СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМИРОВАННОЙ ЯЧЕИСТОБЕТОННОЙ СМЕСИ
METHOD OF PRODUCING REINFORCED CELLULAR-CONCRETE MIX

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения изделий из неавтоклавного армированного ячеистого бетона как в условиях завода, так и на строительной площадке.
Известны способы изготовления пенобетонных изделий, включающие раздельное приготовление цементно-песчаного раствора и пены с последующим их перемешиванием (Патент Франции №78116821, опубл. 28.12.79 г.; Патент RU №2139268, опубл. 10.10.99 г.; Патент RU №2136634, опубл. 10.09.99).
Недостатком известных способов является многокомпонентность рецептуры, в качестве добавок используются различные химические соединения, используются два смесителя, в результате увеличивается длительность цикла получения смеси, что затрудняет производство блоков в промышленных объемах, а также получение смеси происходит в результате простого перемешивания, что приводит к неоднородности поризации, соответственно не достигается равнопрочность изделия.
Известен способ приготовления пенобетонных изделий, включающий одновременное приготовление цементно-песчаной смеси и пены в одном смесителе с добавлением полиамидного волокна (Патент RU №2132315, опубл. 27.06.99 г., Патент RU №2226517, опубл. 10.04.2004 г.).
Недостатком известных способов является то, что перемешивание пены и цементно-песчаной смеси с добавлением полиамидного волокна происходит в одном смесителе, при этом не достигается равнопрочность изделия и не обеспечивается однородность дисперсного армирования полиамидным волокном. В готовом изделии будут участки пустот и комкования волокон.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного пенобетона (Патент №2197451, опубл. 27.01.2003 г.), включающий раздельное приготовление пены из пенообразователя, воды и ускорителя твердения цемента, введение в пену модифицирующей добавки полимера, приготовление цементного раствора из цемента, заполнителя, волокнистого наполнителя, добавок - инициатора и ускорителя отверждения полимера и воды, активизацию указанного раствора и последующее перемешивание пены и цементного раствора, а сырьевая смесь содержит компоненты 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. 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:(0,15-0,3 5), 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.
Недостатком прототипа является сложность технологического процесса приготовления многокомпонентной смеси, много химических добавок, длительность приготовления смеси, так как тратится время на поэтапное введение химических добавок и активизацию цементного раствора в отдельном активаторе роторного типа.
Задачей полезной модели является упрощение технологического процесса получения армированной ячеистобетонной смеси за счет сокращения времени ее приготовления.
Технический результат заключается в повышении однородности дисперсного армирования и, как следствие, повышение равнопрочности изделия.
Технический результат достигается тем, что способ получения армированной ячеистобетонной смеси, включающий раздельное приготовление пены из пенообразователя, воды, жидкого стекла, приготовление цементного раствора из воды, цемента, песка, полиамидного волокна в баросмесителе, причем приготовление пены и цементного раствора происходит одновременно, при этом водный раствор пенообразователя с жидким стеклом приготавливают в отдельной емкости в процессе поступления компонентов в следующей последовательности: жидкое стекло, пенообразователь, вода и подают в систему пеноаэрации, приготовленный 5% водный раствор пенообразователя и сжатый воздух проходят через систему пеноаэрации под давлением 5-6 атм и образуют высокократную пену, которую с избыточным воздухом нагнетают в работающий баросмеситель по типу инжектора, после поступления необходимого объема пены, равномерно распределенной в цементно-песчаном растворе, в баросмесителе образуется давление 1,5-2 атм, затем в баросмесителе происходит резкий сброс давления, сжатый воздух, в виде пузырьков, разрывает полиамидное волокно на единичные нити и распределяет его равномерно по всей массе полученной смеси.
На чертеже представлена схема установки для реализации способа.
Установка состоит из баросмесителя 1, системы пеноаэрации 2, клапана 3, емкости для приготовления водного раствора пенообразователя 4.
Способ реализуется следующим образом.
Способ получение армированной ячеистобетонной смеси включает приготовление пены и цементного раствора одновременно.
3
3
В емкости 4 происходит приготовление водного раствора пенообразователя с жидким стеклом, предлагаемая последовательность введения компонентов, а именно жидкое стекло, пенообразователь, вода, позволяет получить однородный раствор, причем перемешивание раствора до однородного происходит в период поступления этих веществ в указанной последовательности. Одновременно в баросмеситель 1 объемом V=2 м, с системой внутри противоположно направленных шнеков, загружаются дозы сырьевых компонентов, состоящие из воды, цемента, песка, полиамидного волокна 40-60 мм при постоянном перемешивании. Из емкости 4 водный 5% раствор пенообразователя с жидким стеклом и сжатый воздух проходят через систему пеноаэрации, образуя при этом высокократную пену, которую с избыточным воздухом под давлением 5-6 атм нагнетают в баросмеситель 1, где продолжается перемешивание раствора снизу по типу инжектора. После выхода необходимого количества пены в баросмесителе образуется давление 1,5-2 атм при резком сбросе давления через клапан 3, до этого ранее перемешанная пена равномерно распределяется в цементно-песчаном растворе, а избыточный воздух, в виде пузырьков, разрывает полиамидное волокно на тонкие единичные нити и равномерно распределяет его по всей массе полученной смеси. Быстрое и равномерное поступление снизу вверх готовой пены с равномерным и однородным распределением пузырьковых включений в тяжелом растворе позволяет существенно улучшить прочностью характеристики готовых блоков. Параллельно с этим при подачи пеновоздушной смеси с избыточным воздухом происходит равномерное распределение в растворе полиамидного волокна, которое является надежной арматурой и в последующем исключает механизм трещинообразования в готовых блоках. Время на приготовление одного замеса V=2 м составляет 6-10 мин.
После приготовления смеси через разгрузочное устройство смесь вытесняется из смесителя и заливается в формы.
Для приготовления армированной ячеистобетонной смеси используют:
- стекло натривое жидкое ГОСТ 13078-81;
- волокно полиамидное, рубленное 40-60 мм ТУ 6-13-53578992-78;
- синтетический пенообразователь ПБ-2000;
- цемент 500ДО;
- песок с модулем крупности до 0, 4 мм не менее 80% в составе, с содержанием илистых и суглинистых не более 1%;
- вода.
Примеры физико-технических свойств армированной ячеистой смеси приведены в табл.1, табл.2.
3
Предлагаемый способ позволяет значительно сократить время приготовления армированной ячеистобетонной смеси на цикл. Предлагаемый способ позволяет значительно сократить расход вяжущего по отношению к заполнителям, до 50% вяжущего к 45% заполнителя, и сократить расход пенообразователя до 300 г на 1 м. Предлагаемый способ позволяет получить армированный ячеистый бетон повышенной прочности с высокими теплоизоляционными свойствами, за счет равномерного распределения полиамидного волокна и пузырьковых включений.
Таблица 1
№ п/п
Наименование параметра
Ед. изм.
Нормативные значения по ГОСТ 25485-89
Фактическое значение
1
Плотность в высушенном состоянии, Марка
кг/м<sup>3</sup>
631
D 600
D 600
2
Предел прочность на сжатие, Класс
МПа
2,0
25,1
В 2
3
Морозостойкость
цикл
15
15
4
Усадка при высыхании
мм/м
Не более 3,0
1,8
5
Отпускная влажность
%
Не более 25
12,8
6
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, λ
Вт/м°C
0,14
0,138
7
Коэффициент теплопроводности при W=8%
Вт/м°C
0,138
8
Коэффициент теплопроводности при W=15%
Вт/м°C
0,2271
9
Коэффициент паропроницаемости, µ
мг/(м·ч·Па)
0,14
0,12
Таблица 2
№ п/п
Наименование параметра
Ед. изм.
Нормативные значения По ГОСТ 25485-89
Фактическое значение
1
Плотность в высушенном состоянии, Марка
кг/м<sup>3</sup>
795
D 800
D 800
2
Предел прочность на сжатие, Класс
МПа
330
2,5
В 2,5
3
Морозостойкость
цикл
15
15
4
Усадка при высыхании
мм/м
Не более 3,0
1,8
5
Отпускная влажность
%
Не более 25
12,8
6
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, λ
Вт/м°C
0,252
0,212
7
Коэффициент теплопроводности при W=8%
Вт/м°C
0,291
8
Коэффициент теплопроводности при W=15%
Вт/м°C
0,3524
9
Коэффициент паропроницаемости, µ
мг/(м·ч·Па)
0,14
0,12
Из таблиц видно, что физические характеристики изделий, полученных предлагаемым способом, соответствуют ГОСТу.