Спосіб приготування пінобетонної суміші

Спосіб приготування пінобетонної суміші шляхом приготування піни перемішуванням води з добавленням поверхнево-аісгивної речовини, подавання стиснутого повітря, сухої мінералізації отриманої піни через введення до неї сухих ком Винахід відноситься до області будівельних матеріалів і може бути використаний у виробництві ніздрюватих та поризованих бетонів (пінобетонів) Відомо спосіб приготування поризованої будівельної суміші, що включає змішування її компонентів з пшоутворювачем з наступним введенням в отриману суміш при диспергуванні стиснутого повітря [1] Недоліком відомого способу є велика об'ємна вага поризованого матеріалу Відомо спосіб приготування поризованих будівельних сумішей шляхом приготування піни за рахунок перемішування вода з добавкою поверхнево-активних речовин, подавання повітря, суху мінералізацію отриманої піни шляхом введення до неї сухих компонентів в'яжучого та заповнювачів [2] Недоліком відомого способу є складність приготування поризованої суміші, а саме поризація на першому етапі приготування стиснутим повітрям отриманої піни, а на другому етапі поризація стиснутим повітрям отриманої поризованої суміші для збільшення її об'єму, тривалість процесу приготування в часі, малий об'єм отриманої піни та поризованої суміші, низька МІЦНІСТЬ на стиск отриманого матеріалу Цей спосіб вибрано за прототип В основу винаходу поставлене завдання створити такий спосіб приготування пінобетонної сумі понентів в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів, який відрізняється тим, що стиснуте повітря подають у піну при її перемішуванні при тиску 0,5 4,0 атм до отримання 100 %-го розрахункового об'єму піни, а після цього проводять суху мінералізацію піни при її перемішуванні з сухими компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів до отримання 100 %-го розрахункового об'єму пінобетонної суміші без додаткового подавання стиснутого повітря в отриману пінобетонну суміш ші шляхом поризаци стиснутим повітрям тільки піни за перемішування її лопастями змішувача ,що дозволить без додаткової поризацм стиснутим повітрям отриманої поризованої пінобетонної суміші забезпечили прискорення утворення піни та пінобетонної суміші, збільшити об'єм утвореної піни та пінобетонної суміші, підвищити МІЦНІСТЬ готових виробів на стиск Поставлене завдання вирішується завдяки тому, що спосіб приготування пінобетонної суміші шляхом приготування піни за рахунок перемішування води з добавкою поверхнево-активної речовини, подавання стиснутого повітря в піну, суху мінералізацію отриманої піни шляхом введення до неї компонентів в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів, включає подавання стиснутого повітря за тиску 0,5 4,0атм тільки в піну, що готується у змішувачі примусової дм при її перемішуванні лопастями змішувача до отримання 100%-го розрахункового об'єму піни, а тільки після цього проводять суху мінералізацію піни при її перемішуванні з сухими компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів, що поступово подають в змішувач примусової дії до отримання 100%-го розрахункового об'єму пінобетонної суміші без додаткового подавання стиснутого повітря в отриману пінобетонну суміш Запропонований спосіб приготування пінобетонної суміші за сухої мінералізації піни включає (О о ю 50611 дві основні операції попереднє приготування піни заданої її кратності та ЩІЛЬНОСТІ у змішувачі примусової дії шляхом подавання стислого повітря тільки у піну для досягнення заданого 100%-го її розрахункового об'єму при відповідному водовмісті піни та її змішування з компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів шляхом послідовного та рівномірного введення їх в піну при одночасному перемішуванні в змішувачі примусової дії При приготуванні пінобетонної суміші запропонованим способом для сухої мінералізації використовують піну пониженої кратності (4 6 або 4 9) за загального водовмісту пінобетонної суміші 167 280, 111 280л/м Піну виготовляють в звичайному змішувачі примусової дії шляхом введення стиснутого повітря у водний розчин пшоутворювача за малої швидкості обертання лопастей змішувача Піну для запобіганню и руйнуванню та зменшенню у об'ємі, що приведе до зменшення об'єму готової пінобетонної суміші , стабілізують поступовим подаванням в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів при рівномірному їх розподіленні шляхом постійного перемішування пінобетонної суміші Особливістю запропонованого способу приготування пінобетонної суміші за використання методу сухої мінералізації піни є наявність в ній вільної води, що не перейшла в адсорбційні шари рідкої фази Наявність такої води дозволяє вести суху мінералізацію піни в'яжучим або в'яжучим та заповнювачем у змішувачі примусової дії без додаткового подавання стислого повітря у готову пінобетонну суміш Швидка адсорбція води сухими компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів приводить до зниження рухливості пінобетонної суміші та и стабілізацію у заданому розрахунковому 100%-ному об'ємі без руйнації піни та зменшення об'ємів піни та пінобетонної суміші У запропонованому способі приготування пінобетонної суміші утворення піни відбувається у змішувачі примусової дії з швидкістю обертання валу 22 96хв 1 шляхом подавання стиснутого повітря в нижню зону змішувача, яка нижче рівня розчину води та поверхнево-активної речовини пшоутворювача Утворення піни відбувається за рахунок аерації рідини струменем стиснутого повітря з розвиненою поверхнею контакту, а досягнення заданого 100%-го розрахункового об'єму піни відбувається за рахунок диспергацм (подрібнення) повітряних бульбашок піни при її перемішуванні лопастями змішувача В'яжуче або в'яжуче та заповнювачі вводяться в піну поступово при постійному перемішуванні та рівномірно розподіляються на поверхні повітряних бульбашок Відбувається мінералізація піни та утворення пінобетонної суміші фіксованого 100%-го розрахункового об'єму та структури без потреби подавання стислого повітря у отриману пінобетонну суміш для збільшення її досягнутого об'єму В результаті спрощення технології приготування пінобетонної суміші (дві операції приготування піни у змішувачі примусової дм та и сухої мінералізації компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювача для отримання 100%-го об'єму піни та пінобетонної суміші) прискорюється процес приготування піни та пінобетонної суміші у часі, збільшується об'єм піни та пінобетонної суміші Для забезпечення 100%-го розрахункового об'єму утвореної піни у запропонованому способі враховують КІЛЬКІСТЬ води, що гаде на утворення піни відповідної кратності та ЩІЛЬНОСТІ при сухій и мінералізації компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювача та співвідношення вода / поверхнево - активна речовина - пшоутворювач (тобто КІЛЬКІСТЬ поверхнево-активної речовини пшоутворювача на розрахункову КІЛЬКІСТЬ ВОДИ В процентному відношенні або у вагових одиницях), Для забезпечення прискорення утворення піни підвищеної кратності (6 9) для виробів низької ЩІЛЬНОСТІ (300 - 400кг м3) у запропонованому способі тиск стиснутого повітря збільшують з 0,5 до 4,0атм Для забезпечення збільшення об'єму утвореної піни у запропонованому способі пшоутворення проводять за подавання у змішувач примусової дії всієї розрахункової КІЛЬКОСТІ ВОДИ З поверхневоактивною речовиною пшоутворювача при подаванні стиснутого повітря у піну та и диспергацм під час перемішування лопастями змішувача Для забезпечення 100%-го розрахункового об'єму пінобетонної суміші у запропонованому способі за використання сухої мінералізації піни компонентами в'яжучого або в'яжучого та заповнювача враховують загальну КІЛЬКІСТЬ ВОДИ, тобто КІЛЬКІСТЬ води що піде на утворення піни відповідної ЩІЛЬНОСТІ, кратності та об'єму з вільною водою в адсорбційних шарах та КІЛЬКІСТЮ вода, що піде на зволожування сухих компонентів в'яжучого або в'яжучого та заповнювачів для забезпечення відповідної рухливості (текучості) пінобетонної суміші Запропонований спосіб приготування пшобетоної суміші дозволяє при низькому ВОДОВМІСТІ пінобетонної суміші (водо-твердому відношенні 0,36 0,39, 0,43 0,48) отримувати матеріал високої МІЦНОСТІ на стиск за рахунок збільшення розміру повітряних бульбашок піни та потовщення міжпорових перегородок в'яжучето у ніздрюватій структурі виробів і, як наслідок, підвищення гідратаційної активності в'яжучого, коли вода присутня тільки в КІЛЬКОСТІ достатній для повної гідратації в'яжучого та утворення повітряних бульбашок піни, що приводить до зменшення капілярної пористості, ущільненню структури матеріал та підвищенню МІЦНОСТІ готових виробів на стиск Використані обладнання та матеріали Бетонозмішувач примусової дм СБ 138 Об'єм гани -1000 літрів Об'єм пінобетонної суміші - 1000 літрів Частота обертання ротора змішувача 22хв 1 Компресор для подавання стислого повітря СО-7Б В'яжуче портландцемент Кам'янецьПодільського цементного заводу ПЦ І 500 Д 0 (водопотреба -24%, активність при пропарюванні 53,0МПа) Заповнювач - зола - виносу Бурштинської ТЕС (водопогреба 16%, питома поверхня 350м2/кг) Поверхнево-активна речовина - пшоутворювач (оксиетильований алкилфенол ОП-10) Вироби тверднули у пропарювальній камері за режиму 2 + 4 + 8 + 3 за температури +85 +90°С 50611 Визначення МІЦНОСТІ виробів на стиск проводили на гідравлічному пресі ПСУ-10 за ГОСТ 10180 та ГОСТ 18105 згідно ДСТУ Б В 2 7-45-96 Приклад 1 розрахункова (проектна) ЩІЛЬНІСТЬ пінобетону - 300кг/м, об'єм замісу пінобетонної суміші - 1000л, витрата цементу - 255кг/м, загальна витрата води - 110л/м , КІЛЬКІСТЬ піноутворювача до води в % - 0,78, тиск стиснутого повітря для утворення піни 4,0атм, час утворення піни - 2хв, об'єм отриманої піни, л/% -1000/100, термін мінералізації піни - бхв, загальний термін приготування пінобетонної суміші - 8хв, об'єм отриманої пінобетонної суміші, л/% 1000/100, МІЦНІСТЬ на стиск готових виробів -1,7МПа Приклад 2 розрахункова (проектна) ЩІЛЬНІСТЬ пінобетону - 800кг/м, об'єм замісу пінобетонної суміші - 1000л, витрата цементу - бООкг/м, витрата золи - виносу - 80кг/м, загальна витрата води - 280л/м, КІЛЬКІСТЬ піноутворювача до води в % - 0,11, тиск стиснутого повітря для утворення піни0,5атм, час утворення піни - 9хв, об'єм отриманої піни, л/% -1000/100, термін мінералізації піни -4хв, загальний термін приготування пінобетонної суміші -13хв, об'єм отриманої пінобетонної суміші, л/% 1000/100, МІЦНІСТЬ на стиск готових виробів -7,ЗМПа В табл 1 дано режими приготування піни та пінобетонної суміші, в табл 2 дано властивості сухого матеріалу Таблиця 1 Характеристика режимів КІЛЬКІСТЬ піноутво- Час пере- Об'єм Тиск повіт- Загальний № рювача мішу-вання ПІНИ ДО ря що по- термін при- Об'єм п/ г ПІНИ ДО подачі до води в дається в готу-вання піни, л/% подачі по- повітря % піну, атм ПІНИ, ХВ вітря, хв л Загальний Тиск повіт- термін приОб'єм піноря, що по- готу-вання бетонної супінодається в міші, л/% бетонної суміші, хв суміші, хв За прототипом 1 1 2 3 4 5 2 0,18 0,18 0,18 0,18 0,12 3 6 4 4 2 12 4 135 90 90 ЗО 150 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0,78 0,78 0,78 0,42 0,42 0,42 0,29 0,29 0,29 0,2 0,2 0,2 0,14 0,14 0,14 0,11 0,11 0,11 24 25 26 27 28 29 0,7 0,8 0,7 0,8 0,4 0,45 5 0,5 0,5 0,5 0,1 0 7 250/7 250/5,5 180/8 180/12 150/В межах заявленого 0,5 6 1000/100 2,25 3 1000/100 4,0 2 1000/100 0,5 6 1000/100 2,25 3 1000/100 4,0 2 1000/100 0,5 5 1000/100 2,25 4 1000/100 4,0 3 1000/100 0,5 7 1000/100 2,25 4 1000/100 4,0 2 1000/100 0,5 8 1000/100 2,25 5 1000/100 4,0 3 1000/100 0,5 9 1000/100 2,25 6 1000/100 4,0 4 1000/100 По за межами заявленого 15 500/50 0,1 6,0 3 600/60 2,25 5 800/80 2,25 5 1200/120 15 500/50 0,1 6,0 3 600/60 6 7 8 1,5 0,5 1,5 0 0 9 10 10 8,5 11 15 10 120/110/76/65/52/ 8 8 8 9 9 9 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 13 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 1000/100 4 5 6 12 4 5 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 8 50611 продовження таблиці 1 1 зо 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 2 0,4 0,45 0,27 0,32 0,27 0,32 0,18 0,22 0,18 0,22 0,12 0,16 0,12 0,16 0,1 0,13 0,1 0,13 3 4 5 2,25 2,25 0,1 6,0 2,25 2,25 0,1 6,0 2,25 2,25 0,1 6,0 2,25 2,25 0,1 6,0 2,25 2,25 Таблиця 2 №п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ЗО 31 32 Властивості сухого матеріалу Розрахункова (проектна) середня ЩІЛЬНІСТЬ, кг/м3 МІЦНІСТЬ на стиск, МПа За прототипом 350 0,7 400 0,9 470 1,4 580 1,8 700 2,3 В межах заявленого 300 15 300 1,6 300 1,7 400 2,0 400 2,2 400 2,3 500 2,8 500 3,0 500 2,9 600 3,4 600 3,5 600 3,3 700 4,9 700 5,0 700 4,8 800 7,3 800 7,5 800 7,2 По за межами заявленого 600 3,4 480 2,5 360 1,9 250 1,3 800 7,5 640 3,6 480 2,5 333 1,7 1000 9,5 6 5 5 15 3 5 5 15 3 5 5 15 3 5 5 15 3 5 5 7 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 8 800 600 416 1200 960 720 500 1400 1120 840 583 1600 1280 960 666 9 6 12 4 5 6 12 4 5 6 12 4 5 6 12 4 5 6 12 10 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 500/50 600/60 800/80 1200/120 7,5 3,4 2,2 10,0 9,0 5,1 2,8 12,0 9,7 7,7 3,1 14,0 11,0 9,0 3,6 За зменшення тиску стиснутого повітря при подаванні його у піну менше 0,5атм, різко збільшується тривалість приготування піни та пінобетонної суміші Розрахунковий об'єм піни та пінобетонної суміші зменшуються (менше 100%-го розрахункового об'єму) Збільшується середня ЩІЛЬНІСТЬ готових виробів проти розрахункової (проектної) За збільшення тиску стиснутого повітря при його подаванні у піну більше 4,0атм тривалість її приготування зменшується, але піна підчас перемішування лопастями змішувача розбризкується назовні, що приводить до фактичного зменшення и об'єму та об'єму пінобетонної суміші (менше 100%-го розрахункового об'єму) Збільшується середня ЩІЛЬНІСТЬ готових виробів проти розрахункової (проектної) За одержання менше 100%-го розрахункового об'єму піни зменшується об'єм пінобетонної суміші (менше 100%-го розрахункового об'єму) Збільшується середня ЩІЛЬНІСТЬ готових виробів проти розрахункової (проектної) Зменшується МІЦНІСТЬ на стиск За одержання більше 100%-го розрахункового об'єму піни зростає об'єм пінобетонної суміші (більше 100%-го розрахункового об'єму) Зменшу 9 50611 10 ється середня ЩІЛЬНІСТЬ готових виробів проти зованой строительной смеси» 07 11 91 Бюл № 41 розрахункової (проектної) 2 Авторское свидетельство СССР № 1449561 Література А1, кл С04В 28/02 «Способ приготовления пори1 Авторское свидетельство СССР № 1689365 зованой строительной смеси» 07 01 89 Бюл № 1 А1, кл С04В 38/08 «Способ приготовления пори ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71