СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОБЕТОНА
METHOD OF PRODUCING FOAMED CONCRETE

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве изделий из ячеистого бетона.
Известен способ приготовления бетонной смеси, получаемой смешением цемента, песка и суспензии глины в воде, обработанной ультразвуком (RU №2371414. Бетонная смесь. C04B 28/02, опубл. 27.10.2009).
Недостатком известного способа является то, что получаемое изделие имеет пониженную прочность за счет присутствия процесса затухания колебаний, приводящего к неравномерному распределению колебаний в объеме смеси, что снижает эффективность способа.
Известен также способ получения бетона путем введения в смесь равномерно распределенных дисперсных волокон (Рабинович Н.Ф. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: Монография. - М.: Изд-во АСВ, 2004. С.67-69).
Недостатком данного способа является то, что волокна в бетоне, распределенные таким образом, выполняют только функцию армирования и не выполняют функцию усилителей накладываемых ультразвуковых колебаний, что снижает эффективность способа.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения газобетона путем приготовления бетонной смеси, введения в нее газообразователя - алюминиевой пудры, последующего формования и твердения (Баженов Ю.М. Технология бетона. Учебник. - М.: Изд-во АСВ, 2003. С.313-315).
Недостатком данного способа является то, что получаемое изделие имеет пониженную трещеностойкость и открытую пористость в виде каналов, что снижает качество изделий, полученных данным способом, а в целом, снижает эффективность способа.
Задачей настоящего изобретения является повышение качества изделий из газобетона.
Техническим результатом изобретения является получение газобетонных изделий с улучшенными структурно-механическими свойствами.
Поставленная задача и указанный технический результат достигается тем, что в способе получения газобетона, согласно изобретению, после приготовления бетонной смеси формируют в ней резонаторные центры в виде отдельных скоплений частиц из тонкодисперсных частиц, для чего вносят в смесь неочищенную алюминиевую пудру и задают низкоскоростной режим перемешивания, выполняют ультразвуковую обработку смеси, вносят в смесь очищенную алюминиевую пудру и задают интенсивный режим перемешивания - высокоскоростное перемешивание. Резонаторные центры в смеси формируют из грубодисперсных частиц - алюминиевых опилок. Вносят в бетонную смесь одновременно грубодисперсные частицы - алюминиевые опилки и тонкодисперсные частицы неочищенной алюминиевой пудры, задают низкоскоростной режим перемешивания, выполняют ультразвуковую обработку смеси, после чего задают интенсивный режим перемешивания - высокоскоростное перемешивание. После внесения очищенной алюминиевой пудры в смесь и выполнения операции перемешивания осуществляют повторную ультразвуковую обработку смеси.
Использование низкоскоростного режима перемешивания смеси с дополнительными включениями - дисперсными частицами приводит к нарушению ее однородности структуры - к образованию неоднородностей в виде отдельных скоплений частиц - «ежей».
Формирование резонаторных центров в виде скоплений частиц -«ежей» позволяет увеличить объем распространения колебаний в смеси и усилить интенсивность ультразвуковой обработки зон вокруг этих скоплений за счет концентрации энергии ультразвуковых волн (колебаний) на «ежах», что, в целом, повышает эффективность способа.
Высокоскоростной режим перемешивания задается, во-первых, чтобы разбить «ежи», а во-вторых, добиться равномерного распределения как неочищенных частиц алюминиевой пудры, так и очищенных, с целью достижения максимальной однородности смеси.
Неочищенные частицы алюминиевой пудры не смогут вступать в реакцию и, соответственно, будут оставаться инертными частицами. При этом частицы неочищенной алюминиевой пудры в смеси выполняют две функции: участвуют в формировании резонаторных центров и участвуют в формировании скелета в качестве дисперсной фибры, выполняя функцию армирования.
Внесение алюминиевых опилок вместе с неочищенной алюминиевой пудрой за счет своей формы, приближающейся к форме волокон согласно более высокому значению отношения l/d (l - длина, d - диаметр), позволяет повысить эффективность образования скопления частиц - «ежей» (Рабинович Н.Ф. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: Монография. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - С.107).
Одновременное внесение в сырьевую смесь грубодисперсных алюминиевых частиц - опилок и неочищенных частиц алюминиевой пудры с последующим задаванием низкоскоростного режима перемешивания и выполнения ультразвуковой обработки смеси, задавания интенсивного режима перемешивания - высокоскоростного перемешивания позволяет, во-первых, усилить эффект образования «ежей» за счет взаимного торможения грубодисперсных (опилки) и тонкодисперсных (пудра) частиц в процессе перемешивания, а во-вторых, (повысить) усилить резонаторный эффект за счет образования пустот - пор в «ежах» от пузырьков газа водорода, образующегося при реакции алюминиевой пудры, что, в целом, ускоряет процесс формирования новой структуры смеси, улучшаются структурно-механические свойства газобетона, что повышает эффективность способа.
Выполнение повторной ультразвуковой обработки смеси позволяет, ускорить процесс протекания химической реакции по выделению газа водорода, а также предотвратить эффект образования направленной пористости - каналов, которые образуются в смеси в случае использования обычной - безвибрируемой технологии, что в целом также повышает эффективность способа.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - структура сырьевой смеси с включениями из алюминиевых опилок при низкоскоростном режиме перемешивания; на фиг.2 - структура сырьевой смеси с включениями из алюминиевой пудры при высокоскоростном режиме перемешивания; на фиг.3 - структура газобетона после твердения.
На фиг.1-фиг.3 позициями обозначено:
1 - сырьевая смесь; 2 - частицы неочищенной алюминиевой пудры; 3 - скопления из неочищенных алюминиевых частиц - «ежи»; 4 - частицы очищенной алюминиевой пудры; 5 - пузырьки газа водорода; 6 - форма; 7 - ячейки-поры.
Способ реализуется следующим образом. Готовится растворная смесь 1, в которую вводится неочищенная алюминиевая пудра 2 и задается низкоскоростной режим перемешивания для получения неоднородной структуры - структуры с включениями скоплений из неочищенных алюминиевых частиц в виде «ежей» 3, после чего выполняют ультразвуковую обработку (фиг.1). После обработки ультразвуком в смесь вносится очищенная алюминиевая пудра 4 и задается высокоскоростной режим перемешивания, при этом в процессе реакции цемента, пудры и воды выделяется в виде пузырьков 5 газ-водород с получением новой пористой структуры (фиг.2). Полученную и обработанную смесь 1 загружают в форму 6 и оставляют твердеть в естественных условиях или отправляют в тепловую камеру, при этом формируется новая высокопористая структура из ячеек-пор 7 (фиг.3).
В случае отсутствия в достаточном количестве неочищенной алюминиевой пудры 2 используют отходы производства - алюминиевые опилки. Их вносят в растворную смесь 1 вместе с неочищенной алюминиевой пудрой 2 с выполнением далее последовательно всех операций, описанных выше.
Для получения структуры повышенной прочности после операции по приготовлению растворной смеси в нее вносят одновременно грубодисперсные алюминиевые частицы - опилки и неочищенные частицы алюминиевой пудры 2 с последующим задаванием низкоскоростного режима перемешивания и выполнения ультразвуковой обработки смеси. Далее выполняют последовательно операции, согласно первого варианта.
Для ускорения протекания процессов структурообразования выполняют все операции, описанные в первом варианте, после чего выполняют повторную ультразвуковую обработку смеси.
Пример реализации способа.
Готовится растворная смесь, для чего используется портландцемент марки 500 в количестве 0,22 кг, молотый кварцевый песок в количестве 0,236 кг, гипс в количестве 0,003 кг и вода - 0,275 л. Приготовление смеси осуществляется в смесителе. Затем в растворную смесь вводится алюминиевая неочищенная пудра в объеме 0,000535 кг и смесь перемешивается с медленной скоростью вращения лопастей - 180 об/мин в течение двух минут для образования отдельных скоплений из частиц алюминия - «ежей». После этого выполняется ультразвуковая обработка смеси ультразвуковым прибором «Ретона» в течение 10 минут. Далее вводится очищенная алюминиевая пудра, задается высокоскоростной режим перемешивания - скорость вращения лопастей 620 об/мин. Затем полученная и обработанная смесь загружается в форму для получения кубиков размером 100×100×100 мм и перемещается в тепловую камеру. После твердения бетона образцы испытывали на прессе на одноосное сжатие. Выполненные испытания показали, что прочность бетонных образцов, изготовленных по предлагаемому способу (обработанных особым образом ультразвуком), повысилась на 18% по сравнению с необработанными ультразвуком образцами.
Выполненные испытания доказали возможность повышения прочности бетона за счет целенаправленного формирования (распределения) дополнительных зон возбуждения и усиления ультразвуковых колебаний в объеме формуемого изделия, а также за счет армирования структуры бетона при использовании особым образом обработанных и необработанных частиц алюминия, что доказывает возможность реализации способа получения газобетона повышенной структурной прочности в заводских условиях.