СПОСОБ ПОСЛОЙНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B28B3/00 

Изобретение относится к изготовлению строительных изделий и преимущественно может быть использовано при формовании теплоизоляционного кирпича, блоков, скорлуп и др. изделий из сырьевых масс с использованием органических целлюлозосодержащих волокнистых заполнителей растительного происхождения типа арболита, скопобетона, ксилолита, самана, деревозолобетона, а также для формования брикетов из халвичной массы, жмыха и др. композиций.

В современных технологиях формования изделий с использованием целлюлозосодержащих заполнителей для повышения физико-механических характеристик применяют повышенные марки и расходы вяжущих, полимерные и химические добавки, сложные формооснастки и различные способы уплотнения формовочных смесей, как вибропрессование в групповых формах с фиксирующей крышкой, неоднократное цикличное прессование с пригрузом, тромбование, силовой вибропрокат и др. Однако эти способы не позволяют получать изделия высокого качества и прочности более чем 40-60 МПа. Это связано с тем, что 70-90% объема смеси занимает волокнистый целлюлозосодержащий заполнитель, который с повышением степени уплотнения проявляет явновыраженные упругопластические свойства.

Элементарные частицы заполнителя в смеси при существующих способах их уплотнения занимают хаотичное положение в пространстве и образуют крупнопористую структуру, что обусловливает адгезию на границах раздела поверхности заполнитель затвердевшее вяжущее. Наряду с этим в составе смеси содержится до 50-70% пустот, заполненных воздухом. Следовательно, при ее прессовании при тромбовании происходит высокая степень сжимаемости, а при снятии внешней нагрузки упругие свойства восстанавливаются, что существенно затрудняет формирование плотной и прочной макроструктуры.

Для уплотнения крупнопористой структуры смеси необходим способ и устройство, позволяющие формировать структуры материала в изделиях с направленным расположением волокнистого заполнителя направленное микроармирование с высокой степенью упаковки и адгезии при минимальных расходах вяжущих. Такой способ формования изделий позволит получать структуру с минимальными остаточными напряжениями, высокой деформативной устойчивостью обеспечивающие немедленную распалубку изделий с высокой первоначальной структурной прочностью.

Из числа известных способов и устройств уплотнения смесей крупнопористой структуры, наиболее близкой по технической сущности является установка, описанная в патенте СССР N 1820274, 1991. Принцип этого способа и устройства для послойного прессования кирпича с фактурным покрытием заключается в том, что жесткую формовочную смесь крупнопористой структуры непрерывно послойно запрессовывают в конические мундштуки, в результате чего происходит высокая степень сжимаемости, а при выходе отпрессованного бруса из мундштука снимается внешняя нагрузка, и упругие свойства сжатой массы восстанавливаются. Такой способ существенно затрудняет формирование плотной и прочной структуры, получение необходимых геометрических размеров и качества поверхностей отформованных изделий, а также не позволяет получать необходимую степень упаковки смеси с высокой деформативной устойчивостью, прочностью сцепления волокнистого заполнителя с вяжущим. При отделении отформованных изделий грань кирпича с фактурным покрытием имеет неизбежную сферическую поверхность. Производительность формования кирпича этим методом относительно низкая.

Обеспечение высокой степени уплотнения, качества послойного формования кирпича и повышения производительности данным способом практически невозможно.

Целью изобретения является обеспечение повышения степени упаковки твердой фазы крупнопористой структуры, адгезионной прочности в плоскости контакта заполнителя с вяжущим при значительном снижении В/Ц формовочной смеси, первоначальной структурной прочности с минимальными остаточными напряжениями и высокой деформативной устойчивостью при немедленной распалубке изделий за счет дополнительного дефибрирования древесного заполнителя в волокна с одновременной активацией втиранием гелеобразного вяжущего в большую глубину его структурных пор, механических и межмолекулярных сил сцепления заполнителя с вяжущим, конечной прочности, качества фактурной поверхности и геометрических размеров изделий, а также увеличения производительности формования и снижения энергоемкости и металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый способ и устройство для формования кирпича ведут методом послойного вибронатира формовочной смеси в параллельных групповых виброформах с перемещающимися по высоте 100-200 мм/мин виброднищами, над которыми по заданному режиму из раздаточных бункеров подают приготовленные фактурную, а затем формовочную смесь под регулирующие углы атаки к центру вращающихся вибролопастей натира и скребков с регулируемой скоростью 250-500 об/мин и давлением 0,1-5,0 кгс в плоскостях контактной зоны вибровтирания одного микрослоя в другой.

Принципиальные отличия предлагаемого способа формования от известного заключаются в том, что формование плотной упаковки из сырьевой массы упругой крупнопористой структуры с В/Ц0,8-0,85 производят методом послойного вибровтирания одного микрослоя 0,2-0,5 мм в другой по заданному режиму, наращивают до заданного размера изделий, при этом повышается эффективность дополнительного дефибрирования, повышается шероховатость поверхности заполнителя, активация минеральных вяжущих проникает гелеобразное вяжущее в большую глубину структурных пор. А также повышаются гомогенизация формовочной смеси, механические и межмолекулярные силы сцепления, адгезия заполнителя с вяжущим, направленное распределение волокнистого заполнителя в пространство (направленное микроармирование), плотность упаковки крупнопористой структуры, первоначальная структурная плотность, конечная прочность. Способ повышает качество изделий и увеличивает производительность с минимальными расходами вяжущих, затрат энергии и металлоемкости.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена установка, вид сверху; на фиг.2 продольный разрез установки.

Установка содержит станину на колесах 1, где по горизонтали на амортизаторах 2 расположены две жестко спаренные между собой сменные групповые виброформы 3 с навесным вибратором 4, где днище 5 каждой виброформы 3 выполнено в виде перемещающихся пуансонов на стойке 6, свободно опирающихся на вибростолы 7 с возвратно-поступательным перемещением по высоте при помощи кулачковых противовесов 8. Над горизонтально расположенными виброформами 3 с виброднищем 5 циклично с одной виброформы 3 на другую перемещают рабочий орган, выполненный в виде бетоносмесителя принудительного действия, который содержит цилиндрический загрузочный бункер 9 без дна с эластичным торцом на колесах 10, в который производится подача приготовленной формовочной смеси через бункерный приемник 11. На бункере 9 подвешены два малых бункера 12 с эластичными торцами без днищ для подачи приготовленной фактурной смеси 13. На крестовине 14 приводного вала 15 с регулируемой скоростью вращения от электродвигателя 16 расположены подпружинивающие лопасти-скребки и лопасти-терки 17 с регулируемыми углами атаки, предназначенные для захвата виброизмельчения, виброактивации, направленного микроармирования и послойного вибронатира формовочной смеси в полостях виброформ 3 с перемещающимися по вертикали виброднищами 5. Съем отформованных изделий 18 с приподнятых виброднищ 5 производится методом сдвига на откидной стол с поддоном 19 для дальнейшего перемещения на пост твердения. Для перемещения бункера 9 установка имеет направляющие 20.

Способ послойного вибронатира кирпича с фактурным покрытием на установке производится следующим образом. Перед началом формования загрузочный бункер 9 на колесах 10 перемещают на одну групповую виброформу 3. При этом виброднища 5 на обеих виброформах 3 должны быть автоматически подняты на 5-10 мм ниже верхнего уровня стенок виброформ 3, затем загружают малые бункеры 12 без днищ приготовленной фактурной смесью. Включают вибраторы 4 и 7, приводной вал 15, подачу приготовленной формовочной смеси в центр загрузочного бункера 9 через приемник 11, затем бункер 9 перемещают на другую групповую виброформу 3, при этом из переднего малого бункера 12 под воздействием вибрации и собственной массы происходит заполнение фактурной смесью уровней углубления в формах 3 от виброднищ 5 на 5-10 мм. По мере продвижения бункера 9 на фактурный слой под воздействием скоростного вращения вибролопастей натира 17(250-500 об/мин) происходит последующее послойное втирание одного слоя в другой с давлением в контактной зоне втирания 0,2-5,0 кгс. При этом толщина слоя, степень дефибрирования заполнителей, активация и степень упаковки составляющих формовочной смеси регулируется скоростью вращения и давления лопастей вибронатира 17, а также скоростью перемещения виброднищ 5 до упора вниз в полостях групповой виброформы 3 при помощи кулачкового противовеса 8. Формование изделий заканчивают в момент остановки виброднищ 5 на заданной высоте вибростола 7, тогда бункер 9 на колесах 10 перемещают на другую виброформу 3, а отформованные изделия 18 при помощи кулачкового противовеса 8 на виброднищах 5 поднимают до верхнего уровня виброформы 3 и перемещают на стол с поддоном 19 для дальнейшего перемещения на пост твердения.

В момент перемещения загрузочного бункера 9 на другую виброформу 3 цикл вибронатира кирпича повторяется.

Применение способа формования кирпича с фактурным покрытием и установки для его реализации позволит повысить производительность, прочность и качество кирпича с фактурным покрытием.

Использование: при формовании теплоизоляционного кирпича, блоков, скорлуп и др. изделий из сырьевых масс с использованием органических целлюлозосодержащих волокнистых заполнителей растительного происхождения типа арболита, скопобетона, ксилолита, самана, деревозолобетона, а также для формования брикетов из халвичной массы, жмыха и др. композиций. Сущность изобретения: в способе формирования плотной упаковки с направленным расположением волокнистых заполнителей из сырьевых масс упругой крупнопористой структуры производят методом послойного вибронатира одного микрослоя в другой, таким образом наращивают до заданного размера кирпича на предварительно уложенный слой фактурной смеси. Установка для реализации предлагаемого способа включает виброформы с перемещающимися виброднищами, загрузочные бункеры для подачи фактурного слоя и формовочной смеси, вибромеханический орган послойного натира формовочной смеси, стол с поддонами для подачи отформованных изделий на пост твердения. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ послойного изготовления строительных изделий, преимущественно кирпича с фактурным покрытием, включающий послойное наращивание по высоте одного слоя над другим методом вдавливания и нанесения фактурного покрытия, отличающийся тем, что вдавливание каждого последующего слоя осуществляют путем его вибровтирания по всей поверхности предыдущего слоя, при этом из сырьевой смеси с В/Ц 0,8 0,85 наращивание слоев осуществляют в пределах 100 200 мм/мин, а вибровтирание осуществляют рабочим органом с окружной скоростью 250.500 об/мин и регулируемым давлением 0,1.5 кгс в плоскостях контакта вибровтирания одного слоя в другой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготовление изделий осуществляют в виброформах, в которые предварительно укладывают слой фактурной смеси, а затем методом послойного вибровтирания наращивают формовочную смесь до заданного размера кирпича. 3. Установка для послойного изготовления строительных изделий, преимущественно кирпича с фактурным покрытием, содержащая опорную раму, емкость для подачи сырьевой смеси, емкость для подачи фактурной смеси, многоместную форму, приводной рабочий орган, и механизм приема готовых изделий, отличающаяся тем, что многоместная форма образована из двух расположенных на одном уровне и объединенных между собой групп виброформ, ячейки каждой из групп которых снабжены подвижными в вертикальной плоскости днищами, выполненными в виде пуансонов, свободно опертых на подвижный вибростол, а емкости для подачи сырьевой и фактурной смесей при помощи укрепленных на опорной раме горизонтальных направляющих размещены над виброформами с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, при этом емкость для подачи фактурной смеси выполнена в виде двух бункеров с эластичными нижними торцами, расположенных на противоположных сторонах емкости для подачи сырьевой смеси, последняя из которых также выполнена в виде бункера с элластичным нижним торцем, внутри которого расположен рабочий орган, имеющий приводной вертикальный вал со смонтированными на нем вибрирующими лопастями-скребками и лопастями-терками с регулируемыми углами атаки и давлением в зоне контакта вибронатирающих слоев формовочной смеси, причем опорная рама снабжена колесными парами.