УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОГО ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

Полезная модель относится к области приготовления, обработки высококонцентрированных дисперсных систем на основе цемента, глины, целлюлозы и т.д., и, в частности, к устройствам подготовки смесей, содержащих цемент, и может быть использовано для приготовления жидкого цементного теста.
В качестве прототипа выбрана установка для приготовления водно-цементной смеси (заявка RU 930565), содержащая растворомешалку и ультразвуковой генератор, воздействующий на стенки растворомешалки.
Недостатком установки является обеспечение низкой степени активации получаемого цементного теста, связанной с наличием в цементном тесте большого количества воздуха и низкой степенью интенсивности процесса смешивания.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является повышение степени активации цементного теста.
Указанная задача решается тем, что в установке для приготовления жидкого цементного теста, содержащей емкость для смешивания воды с цементом и ультразвуковой генератор, емкость для смешивания воды с цементом выполнена в виде резервуара с вихревым потоком, создаваемым вертикальным насосом, совмещенным с резервуаром, при этом резервуар снабжен циркуляционным трубопроводом, проходящим через ультразвуковой генератор.
Наличие вихревого потока позволяет удалить из цементного теста воздух, привносимый с сухим цементом при его дозировке, повысить степень интенсивности смешивания воды с цементом и при прокачке через генератор предотвратить образование воздушных пробок и пульсацию струи цементного теста при его ультразвуковой обработке. Сочетание организации вихревого и циркуляционного потоков с акустическим воздействием в кавитационном режиме на цементное тесто позволяет производить избирательное измельчение наиболее крупных зерен цемента.
На фигуре 1 изображена установка для получения жидкого цементного теста.
4
2
Установка содержит шламовый насос 1 с коническим резервуаром, объединенные в один автономный агрегат (вертикальный шламовый насос установленный в конический резервуар или вертикальный шламовый насос с совмещенным резервуаром), ультразвуковой гидродинамический генератор 2, имеющий интенсивность поля более (1-7)∗10 Вт/м, входной 3 и выходной 4 трубопроводы, соединенные комплексом насосным агрегатом 1, циркуляционным трубопроводом 5, виброгрохота 6 и 7, дозаторы 8, 9, 10 и 11, вибраторы 12 и 13, вибратор 14, клапан 15, трубопровод 16, бетоносмесительная емкость 17, амперметр 18, измеритель давления 19, расходометр 20.
Установка работает следующим образом.
4
2
Установка по активации цементного теста монтируется в непосредственной близости от бетоносмесительной установки с возможностью сброса активированного теста из конусного резервуара вертикального шламового насоса (1) самотеком в бетоносмесительную установку для приготовления бетона с требуемыми характеристиками. Достоинством данного насоса, который используется в работе установки по активации, является возможность работы в течение практически неограниченного времени без нагрузки. Вихревой поток, создаваемый в коническом резервуаре за счет вращения рабочего колеса и тангенциального входа циркуляционного трубопровода (5) и входного трубопровода (3) в верхней части конической емкости обеспечивает одновременно перемешивание цементного теста с подготовкой его до определенной однородности трехфазной системы (цемент - вода - воздух) с использованием при необходимости низкочастотного вибрирования с частотой колебания более 100 Гц и добавления пластифицирующих или иных добавок перед ультразвуковой активации. Порядок работы по активации цементного теста ведется по следующей схеме: в соответствии с регламентом получения соответствующей марки бетона через дозатор воды (9) заливается необходимое количество воды с одновременной при необходимости подачей пластифицирующей добавки из дозатора (10) и с помощью частотного преобразователя производится вывод насоса (1) на необходимую производительность (после предыдущей порции активации цементного теста) в циркуляционном режиме предварительной подготовки при закрытом клапане (15). При наличии запускается вибратор (14). Далее порционно производится загрузка через дозатор (8) необходимого количества цемента, предварительно просеянного на виброгрохоте (6) для отделения твердых включений, способных в дальнейшем препятствовать протоку цементного теста через резонансную камеру генератора. При необходимости включается вибратор (12). Параллельно при необходимости в коническую емкость, совмещенную с вертикальным насосом (1), вводятся через дозатор (13) с применением вибратора (13) необходимые добавки, предварительно просеянного на виброгрохоте 7 для отделения твердых включений. В этом режиме производится перемешивание цементного теста, достижение определенной степени однородности и ультразвуковой активации. До достижения определенной степени однородности из-за неравномерного потока цементного теста в резонансной камере гидродинамический генератор (2) работает в дорезонансном режиме с низкочастотным спектром колебаний, в основном, большим 100 Гц, интенсивность и частота которых нарастает во времени. При достижении определенной степени однородности цементного теста гидродинамический генератор автоматически запускается в резонансном колебательном режиме, т.е. в режиме кавитации и подготовленное цементное тесто подвергается ультразвуковой обработке воздействием акустического поля интенсивностью более (1-7)∗10 Вт/м. Контроль за процессом активации осуществляется путем фиксации давления на входе генератора и изменения величины тока, потребляемого насосом. После проведения необходимого периода активации клапан (16) переключается в положение «сброс» и активированное цементное тесто перекачивается в загруженную заполнителями бетоносмесительную установку (17) для затворения бетона. Для более точной дозации на выходном трубопроводе 16 возможна установка расходометра 20. На последующей стадии в напорном режиме и самотеком происходит опорожнение объемных систем данной установки цементным тестом в бетоносмесительную установку (17).
После разгрузки цементного теста клапан (16) закрывается и начинается заливка воды с готовностью установки для активации следующей порции теста с проведением приготовления следующей порции активированного цементного теста. Непосредственно по окончанию работы перед последним замесом бетона производится промывка активационной установки водой в объеме необходимого по рецептуре приготовления последнего замеса бетона.
Бетон, приготовленный на цементном тесте, полученном на описанной установке, обладает повышенной плотностью, прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и сокращением времени набора прочности на стадии схватывания и твердения. Приготовление цементного теста на данной установке позволяет регулировать его структурно-реологические свойства, что позволяет получать бетон с требуемыми физико-механическими характеристиками.