Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення

Реферат: Винахід належить до будівельної галузі. В основу винаходу поставлена задача розробити ніздрюватий бетон автоклавного тверднення, що має високу міцність при стисненні при низькій щільності. Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення виготовлений з піску, гіпсового каменю, 3 вапна, цементу та алюмінієвої пудри, при цьому щільність бетону становить 300 кг/м , а міцність при стисненні - 2,2 МПа і більше. UA 101007 C2 (12) UA 101007 C2 UA 101007 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до будівельної галузі, конкретніше - до ніздрюватих бетонів, отриманих з додаванням хімічних газоутворюючих речовин в автоклавах. Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення (автоклавний ніздрюватий бетон) - це перевірений часом будівельний матеріал. Газобетонні блоки застосовуються практично у всіх видах конструкційних елементів будівель найрізноманітнішого призначення. Цей універсальний матеріал використовується для зведення несучих та ненесучих стін, для виготовлення армованих плит перекриттів і покриттів, а також як ізоляція. Один із способів виготовлення виробів з ніздрюватого бетону описаний в авторському свідоцтві SU 1715779. Він включає помел вапна, мокрий помел піску, перемішування води, піщаного шламу з гіпсом і вапном з додаванням алюмінієвої суспензії при повторному перемішуванні з наступним формуванням виробів і автоклавною обробкою. Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення описаний у патенті RU 2378228. Він виготовлений з цементу, вапняно-зольної суміші, золи-винесення, шламу, приготованого з відходів виробництва ніздрюватого бетону, і газоутворювача. Зазвичай ніздрюваті бетони автоклавного тверднення виготовляють з піску, гіпсового каменю, вапна, цементу та алюмінієвої пудри як газоутворювача (http://www.aeroc.ua/index.php?page=807&lang=ua). Найбільш важливими характеристиками ніздрюватих бетонів автоклавного тверднення є щільність і міцність при стисненні. Так, бетони відомих фірм Xella і Н&Н мають щільність 350 3 кг/м і міцність при стисненні 2,0 МПа. В основу винаходу поставлена задача розробити ніздрюватий бетон автоклавного тверднення, що має високу міцність при стисненні при низькій щільності. Згідно з винаходом ця задача вирішується тим, що ніздрюватий бетон автоклавного тверднення виготовлено з бетонної суміші, компоненти якої взяті в наступному співвідношенні в 3 кг на 1 м бетонної суміші, що містить 250-270 кг води: пісок 110-130 гіпсовий камінь 14-20 вапно 19-25 цемент 100-120 алюмінієва пудра 0,5-0,7, 3 при цьому щільність бетону становить 300 кг/м , а міцність при стисненні - 2,2 МПа і більше. Тобто у порівнянні з відомими ніздрюватими бетонами автоклавного тверднення запропонований бетон має вищу міцність на стиснення при нижчій густині. Далі описаний найкращий варіант здійснення винаходу. Сировинні матеріали: Портландцемент Використовували портландцемент марки ПЦ1500. Основні характеристики: вміст трикальцієвого алюмінату (С3А) 7-14 %; вміст трикальцієвого силікату (C3S) не менше 50 %; вміст алюмоферитів (C4AF) не більше 10 %; вміст Nа2О + K2О не більше 1 %; вміст Mg не більше 2 %; вміст SO3 не більше 3 %; вміст хлоридів не більше 0,1 %; строки схоплювання: початок 50-160 хв. кінець 130-260 хв.; різниця між початком і кінцем схоплювання 80-140 хв; 2 питома поверхня 2900-3500 см /г (або залишок на ситі 0,09 не більше 8%). Вапно Використовували вапно марки ВП - А - II. Основні характеристики: вміст Са + Mg 78-93 %; вміст активного Mg 1,2-2 %; вміст СО2 не більше 5 %; вміст SіО2 не більше 5 %; вміст Аl2О3 + Fе2О3 не більше 2,5 %; вміст Na2O + K2О не більше 1,5 %; вміст SO3 не більше 1 %; непогашені зерна 1,3-10 %; час гасіння t60 C 1,15-2,20 хв; 1 UA 101007 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 час гасіння понад 60 °С 2-6 хв; втрати при прожарюванні - не більше 5 %; залишок на ситі 2 мкм не більше 1,5 %; залишок на ситі 90 мкм не більше 3 %; залишок на ситі 63 мкм не більше 15 %; залишок на ситі 32 мкм не більше 50 %. Пісок Основні характеристики: вміст SiO2 не менше 90 %; вміст вільного кварцу не менше 80 %; вміст мулистих і глинистих домішок не більше 3 %; вміст слюди не більше 5 %; вміст Аl2О3 не більше 10 %; вміст Fe2O3 не більше 3 %; вміст СаО не більше 5 %; вміст MgO не більше 2 %; вміст SO3 не більше 3 %; вміст хлоридів не більше 0,05 %; втрати при прожарюванні не більше 5 %; вологість не більше 6 %. Гіпсовий камінь Основні характеристики: вміст CaSO42H2O 80-98 %; вміст Mg не більше 2 %; вміст хлоридів не більше 0,05 %. Алюмінієва паста Алюмінієва пасту RO 550 FS використовували як джерело алюмінієвої пудри. Перевагу віддають пасті, оскільки алюмінієва паста - це субстанція, що не порошить, а алюмінієва пудра порошить. Основні характеристики алюмінієвої пасти: вміст активного алюмінію у твердому залишку - 92 %; наявність твердої речовини - 70 %. Вода Вода надходить з магістрального трубопроводу. Основні характеристики води: рН 7-7,5. Спосіб виготовлення Пісок з бункера подавали на стрічковий транспортер. Потім пісок просіювали на віброгрохоті, де відсіюється гравій, грудки піску та інші великі включення. Відходи піску надходять у бункер, і їх у міру накопичення вивозять автотранспортом у відвал. Просіяний пісок 3 надходив у бункер об'ємом 10 м , потім стрічковим конвеєром його подавали у помольне відділення, де його направляли у витратні бункери над млинами мокрого помелу та млином сухого помелу. Дозування піску відбувалося за допомогою шибера та вагового дозатора безперервної дії, похибка при дозуванні не більше ± 2 % за масою. Гіпсовий камінь фронтальним автонавантажувачем подавали у приймальний бункер, звідти - стрічковим транспортером у молоткову дробарку, де його подрібнювали до дрібної фракції, після цього його завантажували у приймальний бункер гіпсу. З бункера гіпс за допомогою стрічкового транспортера подавали у витратні бункери над млинами мокрого помелу. Дозування гіпсу здійснювали за допомогою шибера та вагового дозатора безперервної дії, похибка по дозуванні не більше ± 2 % за масою. Воду в млини мокрого помелу подавали з магістрального водопроводу, похибка при дозуванні не більше ± 1 % за масою. У млинах мокрого помелу за допомогою тіл, що мелють (металеві кулі та цильпепс), відбувався мокрий помел піску та гіпсу з одержанням піщаного шламу (прямого). Щільність шламу  = 1,65-1,74 кг/л, тонкість помелу - залишок на ситі  0,09 мм - 7-10 %, Вміст SO3 у шламі 4,3-5,3 %. Піщаний шлам за допомогою пневмоустановки транспортували в накопичувальні шламбасейни, що знаходяться в помольному відділенні. З накопичувальних шламбасейнів шлам за допомогою перистальтичного насоса транспортували у витратні шламбасейни. 2 UA 101007 C2 5 10 15 20 25 30 35 Дозування шламу здійснювали за допомогою вагового автоматичного дозатора, похибка дозування не повинна перевищувати 1,5 %. Відходи, що утворюються після різання масивів (бічний різ, верхні та нижні підрізні кулі), з різального комплексу за допомогою стрічкового транспортера надходили в змішувач зворотного шламу, куди додатково подавали воду. Після перемішування та усереднення зворотний шлам за допомогою перистальтичного насоса перекачували в шламбасейн зворотного шламу V = 50 3 3 м . Після промивання змішувача вода надходила в мішалку «промивної води» V = 3,05 м , після чого за допомогою перистальтичного насоса її перекачували в шламбасейн зворотного шламу 3 V = 50 м . Після перемішування та усереднення зворотний шлам за допомогою 3 перистальтичного насоса подавали у витратну мішалку зворотного шламу V = 18 м . Густина зворотного шламу  = 1,34-1,44 кг/л. Дозування зворотного шламу здійснювали за допомогою вагового автоматичного дозатора, похибка дозування не повинна перевищувати 1,5 %. Вапно за допомогою пневмонасоса із силосів подавали у витратний бункер вапна над млином сухого помелу. Дозування вапна і піску, для приготування вапняно-піщаного в'яжучого (ВПВ), у співвідношенні: 10 % піску і 90 % вапна, здійснювали за допомогою шибера та вагового дозатора безперервної дії, похибка дозування не повинна перевищувати 1,0 % за масою. Додатково у млин за допомогою імпульсного насоса подавали триетаноламін, розведений з водою у співвідношенні: 1 частина триетаноламіну і 1 частина води. У млині сухого помелу за допомогою тіл, що мелють (металеві кулі), здійснювали сухий помел негашеного вапна та піску з одержанням вапняно-піщаного в'яжучого. Активність ВПВ - 66-70 %, тонкість помелу: залишок на ситі  0,09 - до 3,0 %. Готове ВПВ гвинтовим конвеєром подавали у пневмонасос і перекачували в гомогенізатори. У гомогенізаторі ВПВ частково охолоджується і усереднюється. Після гомогенізації ВПВ за допомогою пневмонасоса подавали у витратний бункер ВПВ. Дозування ВПВ здійснювали за допомогою ручного шибера та пневматичної заслінки типу «батерфляй», похибка дозування не повинна перевищувати 1,5%. Портландцемент за допомогою пневмонасоса із силосів подавали у витратний бункер цементу. Дозування портландцементу здійснювали за допомогою ручного шибера та пневматичної заслінки типу «батерфляй», похибка дозування не повинна перевищувати 1,5 %. 3 Алюмінієву суспензію готували в мішалці V = 5,087 м при змішуванні води та алюмінієвої пасти у співвідношенні: 1 частина алюмінієвої пасти і 8 частин води, температура при приготуванні та використанні суспензії - 15-25 °С. Дозування алюмінієвої суспензії здійснювали за допомогою вагового автоматичногодозатора, похибка дозування не повинна перевищувати 1,5 %. Дозування холодної і гарячої води (конденсат з автоклава) здійснювали за допомогою вагового автоматичного дозатора, похибка дозування не повинна перевищувати 1,5 %. 3 Витрата сировинних матеріалів на виробництво 1 м ніздрювато-бетонної суміші щільністю 3 300 кг/м . Пісок, кг 110-130 40 45 50 55 Гіпсовий камінь, Вапно, кг кг 14-20 19-25 Цемент, кг 100-120 Алюмінієва паста, Триетаноламін, Вода, кг кг кг 0,8-0,9 250-270 0,006-0,007 Приготування ніздрювато-бетонної суміші здійснювали в такій послідовності: Спочатку в дозатор «сухих компонентів» додавали цемент, задану кількість, зверху на нього дозували ВПВ, також задану кількість. Потім здійснювали дозування мокрих компонентів, в «мокрий» дозатор набирали зворотний шлам, потім прямий. Після набору «мокрих компонентів» здійснювали їхнє вивантаження в змішувач. Набір у суміш додаткової води (холодної і гарячої) здійснювали відразу після вивантаження прямого та зворотного шламу. Паралельно з водою набирали алюмінієву суспензію. Після вивантаження в суміш додаткової води здійснювали вивантаження цементу та ВПВ у змішувач. Попереднє перемішування перед веденням алюмінієвої суспензії - 50 сек. Тривалість перемішування всіх компонентів - 40 сек., швидкість перемішування - 430 об/хв. Після закінчення часу перемішування здійснювали заповнення форми ніздрювато-бетонною сумішшю. Після досягнення масивом-сирцем необхідної пластичної міцності здійснювали різання масиву на готові вироби певного розміру. Далі порізані масиви встановлювали на автоклавний візок. Сформований автоклавний візок за допомогою передавального мосту автоклавного відділення транспортували в камеру попередньої витримки, де формували автоклавний поїзд (4 візки, 28 масивів). Автоклавний поїзд перебував у камері до моменту завантаження в автоклав. 3 UA 101007 C2 Сформований автоклавний поїзд завантажували в автоклав, закривали здійснювали процес автоклавної обробки. Процес автоклавної обробки виробів здійснювали за наступним режимом: кришку і Гіпсовий камінь, Алюмінієва паста, Вапно, кг Цемент, кг Вода, кг Триетаноламін, кг кг кг 110-130 14-20 19-25 100-120 0,8-0,9 250-270 0,006-0,007 Пісок, кг 5 10 15 20 25 Після закінчення процесу автоклавної обробки відкривали кришку автоклава і здійснювали вивантаження «пропарених» масивів на склад готової продукції на ділянку пакетування виробів. На ділянці пакетування відбувається пакування готової продукції в термоусадочну плівку та її маркування. Пакетована продукція приймається партіями, партією вважається добовий випуск продукції. Фізико-механічні характеристики готової продукції: Міцність при стисненні: 2,2 МПа і більше. Клас бетону: В 1,5 3 Марка бетону за середньою щільністю: 300 кг/м . Теплопровідність у сухому стані: не більше 0,08 Вт/м K. Відпускна вологість: не більше 35 %. Марка за морозостійкістю: не менше F25. Даний вид продукції можна позиціонувати як конструкційно-теплоізоляційний матеріал. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Ніздрюватий бетон автоклавного тверднення, виготовлений з піску, гіпсового каменю, вапна, цементу та алюмінієвої пудри, який відрізняється тим, що компоненти взяті в наступному 3 співвідношенні в кг на 1 м бетонної суміші, що містить 250-270 кг води: пісок 110-130 гіпсовий камінь 14-20 вапно 19-25 цемент 100-120 алюмінієва пудра 0,5-0,7, 3 при цьому щільність бетону становить 300 кг/м , а міцність при стисненні - 2,2 МПа і більше. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4