве добавки вводят оставшуюся после приготовления пены часть соли щелочного металла и соль слабого основания и сильной кислоты, а перед смешением с пеной готовый цементный раствор выдерживают.

При этом при получении пены вводят 1/5-1/20 часть соли щелочного металла, а цементный раствор выдерживают в течение 25-80 мин.

Недостатком данного способа является сложный технологический процесс для его осуществления.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного пенобетона (патент РФ №2197451, публ. 2003 г.) [2].

Способ также включает раздельное приготовление пены и цементного раствора, при этом при приготовлении цементного раствора вводят цемент, воду, инициатор и ускоритель отверждения полимера, волокнистый наполнитель, при приготовлении пены вводят ускоритель твердения цемента, а в готовую пену вводят модифицирующую добавку полимера. Перед введением пены цементный раствор активируют.

При этом в качестве пенообразователя используют натриевые соли вторичных алкилсульфатов или окись алкилдиметиламина, в качестве ускорителя твердения соли щелочных металлов - сернокислого калия или натрия, или фтористого натрия, или кремнефтористого натрия, в качестве модифицирующей добавки используют акриловые эмульсии сополимеров стирола, акриловых и метакриловых мономеров, эфиров акриловой и метакриловой кислот в соотношении с инициатором отверждения 1:(0,15-0,35).

Причем указанную добавку вводят в количестве не более 5 мас.% сухого вещества, инициатором отверждения акриловых сополимеров является раствор метилсиликоната натрия или калия, а ускорителем их отверждения - известь или натриевое жидкое стекло.

Компоненты вводят в сырьевую смесь в следующем соотношении, мас.%: цемент 35-65, заполнитель 0-30, волокнистый наполнитель 0-8, ускоритель твердения цемента 0,3-1,6, пенообразователь 0,4-0,85, модифицирующая добавка полимера 0,5-10,0, инициатор отверждения полимера 0,15-0,30, ускоритель отверждения полимера 0,2-3,5, вода остальное.

Недостатком данного способа является сложность техпроцесса приготовления пенобетона и многокомпонентность системы, причем при приготовлении пенобетона используются добавки, исключающие возможность их одновременного применения.

Это относится, в частности, к гидрофильной смеси натриевых солей сернокислых эфиров вторичных спиртов (ПАВ «Прогресс») и гидрофобным кремнийорганическим добавкам - метилсиликонату натрия или калия.

Метилсиликонат натрия или калия являются сильнейшим пеногасителями, и их введение может привести к полному разрушению пенной структуры.

Известно устройство для получения цементно-водной суспензии (патент РФ №2257294, публ.2005 г.) [3].

Известное устройство содержит размещенную в цилиндрической камере мешалку, включающую ротор открытой турбины с радиально-дуговыми лопатками на диске, обращенном к днищу камеры смесителя и консольно закрепленном на вертикальном валу, расположенном в центральном отверстии днища с кольцевым зазором, а также содержащего нижний привод вала, люк для подачи исходных компонентов и разгрузочный патрубок с затвором, днище камеры снабжено сальниковой коробкой с уплотнением для вала, полость которой выполнена сообщающейся с рабочим пространством камеры посредством кольцевого зазора, при этом отношение площадей поперечных сечений в свету камеры и кольцевого зазора составляет 1100-325000, сальниковая коробка снабжена штуцером для подачи сжатого воздуха в ее полость, а разгрузочный патрубок соединен с камерой тангенциально.

Предполагается, что вращение ротора с одновременной подачей воздуха создают эффект кавитации, приводящий к активации суспензии.

Однако вращение суспензии вместе с ротором, при отсутствии в емкости отбойных экранов, не обеспечит активацию раствора, поскольку при отсутствии градиента скоростей весь объем суспензии будет вращаться вместе с ротором.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества пенобетона при упрощении технологии его изготовления.

Для решения поставленной задачи способ получения сырьевой смеси для производства неавтоклавного пенобетона включает смешение цемента и воды с последующей активацией полученного раствора, при этом в активированный раствор сырьевой смеси вводят полимерный модификатор из группы активных коллоидов при следующем содержании компонентов, мас.%: цемент 50-70, полимерный модификатор 0,5-1,5, вода остальное.

В качестве полимерного модификатора вводят полиакрилат натрия, или стиролактилатную дисперсию, или поливинилацетатную дисперсию, или карбоксиметилцеллюлозу.

В цементный раствор вводят неорганическую добавку, способную к реакции с Са(ОН) 2, в количестве до 20 мас.% - кремнеземистые пуццоланы с добавкой силикатов натрия с модулем от 1,5 до 2,5 при содержании силикатов натрия от 5,0 до 15,0 мас.% от массы пуццолана или молотый гранулированный доменный шлак, содержащий до 50 мас.% двуводного гипса, или карбонат кальция, содержащий до 30% гидрата трехкальциевого алюмината.

В цементный раствор вводят волокнистую добавку в количестве до 8 мас.% - волокна полиакриловые с длиной волокон от 4 до 24 мм.

Устройство для осуществления способа содержит емкость для приготовления сырьевой смеси, устройства для подвода сжатого воздуха, размещенный в емкости приводной вал с закрепленным на нем активатором, выполненным с возможностью организации восходящего и нисходящего потоков суспензии смеси, отличающееся тем, что на внутренней поверхности емкости по периметру под углом 45-90° к образующей смонтированы отбойные экраны для торможения суспензии.

Активатор может быть выполнен из металлических прутьев, закрепленных в нижней части вала, причем прутья образуют параболическую кривую. Металлические прутья могут быть выполнены съемными.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В отличие от прототипа не в пену, в активированный цементный раствор вводят полимерный модификатор из группы активных коллоидов. Механическая активация сырьевой смеси осуществляется следующим образом. За счет вращения вала и легкого, но динамически устойчивого активатора суспензия цемента начинает интенсивно перемещаться от центра к периферии емкости. Благодаря наличию на стенке отбойных экранов, расположенных перпендикулярно или под углом 45°С движению потока, внутри потока возникают параллельные слои, перемещающиеся относительно друг друга с некоторой скоростью. В результате подобного перемещения между слоями потока возникают силы трения, под действием которых с поверхности зерен цемента сдирается гидратная пленка.

Гидратные новообразования, содранные с поверхности зерен цемента, попадают в межзерновое пространство и формируют большое количество центров кристаллизации. Активные коллоиды полимерного модификатора способны блокировать большое количество центров кристаллизации, сформировавшихся в межзерновом пространстве.

После введения полимерного модификатора из активированной смеси формируется пенобетон либо взбиванием после добавки пенообразователя, либо смешением с заранее приготовленной пеной.

В результате такого приготовления происходит измельчение внутренней структуры цементного камня, уплотнение межпорового пространства, что ведет к повышению прочностных характеристик неавтоклавного пенобетона.

Для расширения диапазона свойств пенобетона в процессе получения сырьевой смеси могут вводиться неорганических добавки, способные поглощать оксид кальция при нормальной температуре, которые в совокупности с полимерным модификатором обеспечивают химическую активацию смеси. В этом случае в первую очередь гидрооксид кальция вовлекается в реакцию с неорганическими добавками, выбранными из неорганических соединений, способных к реакции с Са(ОН)2, и образует более прочные и водостойкие кристаллогидраты. Волокнистая добавка повышает прочность при изгибе и общую прочность, способствуя повышению прочности при сжатии.

Таким образом, технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в повышении прочности пенобетона при снижении его плотности и ускоренного твердения.

На фиг.1, 2 представлена принципиальная схема устройства для производства неавтоклавного пенобетона, содержащая емкость 1 с перемешивающим устройством 2, загрузочный лючок 3, кран 4 выдачи пенобетона, кран 5 сброса давления, отбойные экраны 6, вал 7 с закрепленным на нем при помощи хомута 8 активатора, состоящего из параболических прутьев 9, и электропривод 10.

Сырьевую смесь для производства неавтоклавного пенобетона готовят следующим образом.

В емкость 1 в виде бака устройства через загрузочный лючок 3 заливается вода, цемент, волокнистая и неорганическая добавки, включается привод 10, и за счет вращения вала 7 суспензия цемента начинает интенсивно перемещаться, при этом активатор при помощи прутьев 9 направляет поток от центра к стенкам бака. У стенок бака поток сталкивается с отбойными экранами 6. При этом возникает тороидальный поток суспензии, который в нижней части бака устремляется к стенкам и вверх, а в верхней - к центру и вниз. Благодаря наличию на стенке отбойных экранов 6, расположенных перпендикулярно движению потока, или наклоненных под углом 45°, внутри потока возникают параллельные слои, перемещающиеся относительно друг друга с некоторой скоростью. За счет трения частиц цемента под действием центробежных сил и относительного их перемещения с поверхности зерен сдирается гидратная пленка. Активация осуществляется в течение 1-2 минут.

В конце активации перед введением пены в емкость добавляется полимерный модификатор. После приготовления подобным образом сырьевая смесь смешивается с заранее приготовленной пеной или взбивается после добавления в нее пенообразователя. Готовый пенобетон заливается в формы или строительные конструкции.

В процессе испытаний из полученной сырьевой смеси готовился пенобетон, которым заливались стандартные образцы.

Составы сырьевой смеси, используемой в испытаниях, приведены в табл.1, физико-механические свойства испытанных составов приведены в табл.2.

Результаты испытаний свидетельствуют, что физико-механические свойства пенобетона, приготовленного с использованием заявленного способа, существенно превосходят свойства пенобетона, приготовленного по способу аналога и прототипа. При этом способ выгодно отличается меньшей компонентностью и, соответственно, простотой осуществления.

Таблица 1

Содержание компонента, мас.% 
Пример Цемент Неорганическая добавка Волокнистая добавка Полимерный модификатор Вода Соль Известь Метилсиликонат натрия Пенообразователь 
1 70 0 0 1,0* 27,56 - - - 0,44 
2 70 0 0 1,0** 27,56 - - - 0,44 
3 70 0 0 1,0*** 27,56 - - - 0,44 
4 70 0 0 1,0**** 27,56 - - - 0,44 
Диатомит Силикат натрия М=2,0; =1,4 г/см3 Волокна полиакрилатные с длиной волокон 4-8 мм Полиакрилат натрия 
5 50 18 2 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
6 60 9 1 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
7 70 0 0 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
Молотый гран-шлак Гипс двуводный Волокна полиакрилатные с длиной волокон 4-8 мм Дисперсия стиролакри-латная 
8 50 15 5 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
9 60 7,5 2,5 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
10 70 0 0 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
Карбонат калькия Гидрат трехкальциевого алюмината Волокна полиакрилатные с длиной волокон 4-8 мм Карбоксиметилцеллюлоза 
11 16 4 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
12 8 2 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
13 0 0 1,0 1,0 27,56 - - - 0,44 
Пример Цемент Неорганическая добавка Волокнистая добавка Полимерный модификатор Вода Соль Известь Метилсиликонат натрия Пенообразователь 
14 46 20 - - 31,89 0,55 - - 0,36 
Аналог /I/ 
15 50,8 12,23 - 5,15 28,4 0,82 0,8 0,95 0,85 
Прототип /2/ 
* - полиакрилат натрия;

** - дисперсия стиролакрилатная;

*** - дисперсия поливинилацетатная;

**** - карбоксиметилцеллюлоза. 


Таблица 2 
Пример Физико-механические и теплофизические свойства 
Средняя плотность, кг/м3 Прочность при сжатии, через 28 суток, МПа Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/м°С Сорбционная влажность, % 
1 412 1,93 0,092 2,1 
2 425 1,87 0,093 11,2 
3 417 2,11 0,087 6,8 
4 413 1,86 0,088 9,6 
5 420 2,21 0,076 4,6 
6 426 2,1 0,077 4,8 
7 429 1,85 0,078 4,9 
8 412 1,97 0,082 0,78 
9 404 1,91 0,079 0,56 
10 396 1,87 0,076 0,46 
11 417 1,93 0,089 2,3 
12 420 1,87 0,092 2,2 
13 425 1,85 0,094 2,1 
14 430 1,2 - - 
15 430 1,82 0,098 16 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ получения сырьевой смеси для производства неавтоклавного пенобетона, содержащей пенообразователь, полимерный модификатор из группы активных коллоидов и активированный раствор, полученный смешением цемента, технологической добавки и воды с последующей активацией раствора, отличающийся тем, что в качестве технологической добавки используют неорганическую добавку, способную к реакции с Ca(OH)2, и/или волокнистую добавку, в активированный раствор вводят указанный модификатор, а затем пенообразователь или заранее приготовленную пену при следующем содержании компонентов, мас.%:

цемент 50-70 
полимерный модификатор 0,5-1,5 
указанная неорганическая добавка 0-20 
волокнистая добавка 0-8 
пенообразователь 0,44 
вода остальное 


2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанного модификатора вводят полиакрилат натрия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанного модификатора вводят стиролакрилатную дисперсию.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанного модификатора вводят поливинилацетатную дисперсию.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного модификатора вводят карбоксиметилцеллюлозу.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанной неорганической добавки вводят кремнеземистые пуццоланы с добавкой силикатов натрия с модулем от 1,5 до 2,5 при содержании силикатов натрия от 5,0 до 15,0% от массы пуццолана.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганической добавки вводят молотый гранулированный доменный шлак, содержащий до 50 мас.% двуводного гипса.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганической добавки вводят карбонат кальция, содержащий до 30% гидрата трехкальциевого алюмината.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве волокнистой добавки вводят волокна полиакриловые с длиной волокон от 4 до 24 мм.

10. Устройство для получения сырьевой смеси для производства неавтоклавного пенобетона, содержащее емкость для получения указанной смеси, устройства для подвода сжатого воздуха и пены, размещенный в емкости приводной вал с закрепленным на нем активатором, выполненным с возможностью организации восходящего и нисходящего потоков смеси, отличающееся тем, что на внутренней поверхности емкости по периметру под углом 45-90° к ее образующей смонтированы отбойные экраны для торможения смеси.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что активатор выполнен из металлических прутьев, закрепленных в нижней части вала, причем прутья образуют параболическую кривую.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что металлические прутья выполнены съемными.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru