ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к области производства строительных материалов и может быть использована для приготовления бетонов.
Из уровня техники известны технологические линии приготовления строительных растворов, защищенные патентами на изобретения RU 2189901, МПК В28С 9/00, опубл. 27.09.2002 и RU 2189902, МПК В28С 9/00, опубл. 27.09.2002. Эти линии содержат в своем составе узел измельчения и фракционирования заполнителя, бункер для измельченного заполнителя, с которым соединена емкость для водонасыщения указанного заполнителя с отстойником, бункер для минерального вяжущего и емкость для воды. Отстойник соединен с емкостью для воды. В состав линии входит растворомешалка, которая через дозаторы соединена с бункерами минерального вяжущего, отстойником и емкостью воды, и бункер готовой продукции. Технология приготовления строительного раствора упрощена при использовании этих известных линий. А насыщение заполнителя водой приводит к уменьшению количества вяжущих материалов при приготовлении строительного раствора, т.е. к их экономии. Однако функциональные возможности технологических линий по патентам на изобретения №2189901, №2189902 ограничены, поскольку не позволяют получать строительные растворы разной структуры и разных свойств путем применения минеральных и/или химических добавок.
Из уровня техники известны бетоносмесительные цеха или бетонные заводы для приготовления бетонных смесей (Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1984. С.361-364). В состав известного бетоносмесительного цеха (бетонного завода), который принят за прототип заявляемой полезной модели, входят склад цемента, склад крупных и мелких наполнителей, склад добавок, расходные бункеры для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения компонентов бетонной смеси, поступивших со складов, транспортное оборудование, дозаторы компонентов бетонной смеси, смесительное оборудование (бетоносмеситель) и расходный бункер для готовой бетонной смеси. Компоненты, составляющие бетонную смесь, а именно: цемент, крупные и мелкие наполнители, минеральные и химические добавки, (Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1984. С.12-13, 17, 28, 51-52), со складов поступают в расходные бункера для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения. Согласно рецептуре бетона, соответствующей его назначению, дозаторами производится отмеривание компонентов бетонной смеси в бетоносмеситель, где происходит их смешивание и выдача готовой продукции. На качество и однородность получаемой бетонной смеси влияет сезонность, инертность крупных заполнителей, нестабильность по химическому, минералогическому и гранулометрическому составу вяжущего (цемента), физико-химические возможности каждого компонента, взаимодействие друг с другом. Устройство по прототипу не учитывает этих факторов, поэтому не обеспечивает стабильное качество, однородность бетонной смеси и не позволяет получать бетонную смесь с разными заданными эксплуатационными характеристиками.
Задача полезной модели - повысить качество, однородность бетонной смеси и обеспечить возможность изготовления разных видов бетонной смеси в зависимости от требований и желаемого результата при одновременном сокращении расхода цемента.
Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в механической и химической активации, в раздельном смешивании крупных и дисперсных компонентов бетонной смеси с последующим их объединением.
Задача решается следующим образом.
Заявляемая технологическая линия для производства бетонной смеси, как и прототип, содержит склад цемента, склад крупного и мелкого наполнителей, склад минеральных добавок, склад химических добавок, расходные бункеры для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения компонентов бетонной смеси, дозаторы компонентов бетонной смеси и воды, смеситель бетона, с которым соединены дозаторы крупного и мелкого наполнителя, и расходный бункер для готовой бетонной смеси, установленный на выходе смесителя.
В отличие от прототипа полезная модель дополнительно содержит блок механической активации крупного и мелкого наполнителей, блок механической активации цемента и минеральных добавок, установленные последовательно со складами и с которыми связаны соответствующие расходные бункеры для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения, дополнительно содержит гомогенизатор, который с одной стороны связан через соответствующие дозаторы с расходными бункерами цемента и минеральных добавок и складом химических добавок с водой, а с другой - со смесителем бетона. Помимо этого, склад химических добавок и воды имеет подготовительное отделение для смешивания химических добавок с водой перед подачей их в гомогенизатор. Отличием является также то, что линия дополнительно содержит склад фибры, связанный через дозатор со смесителем бетона.
В качестве крупного и мелкого наполнителя традиционно использованы щебень, гравий и песок, в качестве минеральных добавок могут быть использованы, например, зола, микрокремнезем и прочие известные специалистам добавки, в качестве химических добавок, в зависимости от того, какими конкретными свойствами должен обладать бетон, могут быть использованы, например, поверхностно-активные вещества (ПАВ), суперпластификаторы, наноуглерод и т.д.
Как видно, предложенная технологическая линия, в отличие от прототипа, до смешивания всех компонентов содержит два независимых подготовительных отделения (две ветви): одно отделение - подготовки крупного и мелкого наполнителя, другое - подготовки вяжущего состава с минеральными, химическими добавками и воды. Обе ветви имеют механические активаторы, влияющие на кристаллическую решетку сырьевых материалов (компонентов бетонной смеси). Такая раздельная подготовка компонентов бетонной смеси позволяет направленно варьировать свойства бетонной смеси: повысить прочностные характеристики, уменьшить расход цемента, например, при использовании ПАВ, пластификаторов, пигментов, и, как следствие, расширить разновидности получаемого бетона. К тому же линия дополнительно содержит склад фибры, а использование фибры тоже повышает прочностные характеристики бетонной смеси на растяжение и изгиб и способствует экономии цемента.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема технологической линии для производства бетонной смеси.
Технологическая линия для производства бетонной смеси содержит склад крупного и мелкого наполнителей 1, склад цемента или клинкера 2, склад минеральных добавок 3, склад 4 химических добавок и воды с подготовительным отделением для смешивания указанных добавок с водой, склад фибры 5. Последовательно со складом крупного и мелкого наполнителя 1 установлен блок механической активации 6, со складом минеральных добавок 2 и со складом цемента или клинкера 3 - блок механической активации 7. С блоками механической активации 6, 7 соединены расходные бункеры 8, 9 соответственно для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения компонентов. Технологическая линия содержит гомогенизатор 10, который связан через дозаторы 11 с расходными бункерами 9 и складом химических добавок и воды 4. Компоненты бетонной смеси поступают в смеситель бетона 12 из гомогенизатора 10 и дозаторов 13. Со смесителем бетона 12 соединен расходный бункер для готовой бетонной смеси 14.
Технологическая линия для производства бетонной смеси работает следующим образом. Крупный и мелкий инертный наполнитель (щебень, гравий, песок) с прирельсового склада 1 подается в блок механической активации 6, где осуществляется механическое воздействие на кристаллическую решетку наполнителя. Затем активированные материалы поступают в расходные бункеры 8, где усредняются в короткое время по температуре, и далее через дозаторы 13 - в смеситель бетона 12. В смеситель бетона 12 дозируется также при необходимости фибра со склада 5. Параллельно по второй ветви со склада цемента или клинкера 3 и склада минеральных добавок 2 в блок механической активации 7 подаются цемент (клинкер) и минеральные добавки. В блоке механической активации 7 осуществляется механическое воздействие на кристаллическую решетку указанных компонентов. За счет разрушения микроструктурных связей увеличивается их удельная поверхность и, как следствие, повышается реакционная способность (гидравлическая активность) цемента по отношению к воде. В процессе механической активации цемент (клинкер) и минеральные добавки получают необходимую дисперсию и попадают далее в расходные бункеры 9 для обеспечения почасового запаса и температурного усреднения компонентов и далее через дозаторы 11 в гомогенизатор 10. На этом этапе в гомогенизатор 10, тоже через соответствующие дозаторы, поступает вода, смешанная с химическими добавками. В зависимости от назначения и свойств бетона в качестве химических добавок могут быть использованы пластификаторы, ускорители, замедлители, стабилизаторы. Для обеспечения декоративных свойств бетона в гомогенизатор 10 через дозатор подается пигмент. Из поступивших компонентов в гомогенизаторе готовится матрица для бетона (клеевая смесь). После приготовления матрицы она подается в смеситель для бетона 12, где встречается с активированным крупным и мелким наполнителем, фиброй, и, смешиваясь, образует бетонную смесь. Из смесителя 12 готовая бетонная смесь поступает в расходный бункер 14. Технологическая линия согласно полезной модели позволяет сократить расход цемента на 30-50% и дает возможность изготовить бетон с высокими технологическими требованиями и широкими технологическими возможностями.