СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2001 года по МПК C04B38/02 

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использовано на заводах железобетонных изделий и в монолитном строительстве для изготовления стеновых блоков и панелей, а также устройства теплоизоляции.

Известен способ получения газобетонной смеси (см. Инструкцию по изготовлению изделий из ячеистого бетона СН-277-80.- М., 1981, с. 10), включающий последовательную загрузку в смеситель кремнеземистого наполнителя, воды, вяжущего и химических добавок или воды, кремнеземистого наполнителя, вяжущего и химических добавок. После перемешивания в течение двух минут в смеситель подают заданное количество водной суспензии алюминиевой пудры и смесь перемешивают еще 1-2 минуты.

Недостатком данного способа является раздельное приготовление бетонной смеси и водной суспензии алюминиевой пудры, при этом для получения суспензии алюминиевой пудры используют специальные смесители. Кроме того, этот способ не позволяет приготавливать сухую смесь, пригодную для изготовления газобетонных изделий не только в заводских условиях, но и на строительной площадке при монолитном строительстве.

Известен также способ получения газобетонной смеси (см. авт. св. СССР N 144109, МПК⁴ C 04 B 38/02, 1962) на основе тонкомолотого сырья, включающий введение в растворомешалку воды, вяжущего, кремнеземистого наполнителя в виде песка и перемешивание компонентов в течение 1,5 минут. Затем в растворомешалку добавляют газообразователь, который предварительно приготавливают в вибромельнице путем совместного помола алюминиевой пудры с песком в течение 5 минут при весовом соотношении алюминиевая пудра : песок от 1:5 до 1: 20, и смесь перемешивают еще 1,5 минуты.

Недостатком известного способа является необходимость предварительного приготовлении газообразователя с использованием энергоемкого помольного оборудования.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи упрощения процесса приготовления газобетонной смеси и снижения его энергоемкости при обеспечении требуемых физико-механических характеристик бетона и расширения технологических возможностей его использования. Изобретение позволяет повысить качество газобетонных изделий в монолитном строительстве при одновременном улучшении условий труда.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения газобетонной смеси, включающем удаление парафиновой пленки с поверхности частиц алюминиевой пудры, введение в смеситель кремнеземистого наполнителя, вяжущего, алюминиевой пудры, а также воды и перемешивание компонентов, согласно изобретению алюминиевую пудру вводят в смеситель между загрузкой кремнеземистого наполнителя и вяжущего, а удаление парафиновой пленки с поверхности частиц алюминия осуществляют посредством сухого перемешивания кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего в течение 3-10 минут, после чего полученную смесь перемешивают с водой.

Поставленная задача решается также тем, что в качестве кремнеземистого наполнителя используют золошлаковую смесь с крупностью частиц менее 5 мм.

Поставленная задача решается и тем, что сухое перемешивание кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего ведут в турбулентном смесителе при скорости вращения рабочего органа смесителя 250-550 об/мин.

На решение поставленной задачи направлено то, что полученную смесь кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего и перемешивают с водой непосредственно после приготовления смеси или спустя некоторое время, но не позднее 3-х месяцев с момента ее приготовления.

Введение алюминиевой пудры в смеситель в промежутке между загрузкой кремнеземистого наполнителя и вяжущего позволяет избежать распыления алюминиевой пудры в момент запуска смесителя и способствует более равномерному распределению ее во всем объеме смеси.

При совместном сухом перемешивании кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего происходит абразивная механическая активация частиц алюминия, снятие с их поверхности жировой парафиновой пленки, равномерное распределение алюминиевой пудры во всем объеме смеси.

При перемешивании компонентов менее 3 минут не происходит достаточной активации частиц алюминия, вследствие чего полученный газобетон имеет большую фактическую плотность. Перемешивание смеси более 10 минут нецелесообразно, так как не наблюдается заметного изменения плотности и прочности бетона. Кроме того, увеличение продолжительности перемешивания будет способствовать излишнему абразивному истиранию рабочего органа и внутренних поверхностей смесителя и увеличению энергозатрат.

Использование в качестве кремнеземистого наполнителя золошлаковой смеси позволяет исключить из технологического процесса предварительный помол кремнеземистого компонента, что снижает энергоемкость производства. При крупности частиц золошлаковой смеси более 5 мм возникает необходимость в ее дополнительном помоле.

Сухое перемешивание кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего в лопастном или роторном турбулентном смесителе позволяет наиболее эффективно удалить жировую парафиновую пленку с поверхности частиц алюминия и равномерно распределить алюминиевую пудру во всем объеме смеси. При скорости вращения рабочего органа смесителя менее 250 об/мин не происходит полного снятия парафиновой пленки с поверхности частиц алюминия, а при скорости вращения рабочего органа более 550 об/мин возрастает энергоемкость процесса без заметного повышения его эффективности.

Смесь кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего может быть перемешана с водой сразу же после ее приготовления, либо спустя некоторое время. В последнем случае ее следует засыпать во влагонепроницаемую тару, хранить в сухом помещении и использовать по мере необходимости. Хранение сухой смеси более 3-х месяцев нежелательно, так как может произойти увеличение плотности и снижение прочности получаемого газобетона.

В качестве алюминиевой пудры может быть использована стандартная пудра марки ПАП-1, в качестве вяжущего - известь, портландцемент, шлакопортландцемент или их смесь.

Способ осуществляется следующим образом.

В высокоскоростной лопастной турбулентный смеситель последовательно загружают кремнеземистый компонент, сухую алюминиевую пудру марки ПАП-1 и портландцемент с известью в соотношении 4:1. В качестве кремнеземистого компонента используют золошлаковую смесь - отход от сжигания на Апатитской ТЭЦ каменных углей Печорского бассейна. Крупность частиц смеси - менее 5 мм (90% имеет размер менее 0,315 мм), удельная поверхность - 2520 см²/г, химический состав, мас. %: SiO₂ - 54,70; Al₂O₃-16,71; Fe₂O₃ - 13,74; FeO - 1,39; CaO - 1,88; MgO - 2,36; TiO₂ - 1,06; P₂O₅ - 0,27; SO₃ - 0,72; N₂O - 1,23; K₂O - 1,44; C - 1,02; потери при прокаливании -2,31. Компоненты бетонной смеси берут в соотношении 1:0,0017:1 и перемешивают в течение 3-10 мин при скорости вращения рабочего органа смесителя 250-550 об/мин. Полученную смесь затворяют водой, перемешивают в течение 1 мин и заливают в формы. Отформованные образцы пропаривают в камере при температуре 85±5^oC по режиму: подъем температуры - 2 ч, изотермическая выдержка - 8 ч и снижение температуры - 4 ч. Полученную сухую смесь можно поместить во влагонепроницаемые мешки для последующего использования в течение срока, не превышающего 3 месяца.

Прочность R_прив. образцов бетона, приведенную к расчетной средней плотности, определяют по эмпирической формуле

где γ_прив. - расчетная средняя плотность бетона, γ_прив. = 600 кг/м³;
γ_факт. - фактическая средняя плотность бетона в сухом состоянии, кг/м³;
R_факт. - фактическая прочность бетона, МПа.

Примеры 1-3 осуществления способа согласно изобретению, примеры 4-5 на запредельные значения режима перемешивания, пример 6 по прототипу, а также физико-механические характеристики бетона приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены физико-механические характеристики бетона по примеру 2 в зависимости от срока хранения газобетонной смеси в воздушно-сухих условиях.

Как видно из данных, приведенных в примере осуществления способа и в табл. 1 и 2, предложенный способ получения газобетонной смеси позволяет получить бетон, не уступающий известному по своим физико-механическим характеристикам при одновременном упрощении процесса за счет совмещения операций приготовления газообразования и перемешивания компонентов смеси. Способ характеризуется меньшей энергоемкостью за счет исключения помола кремнеземистого компонента и алюминиевой пудры. Получаемая газобетонная смесь, приготовленная в заводских условиях, может быть использована непосредственно на строительной площадке, что позволяет повысить качество газобетонных изделий в монолитном строительстве при одновременном улучшении условий труда.

Способ относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использован на заводах железобетонных изделий и в монолитном строительстве для изготовления стеновых блоков и панелей, а также устройства теплоизоляции. В способе получения газобетонной смеси в смеситель турбулентного типа последовательно загружают кремнеземистый наполнитель, алюминиевую пудру и вяжущее и перемешивают компоненты в течение 3-10 мин при скорости вращения рабочего органа смесителя 250-550 об/мин, в результате чего происходит удаление парафиновой пленки с поверхности частиц алюминия. В качестве кремнеземистого наполнителя используют золошлаковую смесь с крупностью частиц менее 5 мм. Полученную смесь кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего перемешивают с водой непосредственно после приготовления смеси или спустя некоторое время, но не позднее 3 месяцев с момента ее приготовления. Технический результат заключается в получении высококачественных газобетонных изделий при одновременном упрощении процесса за счет совмещения операций приготовления газообразователя и перемешивания компонентов смеси. Способ характеризуется пониженной энергоемкостью. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения газобетонной смеси, включающий удаление парафиновой пленки с поверхности частиц алюминиевой пудры, введение в смеситель кремнеземистого наполнителя, вяжущего, алюминиевой пудры, а также воды и перемешивание компонентов, отличающийся тем, что алюминиевую пудру вводят в смеситель между введением кремнеземистого наполнителя и вяжущего, а удаление парафиновой пленки с поверхности частиц алюминиевой пудры осуществляют посредством сухого перемешивания кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего в течение 3 - 10 мин, после чего полученную смесь перемешивают с водой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнеземистого наполнителя используют золошлаковую смесь с крупностью частиц менее 5 мм. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сухое перемешивание кремнеземистого наполнителя, алюминиевой пудры и вяжущего ведут в турбулентном смесителе при скорости вращения рабочего органа смесителя 250 - 550 об/мин. 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что полученную смесь перемешивают с водой не позднее 3 месяцев с момента ее приготовления.