CS199702B2 - Způsob výroby dílců z Iehčeného betonu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby dílců z Iehčeného betonu, zejména bloků, které mohou být popřípadě i vyztuženy.

Je známo několik základních typů výrobních postupů na výrobu Iehčeného betonu a dílců z takového Iehčeného- betonu. Nejjednodušším postupem je výroba dutinového betonu z kameniva, jehož zrnitost je volena tak, aby mezi jednotlivými částicemi hrubšího štěrku· obalených pojivém, zůstávaly prázdné dutiny a aby se tak snížila průměrná hmotnost betonu z původních 2400 kg/m³ asi na 2160 kg/m³.

Jiný lehčený beton je vyráběn z lehkého kameniva, přičemž míra, o kterou se hustota takového betonu sníží, je závislá na hmotnosti Iehčeného kameniva, kterým je obvykle škvára, pemza, pěněná struska, slínek, lehčený jíl nebo břidlice, spékaný práškový popílek apod. Tento lehčený beton může mít hustotu sníženu asi na 2250 a 1100 kg/m³.

Pro oba tyto známé postupy je společné zachování původních pracovních operací, které se provádějí i při výrobě běžného betonu, betonová směs se ukládá běžným způsobem a také její zpracování zhutňováním se neliší od běžně prováděného zpracování betonové směsi.

Předností těchto druhů lehčených betonů je možnost vytvářet výrobky jakýchkoliv roz2 měrů a plnit tuto betonovou směs do bednění a forem libovolných výšek, protože u těchto druhů betonu neovlivňuje výška betonové vrstvy kvalitu a vlastnosti hotového betonu, což je zejména výhodné pro hotovení stěnových panelů a odlévání monolitických stěn.

Má-li být hustota betonu ještě nižší, pak tyto· známe způsoby již nestačí a je třeba použít jiných výrobních postupů, při nichž se vytváří pěněný beton obsahující vzduchové dutinky. Pěněný beton se vyrábí pomocí přidávání chemických činidel, například práškového hliníku spolu se zásadou. Těmito známými postupy je možno· vyrábět lehčený beton o hustotě 480 až 1200 kg/m³; podrobněji jsou tyto postupy popsány v britských patentových spisech č. 648 280 a 1 040 442.

U výroby pěněného betonu pomocí pěnidel se však vyskytuje celá řada problémů, které snižují výsledný efekt a způsobují značné výrobní obtíže. Pěněnou betonovou směs není možno plnit do· forem do libovolné výšky, ale pouze asi do výšky 60 cm, protože při větších výškách plnění by beton nebyl homogenní a neměl by dostatečnou kvalitu pro použití v praxi. V důsledku rozpínány betonové směsi při vypěňování nedochází při výrobě vyztužených dílců k dokonalému obalení výztužných prutů betonem, pro199702 tože betonová směs stoupá kolem prutů nahoru a za pruty zůstává nezaplněný stín, který jednak snižuje soudržnost betonu s výztuží, jednak mnohdy dovoluje přístup vlhkosti k ocelovým prutům, což má za následek rychlou korozi výztuže; pevnost a použitelnost takových vyztužených dílců z lehčeného betonu je potom značně omezena.

Při pěnění betonové hmoty dochází ke kypění základní vrstvy, na jejímž horním povrchu se vytváří jakási kůrka, která se před dokončením výrobní operace musí odstranit. Také homogenita betonové vrstvy bývá velmi špatná a zlepšení tohoto stavu je velmi obtížným problémem. U způsobu výroby pěněného betonu podle britského patentového spisu č. 648 280 není možno do směsi přidávat lehké kamenivo, aniž to poruší zpracovatelnost a tekutost směsi, potřebné pro lití do forem. Při odlévání lehké kamenivo buď vyplave na povrch vrstvy pěněného betonu, nebo při větší hustotě klesne ke dnu a není rovnoměrně rozloženo po celém průřezu hotového dílce.

Nedostatky dosud známých výrobních postupů jsou do jisté míry odstraněny způsobem výroby dílců z lehkého betonu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve vyrobí betonová směs, obsahující cement, kamenivo, vodu a materiál pro· provzdušnění směsi, který je tvořen hliníkovým práškem, alkálií, katalyzátorem a¹ mýdlem a jenž se vnese do směsi ve vodě teplé asi 30 až 75 °C, přičemž se voda s provzdušňovací přísadou přidá ke kamenivu a cementu, na čež se takto vyrobená betonová směs ukládá do forem ještě před dokončením provzdušňování směsi a forma se vyplňuje směsí jen zčásti, přičemž se forma při plnění postaví jedním ze svých větších rozměrů svisle a opatří se pevným děrovaným uzávěrem, pod který se uloží filtrační materiál, propouštějící plyny a kapaliny a nepropouštějící pevné látky, směs se nechá vypěnit až do úplného vyplnění formy a zatuhnout do tvaru bloku pod tlakem, vyvozeným vlastním tlakem plynů vzniklých při vypěňování, načež se forma odstraní a dílec se vytvrdí v autoklávu. Podle jiného výhodného provedení vynálezu spočívá podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu v tom, že je tvořeno rozebíratelnou formou, opatřenou na jedné straně tuhým děrovaným uzávěrem, pod nímž je umístěn filtrační materiál, propouštějící plyny a kapaliny a nepropouštějící pevné částice, přičemž vnitřní prostor formy obsahuje odstranitelné vnitřní dělicí příčky pro výrobu většího· počtu dílců.

Při výrobě pěněného betonu a dílců z něho podle vynálezu je možno používat vysokých forem a plnit je až do výšky asi 250 centimetrů, což nebylo u dosud známých způsobů dosažitelné. Do betonové směsi je možno přidat hrubší kamenivo, aniž dochází k jeho oddělování od ostatních složek směsi. Vyráběné dílce mohou být opatřovány výztuží, aniž dochází k nepříznivým jevům obvyklým u dosavadních způsobů pěněného betonu.

Velmi dobrých výsledků je možno dosáhnout při použití pemzy jako kameniva, protože pemza má velmi nízkou vlastní hmotnost a hustotu a její naleziště jsou poměrně bohatá. Dosud se tento materiál nepoužívá pro výrobu pěněného betonu, protože pemza velmi snadno pohlcuje vodu a nemá vždy stejné složení. Při použití pemzy pro způsob podle vynálezu se však její nepříznivé vlastnosti neprojevují, zatímco naopak dobré vlastnosti jsou v hotoveném betonu zachovány.

Sypná hustota pemzy může kolísat v mezích 100 až 550 kg/m³, přičemž pemza může tvořit část jemného kameniva nebo celý podíl jemného kameniva, popřípadě může tvořit i část hrubého kameniva nebo dokonce veškeré kamenivo.

Blok, vyrobený způsobem podle vynálezu ve formě, se může použít vcelku nebo se může rozřezat, například na desky a podobné dílce. Při dosavadní výrobě pěnobetonových desek se vyrobil vždy velký blok, který se po expandování a zatuhnutí materiálu, ale před vložením do autoklávu, rozřezal na menší dílce soustavou řezacích drátů. Proto se u těchto způsobů, s výjimkou postupu popsaného v britském patentovém spisu číslo 1 040 442, nemohlo používat hrubého· kameniva, protože řezací dráty by protlačovaly hrubší zrna materiálem. Proto se musí tento postup modifikovat v tom smyslu, že rozřezávání se musí provádět až po autoklávování, což je však náročnější na kvalitu řezacích nástrojů. Způsobem podle vynálezu je možno vyrobit mnohem vyšší dílce a· takto vyrobené dílce bude v mnoha případech možno použít vcelku a nebude třeba je rozřezávat.

Způsob výroby dílců z lehčeného betonu bude nyní objasněn pomocí několika příkladů provedení spolu s příklady složení betonové směsi, ze které se hotoví lehčené dílce. Ve všech příkladech je použito k vypěněni hmoty aktivační látky, mající v suchém stavu toto složení:

jemný hliníkový prášek uhličitan sodný sfearát sodný kysličník železitý hmot. dílů 17,5 hmot. dílů 2,0 hmot. díly 10,0 hmot. dílů

Směsi, uvedené v příkladech provedení, obsahují kamenivo následující zrnitosti:

velikost ok síta	prošlý podíl v
18,75 mm	100
16,0 mm	90
12,7 mm	20
9,6 mm	10
635	5
č. 7	stopy

Kamenivo může být tvořeno slinutým jí199702 lem, majícím, isypnou hmotu 400 kg/m³, popřípadě 540 kg/m³, popřípadě pemzou, drcenou na jmenovitou velikost zrn 9,6 mm, přičemž zbytek na sítu s oky velikosti 12,7 mm činí 80 % a její sypná hmota se pohybuje v rozmezí od 380 kg/m³ do 440 kg/m³.

Další složkou směsí je létavý popílek, který se získává z elektráren po spálení práškového uhlí.

Použitý cement je rychle tvrdnoucí portlandský cement, přičemž je možno použít jemně domílaného cementu, který může být přidáván v menším množství.

V následujících příkladech se ztuhlý objem a hustota vztahují k naplněné formě, žádná část směsi nepřebývá.

Příklad 1

složky	množství
cement	109,0 kg
popílek	163,4 kg
slinutý jíl	170,0 kg
aktivační činidlo	960	g
voda teplá 65 °C	132	1

Doba míšení činí 4,3 min, ztuhlý objem je 0,396 m³, hustota dílce je 1120 kg/m³.

Příklad 2

složky	množství
cement	110 kg
popílek	160 kg
slinutý jíl	160 kg
aktivační činidlo	1450 g
voda teplá 60 °C	186 1

Doba míšení činí 4,3 min, ztuhlý objem je 0,538 m³ a hustota vyrobeného dílce je 800 kg/m³.

Příklad 3 složky množství cement 110 kg popílek 90 kg písek 76 kg slinutý jíl 160 kg aktivační činidlo 960 g vod>teplá 65 °C 132 1

Doba míšení činí 4,0 min, ztuhlý objem je 0,382 m³ a hustota vyrobeného dílce je 1120 kg/m³.

Příklad 4

složky	množství
cement	76,3 k>g
popílek	152,3 kg
slinutý jíl	192,0 kg
aktivační činidlo	900 g
voda teplá 65 °C	186 1

Doba míšení je 4,0 minuty, ztuhlý objem 0,536 m³, hustota vyrobeného dílce je 800 kg/m³.

Příklad 5

složky	množství
cement	109 kg
popílek	163,4 kg
élinutý jíl	127 kg
aktivační činidlo	1000 g
voda teplá 68 °G	177 1
Doba míšení činí	4 minuty, ztuhlý objem je
0,498 m3, hustota	vyrobeného dílce je 800
kg/m3.
Příklad 6
složky	množství
cement	109 kg
popílek	87 kg
písek	75 kg
slinutý jíl	100 ktg
aktivační činidlo	700 g
veda teplá 62 °C	132 1

Doba míšení činí 4,5 minuty, ztuhlý objem je 0,331 m³, hustota vyrobeného dílce je 1120 kg/m³.

Příklad 7

Z složky množství cement 76 kg písek 152 kg slinutý jíl 192 kg aktivační činidlo 900 g veda teplá 65 °C 135 1

Doba míšení činí 3,5 minuty, ztuhlý objem je 0,496 m³, hustota dohotoveného dílce je 850 kg/m³.

Příklad 8 složky množství

cement	76	kg
popílek	152	kg
pemza	192	kg
aktivační činidlo	900	g
voda teplá 65 °C	186	1
Doba míšení činí 0,536 m3, hustota	4 minuty, ztuhlý objem je dílce je 800 kg/m3.
Příklad 9
složky	množství
Pement	109	kg
popílek	183	kg
pemza	127	kg
aktivační činidlo	1000	g
voda teplá 68 °C	177	1

Doba míšení činí 4 minuty, ztuhlý objem je 0,498 m³ a hustota dílce je 800 kg/m³.

Příklad 10

složky	množství
cement	109 kg
pemza prášková	136 kg
pemza, hrubý štěrk	127 kg
aktivační činidlo	1000 g
voda teplá 68 °C	190 1

Doba míšení činí 4 minuty, ztuhlý objem je 0,467 m³ a hustota dílce je 784 kg/m³. Příklad 11

složky	množství
cement	109 kg
pemza prášková	152 kg
pemza, hrubý štěrk	100 kg
aktivační činidlo	150 g
voda teplá 67 °C	136 1

Doba míšení je 4,1 minuty, ztuhlý objem 0,453 m³ a hustota dílce je 1120 kg/m³. Příklad 12

složky	množství
cement	109 kg
písek	163 kfe
pemza	100 kg
aktivační činidlo	1000 g
voda teplá 66 °C	218 1

Doba míjení je 4,1 minuty, ztuhlý objem 0,453 m³, hustota dílce je 816 kg/m³.

Při lití této směsi do otevřené formy se provádí její plnění jen do určité úrovně, aby se po napěnění směsi v uzavřené formě vytvořil potřebný přetlak, který však zase nesmí být příliš velký. Po naplnění se forma ihned uzavře děrovaným víkem, kterým může vzduch uzavřený ve formě při nabývání směsi unikat.

Víko je jednoduše připevněno šrouby k bočnicím a není třeba opakovat styčnou spáru mezi víkem a bočnicemi těsněním pro zajištění plynotěsnosti a vodotěsnosti; víko může být vytvořeno například z dřevěných, kovových nebo překližkových desek, popřípadě z desek z plastické hmoty, opatřených soustavou děr o rozměrech 6X18 mm, přičemž pod děrami je uložen filtrační papír nebo jiný pórovitý materiál. Přebytečný plyn a voda mohou tedy unikat z vnitřního' prostoru formy, takže nemůže dojít k poškození formy vnitřním přetlakem a ze směsi se odebere maximální množství vody, což má příznivý vliv na vlastnosti dohotoveného dílce. Děrované mohou být v případě potřeby i jiné části formy. Odstraňování vody je výhodné zejména proto, že se tím snižuje vodní součinitel, který je u lehčených betonových směsí vyšší, než by bylo třeba pro hydrataci cementu; taková množství se musí do směsi přidávat, aby směs byla dostatečně tekutá. Protože vysoký vodní součinitel snižuje pevnost hotového výrobku, je odstranění části vody žádoucí.

Po zahájení působení hliníkového prášku se začne směs napěňovat a vyplňuje formu, přičemž celý prostor formy se vyplní dříve, než skončí rozpínání směsi. Poslední fáze rozpínání je znemožněna pevností stěn formy, takže náplň formy se dostane pod působení přetlaku. Velikost tlaku je závislá na požadované hustotě dohotoveného výrobku a na výšce, do které se forma naplnila směsí.

Aktivační činidla a teploty, při nichž se provádí zpracovávání směsi, se volí s ohledem na požadavek, aby v míchačce docházelo k velmi rychlému expandování směsi a tak se zabránilo rozmítíhávání kameniva, přičemž v okamžiku lití do formy je dosaženo vysokého procenta celkového napěnění a forma se může plnit do· větší výšky, než tomu bylo u dosud známých postupů. Přetlak v uzavřené formě panuje až do úplného zatuhnutí směsi, takže se dosáhne dokonalého obalení případné výztuže směsí a dobrého •spojení mezi velkými a malými zrny kameniva. Bez této· závěrečné fáze napěňování by se náplň formy oddalovala od víka, čímž by se značně snižovala kvalita dohotoveného dílce.

Příklad provedení formy pro výroby dílců z lehčeného betonu způsobem podle vynálezu je zobrazen na výkresu, kde představuje obr. 1 axonometrický pohled na horní část formy s děrovaným víkem, obr. 2 příčný řez horní částí formy s oddělitelným víkem a obr. 3 pohled na jednu část horního víka formy.

Forma pro výrobu dílců z pěněného betonu· se skládá ze svislých stěn 1, 2, ze svislých čelních stěn 3, 4 a z vyjímatelných vnitřních přepážek 5. Forma je také opatřena základnou, která není na výkresu zobrazena, přičemž dvojice svislých postranních stěn 1, 2 je vzájemně rovnoběžná a tyto stěny 1, 2 jsou kolmá na dvojici svislých čelních stěn 3, 4. Všechny tyto svislé stěny 1, 2, 3, 4 jsou plné a nejsou opatřeny perforacemi. *

Nahoře je forma kryta víkem 6, které sestává z řady vedle sebe uložených profilových plechových pásků 7, jež mají v příčném řezu tvar širokého a nízkého písmene U a jsou opatřeny na dvou vzájemně protilehlých delších okrajích přehnutými svislými žebry 8, přičemž tato žebra 8 sousedních plechových pásků 7 na sebe dosedají a jsou vzájemně pevně spojena spojovacími šrouby 9. Kolmo· k okrajovým svislým žebrům 8 jsou uloženy nad horními okraji těchto žeber 8 dva ztužující nosníky 10, které jsou připevněny k plechovým páskům 7 ú199702 chytnými šrouby 11. V jiném alternativním a neznázorněném provedení je možno víko formy vyrobit z jednoho kusu.

V plechových páscích 7 jsou vytvořeny oválné díry 14, které mají v příkladu provedení rozměry 6X18 mm, a kruhové díry 15 s průměrem 6 mm, což je rozměr menší osy oválné díry 14. Rozmístění oválných děr 14 a kruhových děr 15 po ploše plechového pásku 7 je patrno z obr. 3, přičemž velikost děr 14, 15 je pochopitelně možno obměňovat.

Expandující betonová směs se plní do formy, ze které je odstraněno horní víko 6, ale v jehož vnitřním prostoru mohou být rozmístěny dělicí vnitřní přepážky 5, oddělující od sebe jednotlivá oddělení 16 po celé výšce formy. Pro každou konkrétní betonovou směs se musí předem určit horní úroveň vnitřního prostoru formy, které může být dosaženo při plnění, ale které nesmí být překročeno, aby ve formě nevznikl příliš velký přetlak. Například u. formy vysoké 275 cm se lití musí skončit po dosažení úrovně 15 cm od horního okraje. U nízkých forem, ve kterých se dílce hotoví v poloze naplocho, je při výšce formy 15 cm nutno zastavit lití ve výšce pouze 2,5 cm pod horním okrajem. Z to'· ho je patrno, že vzdálenost horní hranice plnění od horního okraje formy je závislá, i když ne úměrně, na výšce formy a na hustotě betonu, protože u lehčích betonů uniká větší množství plynů.

Po nalití betonové směsi se na horní okraj formy uloží arch filtračního papíru 20 a přiloží se víko 6, které se upne ke svislým postranním stěnám 1, 2 pomocí háků 22, spojených se ztužujícími nosníky 10 a zaklesnutých do příchytek 21 na svislých postran-

Claims (2)

1. Způsob výroby dílců z lehčeného betonu, vyznačující se tím, že se nejprve vyrobí směs, složená z cementu, kameniva, vody ia aktivačního činidla pro napěnění směsi, obsahujícího práškový hliník, alkálií, katalyzátor a popřípadě mýdlo a vodu o teplotě 35 až 75 °C, přičemž tato směs vody a aktivačního činidla se přidá ke kamenivu a cementu, načež se vyrobená směs plní do formy ještě před dokončením napěňovacího procesu směsi a forma, postavená jedním ze svých větších rozměrů svisle, se plní jen do úrovně, která je níže než horní okraj formy, a potom se forma uzavře nahoře pevným děrovaným víkem a pod ním uloženým filtračním materiálem, propouštějícím plyny a kapaliny a nepropouštějícím pevné látky, a nich stěnách 1, 2 formy. Použitý filtrační materiál může být různého druhu a jeho výběr závisí na velikosti vnitřního přetlaku ve formě, který může dosahovat až 0,7 kg/cm², a na velikosti děr 14, 15 ve víku 6.

Při použití hrubšího kameniva je možno vypustit filtrační papír, jsou-li díry ve víku 6 dostatečně malé, mají-li například průměr menší než 1 mm.

Po zatuhnutí betonové směsi se víko 6 sejme a vytvořený hranolový dílec se vyjme. Vnitřní přepážky 5 se mohou po odstranění svislých stěn 1, 2, 3, 4 všechny najednou nebo postupně odebrat.

V takových formách je možno vyrábět rozměrné panely, dosahující výšky až 300 cm, které se v dosavadních zařízeních nemohly vyrobit při zachování potřebné homogenity celé hmoty a které se musely hotovit spínáním menších dílců. U běžných lehčených betonů bylo velmi obtížné dosáhnout potřebné stejnoměrné hustoty dílce i při výškách nad 50 až 60 cm, přičemž u dosud vyráběných dílců bylo třeba pracně odstraňovat horní část zatuhlého materiálu v tloušťce několika centimetrů. U výroby pěnobetonových dílců ve formě podle vynálezu odpadá nutnost odstraňovat horní kůru a je možno dosáhnout podstatně větších hloubek. Do formy se plní jen takové množství materiálu, které se spotřebuje na vyrobení dílce, nevzniká zde žádný odpad. Vnitřní přetlak zajišťuje dokonalé obalení výztužných prutů směsí a také dokonalé obalení zrn kameniva pojivém, takže směs ve formě nemusí být zpracována dosud běžně používanými pracnými procesy. Také povrch vyrobeného dílce je velmi kvalitní, rohy jsou přesné a ostré, plochy jsou rovné.

VYNALEZU směs se nechá expandovat až do úplného vyplnění formy a ztuhnout do tvaru dílce za působení vnitřního tlaku, vyvozeného expandováním směsi, načež se forma odstraní a deska se zpracuje v autoklávu.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, tvořené formou pro odlévání betonové směsi, sestávající ze svislých postranních stěn a ze základny, přičemž k postranním stěnám je připojeno odebratelné víko, vyznačující se tím, že víko (6) je opatřeno soustavou děr (14, 15) a na jeho vnitřní straně je uložen filtrační papír (20), přičemž postranní stěny (1, 2, 3, 4), které jsou rozebíratelné, jsou spojeny s vniřními přepážkami (5) pro výrobu většího počtu dílců.

1 list výkresů