PL209099B1 - Ciągły proces wytwarzania utwardzonej komórkowej zawiesiny cementowej, urządzenie mieszające do wytwarzania komórkowej zawiesiny cementowej i urządzenie do wytwarzania utwardzonego komórkowego korpusu cementowego z komórkowej zawiesiny cementowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy ciągłego procesu wytwarzania utwardzonej komórkowej zawiesiny cementowej, urządzenia mieszającego do wytwarzania komórkowej zawiesiny cementowej i urządzenia do wytwarzania utwardzonego komórkowego korpusu cementowego z komórkowej zawiesiny cementowej.

Niniejszy wynalazek znajduje zastosowanie przede wszystkim do wytwarzania płyt gipsowych, a zwłaszcza do wytwarzania rdzeni płyt gipsowych na liniach do ciągłej produkcji płyt gipsowych.

Materiały cementowe są znane od wielu lat. Przykładami materiału cementowego mogą być gips (który jest dostępny w wielu postaciach), cement portlandzki, cement Sorela, cement żużlowy, cement z popiołem lotnym, cement glinowy, i podobne.

Płyta gipsowa składa się, mówiąc ogólnie, z dwóch arkuszy materiału o pewnej wytrzymałości na rozciąganie, na przykład papieru, pokrywających rdzeń, w zasadzie z materiału cementowego, zwykle gipsu, o pewnej wytrzymałości na ciskanie. Wytrzymałość na zginanie materiału kompozytowego zależy od połączonych wytrzymałości składników. Jednym z elementów oddziałujących na wytrzymałość rdzenia jest współczynnik woda/gips stosowany przy jego sporządzaniu. Zgrubna reguła jest taka, że wytrzymałość na ściskanie odlewanego korpusu gipsowego rośnie z kwadratem jego pozornej masy właściwej. W zakresie stosowalności masa właściwa rośnie prawie liniowo z odwrotnością współczynnika W/G. Zatem tradycyjnie za korzystny uważa się mały współczynnik W/G.

Zmniejszenie masy rdzenia płyty gipsowej zwykle odbywa się przez wprowadzanie powietrza przy sporządzaniu rdzenia. Powietrze w rdzeniu występuje w postaci pęcherzyków. Stwierdzono, że rozmiar i rozkład pęcherzyków ma wpływ na własności mechaniczne rdzenia, a zatem i płyty. Korzystny jest szeroki rozrzut rozmiarów średnicy pęcherzyków i równomierne rozproszenie ich w masie. Korzystne jest, jeśli w pobliżu opcjonalnego pokrycia występuje warstwa materiału o dużej gęstości bez pustych przestrzeni lub z niewieloma pustymi przestrzeniami. W odniesieniu do tego można odesłać do patentów US nr 5.085.929 i 5.116.671 na rzecz Bruce, które włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie.

Powietrze zwykle jest wprowadzane do zawiesiny gipsu w postaci prefabrykowanej piany. W zwykłych układach generacji piany, pewną ilość środka powierzchniowo czynnego rozcieńcza się wodą i następnie łączy ze sprężonym powietrzem. Pianę generuje się z użyciem różnych urządzeń i procesów i wstrzykuje się do mieszalnika, zwykle bezpośrednio. Mieszalnik, który jest zwykle mieszalnikiem o silnym ścinaniu, zapewnia, że piana zostaje całkowicie połączona z zawiesiną gipsu lecz kosztem bardzo silnego obniżenia wydajności piany. Objętość piany wprowadzonej do zawiesiny jest zwykle równa trzykrotnej wartości objętości rzeczywiście włączonej w płytę. Zatem, w klasycznych rozwiązaniach znanych, część dozowanej wody jest wprowadzana do gipsu z pianą. Większa ilość wody w pianie zwiększa gęstość piany i umożliwia bardziej równomierne mieszanie z zawiesiną gipsu, którego gęstość jest większa niż piany. Jednak ta dodatkowa ilość wody zmniejsza końcową wytrzymałość osnowy gipsowej przez niepotrzebne powiększenie przestrzeni między kryształami gipsu, a zatem ukształtowanie struktury słabszej.

W dokumencie US-P-5.575.844 na rzecz Bradshaw opisano mieszalnik wtórny (zainstalowany w tej samej obudowie), do którego wprowadza się pianę, podczas gdy wodę i gips wprowadza się do mieszalnika wstępnego. Pierwszy mieszalnik przeznaczony jest dla wody i gipsu, natomiast drugi, w którym ścianie jest mniejsze służy do wprowadzania piany.

W dokumencie US-P-5.714.032 na rzecz Ainsley opisano mieszalnik dwukomorowy, zawierający pierwszą komorę, o silnym ścinaniu, i komorę drugą, o słabszym ścinaniu, w której odbywa się wprowadzanie piany.

W dokumencie US-P-5.683.635 na rzecz Sucech opisano proces, w którym piana jest wprowadzana do zawiesiny w punkcie, w którym mieszanie jest mniej intensywne, niż podczas tworzenia zawiesiny w pierwszym mieszalniku, dzięki czemu piana jest mniej intensywnie mieszana, niż gdyby była wprowadzana w samym mieszalniku sworzniowym.

Jakkolwiek powyższe dokumenty przedstawiają procesy z małym zużyciem piany, to nadal do piany dodawane są pewne ilości wody, które obniżają końcowe właściwości rdzenia gipsowego.

Ponadto dokumenty te przedstawiają procesy, które dają zwykłą objętość porów, bez kontroli rozmiarów i sposobu rozprowadzenia pęcherzyków.

Znane jest również bezpośrednie wstrzykiwanie powietrza podczas tworzenia zawiesiny cementowej.

PL 209 099 B1

W dokumencie US-P-6.443.258 na rzecz Putt przedstawiono proces wytwarzania płyt dźwiękochłonnych, w którym gips, włókna, woda i środek pieniący są mieszane i równocześnie napowietrzane z zastosowaniem urządzenia mieszającego podobnego do miksera kuchennego Kitchen Aid®, obiegowo-wirującego urządzenia mieszającego. Powietrze otoczenia zostaje uwięzione w zawiesinie, przy czym uwięzienie jest wynikiem połączenia suchej mieszaniny gipsu (i opcjonalnie dodatków) i wodnej mieszaniny wody i środka powierzchniowo czynnego.

W dokumencie DE-A-2.117.000 na rzecz Anton przestawiono mieszalnik do produkcji murarskiej zaprawy do wykańczania ścian. Urządzenie może być stosowane dwiema metodami. W pierwszej, powietrze wtłaczane jest do strumienia odmierzanej wody, przy czym woda została przetłoczona przez ładunek wypełniony środkiem powierzchniowo czynnym. Tym, co jest wprowadzane do mieszalnika zaprawy, jest faktycznie piana (piana pod ciśnieniem). W drugiej metodzie nie wspomina się o środku powierzchniowo czynnym. Powietrze jest wprowadzane w zawiesinę przez porowaty element ze spiekanego szkła, na poziomie ślimakowego elementu mieszającego specjalnego mieszalnika. Typ mieszalnika wykorzystywanego w tym dokumencie nie jest odpowiedni do produkcji płyt lub paneli, ponieważ produkowana zawiesina ma dużą lepkość, tak że przywiera do ściany, co czyni tę zawiesinę zupełnie nie nadającą się do konwencjonalnej produkcji płyt lub paneli. Na koniec, ten typ mieszalnika ma wadę w postaci dużych strat powietrza. Fatalnym niedostatkiem tej konstrukcji jest to, że stanowi pompę o stałej objętości i bez kontroli rozdziału powietrza wchodzącego do pompy. Powoduje to zmiany stosunku wody do gipsu.

W dokumencie US-P-6.376.558 na rzecz Bahner przedstawiono konwencjonalny mieszalnik do gipsu, w którym powietrze jest wprowadzane pod ciśnieniem przez porowate spiekane szkło rozmieszczone w ścianach obrotowego mieszalnika. W tym charakterystycznym mieszalniku, zawiesina powstaje w procesie jednostopniowym, ponieważ wszystkie składniki zawiesiny są wprowadzane do komory mieszania równocześnie. To urządzenie może porywać powietrze niesione do mieszalnika przez gips. Ponadto, warunki rozprowadzania powietrza w zawiesinie będą zmieniać się odpowiednio do składu zawiesiny, prędkości przepływu przez mieszalnik i będą coraz bardziej zmienne w miarę ścierania mieszalnika.

W dokumencie US-P-2.097.088 na rzecz Mills przedstawiono konwencjonalny mieszalnik dla płyt gipsowych, w którym powietrze jest wprowadzane pod ciśnieniem przez otwory rozmieszczone w spodniej części mieszalnika. Jak stwierdzono, ten mieszalnik nadaje się do mieszania gipsu z włóknami. W tym dokumencie nie rozpatruje się obiegu środka pieniącego i stabilności piany, ponieważ nie stosowano w owych czasach środków pieniących. W specjalnym mieszadle wytwarza się zawiesinę w procesie jednostopniowym, ponieważ wszystkie składniki zawiesiny są wprowadzane do komory mieszania równocześnie. Jak w przypadku dokumentu na rzecz Bahnera to urządzenie może porywać niekontrolowane powietrze niesione do mieszalnika przez gips.

W dokumencie US-P-5.250.578 na rzecz Cornwell przedstawiono spienioną kompozycję cementu komórkowego użyteczną przy zapewnianiu dźwiękochłonności. Składniki, między innymi gips, woda, środek pieniący i środek błonotwórczy, kruszywo, opcjonalnie włókna, i powietrze mogą być łączone w zawiesinie, korzystnie przez klasyczne wprowadzanie piany do zawiesiny. Powietrze może być wprowadzane również przez mieszanie mechaniczne.

W dokumencie US-P-1.687.067 na rzecz Hinton przedstawiono ciągły proces do wytwarzania komórkowego materiału cementowego, w którym papka o wysokiej lepkości (zawierająca tak zwany spieniający odczynnik flotacyjny lub olej flotacyjny) jest mieszana w reaktorze, gdzie powietrze wprowadzane jest pęcherzykami od spodu reaktora a spieniana papka cementowa jest wprowadzana znacznie powyżej tarczy, na poziomie w przybliżeniu równym poziomowi przelewu z reaktora. Tak wytwarzane pęcherzyki określane są jako „pęcherzyki drobne, ze względu na stosowanie szybko wirującej perforowanej tarczy lub innego elementu umieszczonego bezpośrednio nad płytą rozprowadzającą powietrze. Powietrze porywane zgodnie z tym sposobem może być źle wmieszane w zawiesinę, zwłaszcza w przypadku cementu szybkowiążącego. Opisany mieszalnik nie jest odpowiedni dla cementów szybkowiążących, ponieważ dopuszcza on długie czasy przebywania spowodowane proporcją długości do średnicy i pionowym ustawieniem. Nie ma wzmianki o produktach, które można wytwarzać z zastosowaniem wspomnianego procesu.

W dokumencie US-P-1.660.402 na rzecz Thompson przedstawiono proces wytwarzania komórkowego materiału cementowego. W pierwszym etapie wytwarzana jest zawiesina (na przykład gipsu z wodą), w mieszalniku wirowym, który nie umożliwia dodawania środka pieniącego do odmierzanej wody. Zawiesina ta jest następnie wprowadzana do komory mieszania z powietrzem, gdzie wytwarza4

PL 209 099 B1 ne są pęcherzyki. Powietrze zostaje wmieszane mechanicznie bez kontroli ilości lub kształtu pustych przestrzeni w zawiesinie. Następnie wprowadza się wodę koloidyzowaną (na przykład saponiną, która jest jedynym środkiem wymienianym w tekście, który mógłby pełnić funkcję środka pieniącego), przy czym ta ciecz będzie działać jako środek pieniący. Zatem ten proces polega na dodaniu spieniacza po wytworzeniu w zawiesinie pęcherzyków powietrza, przy czym wprowadzony spieniacz dodaje pewną ilość wody do pierwotnej jej zawartości, i nie ma kontroli kształtu pęcherzyków w utwardzonej masie. Rozcieńczony środek pieniący jest wprowadzany do drugiego mieszalnika, gdzie ta ilość dodanej wody daje ten sam efekt, co woda dodawana do prefabrykowanej piany w późniejszych projektach.

W dokumencie US-P-5.013.157 na rzecz Mills przedstawiono proces i urządzenie służące do wytwarzania napowietrzonej zawiesiny cementowej. Suche składniki cementowe miesza się w mieszalniku ślimakowym; mieszanina jest odprowadzana do leja wyładowczego, przy czym lej jest połączony również z urządzeniem podającym wodę w jego dolnej części, a jego górna część jest otwarta. Wilgotna zawiesina następnie wchodzi do dalszej pompy ślimakowej, której obrót powoduje ssanie powietrza i w następstwie jego porywanie do wilgotnej zawiesiny (ponieważ znamionowa przepustowość pompy przewyższa tempo podawania wilgotnej zawiesiny do wlotu mieszającego). Powstaje w ten sposób napowietrzona zawiesina.

W dokumencie US-P-5.660.465 na rzecz Mason przedstawiono proces i urządzenie podobne do opisanych w wymienionym powyżej dokumencie US-P-5.013.157. U Masona, woda jest podawana do pierwszej pompy ślimakowej równocześnie z opuszczaniem przez zawiesinę tej pierwszej pompy. Zawiesina następnie, podobnie, jest podawana z rynny do leja, przy czym lej jest dołączony do pompy wyporowej z rozszerzającą się wnęką dla zawiesiny. Przez zmianę prędkości obrotowej można modyfikować proporcję zawiesiny do porywanego powietrza.

W powyższych dokumentach na rzecz Mills i Mason, w każdym przypadku, gdy do porywania powierza używana jest pompa, nie daje to korzystnych wyników, ponieważ wymienione pompy nie są mieszalnikami i nie zapewniają poprawnego wymieszania. Pompy można zaliczyć najwyżej do maszyn zgniatających, które nie mogą wytwarzać pian.

W żadnym z powyższych dokumentów nie opisano iniekcji powietrza, która miałaby postać niezawodnego procesu przemysłowego wykorzystywanego do wytwarzania płyty gipsowej lub panelu.

Występuje zatem potrzeba stosowania dodatkowego urządzenia mieszającego i procesu umożliwiającego kontrolę struktury pęcherzyków, dla produkowania wysokiej jakości zawiesiny spienionej, czyli komórkowej.

Żaden z powyższych dokumentów nie zawiera informacji dotyczącej niniejszego wynalazku ani jego ujawnienia.

Według wynalazku opracowano ciągły proces wytwarzania utwardzonej komórkowej zawiesiny cementowej, w którym suche i płynne składniki zawiesiny wprowadza się odmierzając do mieszalnika wielostopniowego.

Proces według wynalazku charakteryzuje się tym, że obejmuje następujące etapy:

(i) mieszanie materiału cementowego, wody, środka pieniącego, i opcjonalnie dodatków w pierwszym urządzeniu mieszającym, którego prędkość obwodowa wynosi co najmniej 400 m/min, w warunkach mieszania z silnym ścinaniem, do momentu uzyskania płynnej zawiesiny, której opad wynosi co najmniej 100 mm; następnie (ii) wytwarzanie zawiesiny komórkowej poprzez wstrzykiwanie powietrza do zawiesiny z etapu (i) w drugim urządzeniu mieszającym w warunkach mieszania z regulowanym ścinaniem i rozprowadzanie powietrza w zawiesinie; następnie (iii) odlewanie zawiesiny komórkowej z etapu (ii); i na koniec (iv) pozostawienie zawiesiny komórkowej do stwardnienia.

Korzystnie, etap (i) realizuje się w obecności włókien.

Ewentualnie, etap (ii) realizuje się w warunkach mieszania ze słabym ścinaniem.

Etap (i) można realizować w obecności wprowadzanej prefabrykowanej pianki.

W etapie (i) korzystnie otrzymuje się zawiesinę, której opad wynosi co najmniej 150 mm.

Ewentualnie, w etapie (i) otrzymuje się zawiesinę, której opad wynosi od 200 mm do 250 mm.

Również korzystnie otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której objętość porów utworzonych przez puste przestrzenie wodne zawiera się w granicach od 20 do 65% obj. a objętość komórek utworzonych przez wstrzykiwane powietrze zawiera się w granicach od 3 do 50% obj.

W innym wariancie otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której łączna objętość porów zawiera się w granicach od 47 do 95% obj.

PL 209 099 B1

Ewentualnie, otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której łączna objętość porów zawiera się w granicach od 53 do 75% obj.

Korzystnie, otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której stosunek wody do materiału cementowego zawiera się w granicach od 0,25 do 1,1, korzystnie od 0,45 do 0,85.

Według wynalazku można stosować materiał cementowy, którym jest α-półwodzian siarczanu wapnia, β-półwodzian siarczanu wapnia lub ich mieszanina.

Można też stosować cement, który zawiera dodatkowo co najmniej jedno kruszywo i/lub co najmniej jeden wypełniacz.

Proces korzystnie obejmuje wprowadzanie opóźniacza i przyspieszacza wiązania materiału cementowego w etapie (i).

Etap (i) korzystnie obejmuje dodatkowo etap opóźniania wiązania materiału cementowego, natomiast etap (ii) obejmuje dodatkowo etap przyspieszania wiązania materiału cementowego.

Korzystnie, stosuje się materiał cementowy, którym jest gips a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie przed, lub jednocześnie z, etapem (i), konwencjonalnego opóźniacza dla gipsu a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z etapem (ii), przyspieszacza BMA.

Ewentualnie, stosuje się materiał cementowy, którym jest gips a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie przed, lub jednocześnie z, etapem (i), poliakrylanu sodowego, a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z, etapem (ii), siarczanu glinu.

Można stosować materiał cementowy, którym jest gips, a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z, etapem (i), fosfonianu sodowego a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z etapem (ii), siarczanu cynku.

Etap (i) i/lub etap (ii) korzystnie obejmuje dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny żywicy zwiększającej wytrzymałość.

Ewentualnie, stosuje się żywicę zwiększającą wytrzymałość, którą jest kopolimer styrenowo-butadienowy.

Etap (i) i/lub etap (ii) może też obejmować dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny środka stabilizującego pęcherzyki.

Korzystnie, etap (i) i/lub etap (ii) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny rozpuszczalnego w wodzie modyfikatora lepkości.

Etap (i) korzystnie obejmuje dwa podetapy (a) i (b), przy czym podetap (a) obejmuje etap mieszania materiału cementowego, wody i opcjonalnie dodatków, a podetap (b) obejmuje etap wprowadzania środka pieniącego do zawiesiny podetapu (a).

Ewentualnie, podetap (a) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania opóźniacza, natomiast podetap (b) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania przyspieszacza.

W innym wariancie, podetap (a) realizuje się w warunkach mieszania silnego ścinania.

Ewentualnie, podetap (b) realizuje się w warunkach mieszania ze słabym lub regulowanym ścinaniem.

Korzystnie, proces obejmuje, między etapem (i) a etapem (ii), etap rozprowadzania zawiesiny z etapu (i) przed wprowadzaniem powietrza.

W etapie (iii) można utworzyć komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę.

W etapie (iii) korzystnie tworzy się komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę i dodatkowo zmienia się kierunek części zawiesiny otrzymywanej w etapie (i) w postaci strumienia, który jest układany obok komórkowego rdzenia.

W innym wariancie w etapie (iii) tworzy się komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę i dodatkowo zmienia się kierunek części zawiesiny otrzymywanej w etapie (i) w postaci strumienia, który jest układany na komórkowym rdzeniu lub pod nim.

Korzystnie, jako przemieszczaną okładzinę stosuje się papier.

Proces może też obejmować etap zdejmowania okładziny po stwardnieniu materiału cementowego.

Jako przemieszczaną okładzinę można zastosować nietkaną matę, korzystnie matę szklaną.

Etap (ii) korzystnie obejmuje podetap rozprężania powietrza między jego wstrzykiwaniem i rozprowadzaniem.

PL 209 099 B1

Według wynalazku opracowano również urządzenie mieszające do wytwarzania komórkowej zawiesiny cementowej zawierające środki odmierzające do wprowadzania składników zawiesiny oraz mieszalnik wielostopniowy.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszalnik wielostopniowy zawiera:

(i) co najmniej jedno pierwsze urządzenie mieszające zaopatrzone we wlot materiału cementowego oraz wlot wody ze środkiem pieniącym, przy czym pierwsze urządzenie mieszające jest mieszalnikiem o silnym ścinaniu pracującym z prędkością obwodową co najmniej 400 m/min, w warunkach odpowiednich do sporządzania płynnej zawiesiny; i (ii) co najmniej jedno drugie urządzenie mieszające zaopatrzone w środki wstrzykiwania powietrza, przy czym drugie urządzenie mieszające jest mieszalnikiem o słabym ścinaniu.

Korzystnie, urządzenie zawiera co najmniej jedno dodatkowe pierwsze urządzenie mieszające zaopatrzone we wlot płynnej zawiesiny i wlot środka pieniącego.

Ewentualnie, co najmniej jedno pierwsze dodatkowe urządzenie mieszające jest włączone do mieszalnika o silnym ścinaniu według (i).

Korzystnie, co najmniej jedno dodatkowe pierwsze urządzenie mieszające jest włączone w mieszalnik o słabym ścinaniu według (iii).

Pierwszy mieszalnik zawiera korzystnie elementy dozująco-podające, połączone z silnie ścinającym obrotowym elementem mieszającym.

Pierwszy mieszalnik może zawierać tarczę wirującą koncentrycznie lub ekscentrycznie w okrągłej obudowie.

Pierwszy mieszalnik może też zawierać turbinę.

Korzystnie, urządzenie mieszające posiada porowate części spiekane, które stanowią środki do wstrzykiwania powietrza do drugiego mieszalnika.

Urządzenie może być zaopatrzone w jedną lub kilka dysz służących do wstrzykiwania powietrza do drugiego mieszalnika.

Zawiesina i powietrze korzystnie podawane są przez trójnik, przy czym trójnik jest zaopatrzony w jedną lub kilka dysz.

Ewentualnie, drugi mieszalnik o regulowanym ścinaniu zawiera podłużny korpus, elementy do wstrzykiwania powietrza umieszczone w spodniej części podłużnego korpusu, i element mieszający wzdłuż osi podłużnego korpusu.

Element mieszający korzystnie zawiera oś i sztywne lub elastyczne druty rozmieszczone w pewnych odstępach przestrzennych i połączone z osią.

Drugi mieszalnik może zawierać elementy do rozprowadzania zawiesiny dochodzącej z pierwszego mieszalnika o silnym ścinaniu.

Korzystnie, urządzenie mieszające dodatkowo zawiera elementy do rozprowadzania komórkowej zawiesiny dochodzącej z drugiego mieszalnika o słabym ścinaniu, na przemieszczającym się materiale okładzinowym.

Według wynalazku opracowano również urządzenie do wytwarzania utwardzonego komórkowego korpusu cementowego z komórkowej zawiesiny cementowej rozprowadzanej na materiale okładzinowym, zawierającego środki odmierzające do zasilania składnikami zawiesiny oraz mieszalnik wielostopniowy, jak również środki do odlewania zawiesiny komórkowej i środki do przemieszczania materiału okładzinowego.

Urządzenie według tej odmiany wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszalnik wielostopniowy zawiera:

(i) co najmniej jedno pierwsze urządzenie mieszające zaopatrzone we wlot materiału cementowego oraz wlot wody ze środkiem pieniącym, przy czym pierwsze urządzenie mieszające jest mieszalnikiem o silnym ścinaniu pracującym z prędkością obwodową co najmniej 400 m/min, w warunkach odpowiednich do sporządzania płynnej zawiesiny; i (ii) co najmniej jedno drugie urządzenie mieszające zaopatrzone w środki wstrzykiwania powietrza, przy czym drugie urządzenie mieszające jest mieszalnikiem o słabym ścinaniu i jest zdolne do rozprowadzania powietrza w zawiesinie.

Korzyści wynikające z wynalazku polegają na zastosowaniu dwóch etapów mieszania, które realizowane są oddzielnie: w pierwszym odbywa się mieszanie materiału cementowego, wody i spieniacza. Drugi etap mieszania czyli miksowania, jest realizowany dla włączenia powietrza. Ważne jest, że te etapy mieszania są wykonywane w różnych warunkach, przy czym pierwszy odbywa się w warunkach silnego ścinania w celu utworzenia jednorodnej zawiesiny, natomiast drugi odbywa się

PL 209 099 B1 z regulacją ścinania i drogi przepływu w celu utworzenia pożądanej struktury piankowej. Kontrolowane warunki ścinania są to takie warunki, które odpowiedni specjalista może dobierać zależnie od zawiesiny, prędkości wstrzykiwania powietrza i końcowej pożądanej struktury komórkowej, czyli z pustymi przestrzeniami. Na przykład, zależnie od opadu zawiesiny, warunki regulowanego ścinania będą zmieniały się w stronę słabszego ścinania albo w stronę silniejszego ścinania (lecz nadal znacznie słabszego od warunków silnego ścinania w pierwszym mieszalniku), zależnie od tego czy pożądane jest otrzymywanie pęcherzyków nieco większych czy nieco drobniejszych. Wpływ będzie miał również typ drugiego mieszalnika, podobnie jak typ spieniacza, dodatków itp. Specjalista będzie wiedział, jak określić i zastosować warunki regulowanego ścinania, aby otrzymać pożądaną strukturę porowatą.

Podstawą korzystnej odmiany wykonania jest wykorzystanie zawiesiny jako cieczy służącej do wytwarzania zawiesiny spienionej. Spienianie odbywa się wówczas w zasadzie bez dodatku wody, która koniecznie musi przedostawać się z prefabrykowaną pianką, ponieważ w drugim etapie wprowadza się tylko powietrze. Nie wyklucza to opcjonalnego wprowadzania ciekłych dodatków, których zawartość, korzystnie, nie powinna przekraczać dwóch procent wagowo w całej zawiesinie. Nie wyklucza to również stosowania w pierwszym etapie prefabrykowanej piany. Nie wyłącza to również etapowego wprowadzania składników, przy czym gips, woda i opcjonalnie dodatki wprowadzane być mogą w pierwszym mieszalniku, natomiast środek spieniający może być wprowadzany przy wyjściu z pierwszego mieszalnika, przed podaniem do drugiego mieszalnika dokonującego mieszania z powietrzem.

Przy stosowaniu tej korzystnej odmiany wykonania możliwe jest oddziaływanie na rozmiary i rozkład pęcherzyków piany przez warunki mieszania i drogę przepływu. Wynikiem jest otrzymanie spienionego korpusu, który można optymalizować otrzymując korpus albo mocniejszy albo lżejszy, albo stosując mniej środka spieniającego i mniej wody, niż w znanym procesie przy otrzymywaniu płyt o normalnej masie.

Proces według wynalazku umożliwia w pierwszym etapie optymalizację zawiesiny cementowej o wysokiej jakości, i spienionej zawiesiny o kontrolowanych (nawet bimodalnie) rozmiarach pęcherzyków i rozkładzie. Rozkład bimodalny można tworzyć przez rozdzielanie strumienia wychodzącego z mieszalnika gipsu na dwa różne miksery powietrzne. Możliwe jest delikatne ponowne łączenie różnych strumieni i otrzymywanie należytego rozkładu bimodalnego.

Korzystne jest, jeżeli mieszalniki o silnym ścinaniu mają stosunkowo małą przestrzeń wewnętrzną, co wiąże się z małym czasem przebywania w nich, a silne ścinanie zapobiega zapychaniu się mieszalnika. Mieszalnik gipsu, o regulowanym ścinaniu powinien również, korzystnie, spełniać pewne kryteria w celu zapobieżenia zatorom i osadom w mieszalniku. Jedną z korzystnych właściwości jest konstrukcja przestrzeni wewnętrznej nie powodująca recyrkulacji zawiesiny przed jej wyprowadzeniem na zewnątrz. Można stosować również inne znane rozwiązania (utrzymywanie otwartego wlotu przy przemieszczaniu się materiału do wlotu; specjalne wyłożenia i/lub elastyczne ścianki; ogrzewanie części, gdzie występują granice faz, itp.). Korzystne jest, jeżeli drugi mieszalnik zapewnia stosunkowo mały rozrzut czasu przebywania.

Innym elementem niniejszej odmiany wykonania jest kontrola powietrza wprowadzanego do zawiesiny przez utworzenie w zawiesinie, włączonych w tę zawiesinę „sieciowych przestrzeni powietrznych, ponieważ wtedy cała ilość powietrza wprowadzanego do zawiesiny w drugim mieszalniku zostanie włączona w końcowy wyrób cementowy.

Proces według wynalazku zapewnia również otrzymywanie płyt gipsowych i paneli o ulepszonych właściwościach.

Wynalazek opisano w odniesieniu do załączonych rysunków.

- fig. 1 stanowi schematyczne przedstawienie wynalazku;

- fig. 2 przedstawia pierwszą odmianę wykonania mieszalnika o silnym ścinaniu według wynalazku;

- fig. 3 przedstawia drugą odmianę wykonania mieszalnika o silnym ścinaniu według wynalazku;

- fig. 4, 4a i 4b przedstawiają odmianę wykonania mieszalnika o regulowanym ścinaniu według wynalazku;

- fig. 5 przedstawia drugą odmianę wykonania mieszalnika o regulowanym ścinaniu według wynalazku;

- fig. 6 i 6a przedstawiają trzecią odmianę wykonania mieszalnika o regulowanym ścinaniu według wynalazku

PL 209 099 B1

- fig. 7 przedstawia czwartą odmianę wykonania mieszalnika o regulowanym ścinaniu według wynalazku;

- fig. 8 przedstawia czwartą odmianę wykonania mieszalnika o regulowanym ścinaniu według wynalazku.

Wynalazek przedstawiono bardziej szczegółowo poniżej, przy czym odmiany wykonania opisano w sposób nie mający na celu ograniczenia praktycznego stosowania wynalazku.

Zgodnie z fig. 1, w opisywanym przykładzie realizacji zastosowano środek 1 odmierzania składników suchych i środek 2 do odmierzania składników ciekłych, mieszalnik wielostopniowy 3 i urządzenie formujące 4, przy czym urządzenie formujące jest urządzeniem klasycznym. Mieszalnik wielostopniowy 3 zawiera mieszalnik wstępny 5, korzystnie mieszalnik o silnym ścinaniu, i mieszalnik wtórny 6, korzystnie o regulowanym ścinaniu.

Środek pieniący jest odmierzany w pierwszym mieszalniku razem z pozostałymi różnymi składnikami (suchymi lub ciekłymi). W mieszalniku wtórnym 6 umieszczony jest środek 7 odmierzający powietrze. Ten środek 7 odmierzający powietrze dostarcza żądanej ilości powietrza potrzebnego do wytwarzania zawiesiny komórkowej. Zawiesina komórkowa jest następnie dostarczana do klasycznego urządzenia formującego 4, opcjonalnie przez urządzenie rozprowadzające 6a.

Fig. 2 stanowi uproszczone przedstawienie jednej z odmian wykonania pierwszego, wstępnego mieszalnika stosowanego według wynalazku. Podobny mieszalnik przedstawiono w dokumencie DE-A-3.138.808, który włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie. Mieszalnik 5 zawiera środki 8 do odmierzania materiałów suchych i ciekłych zasilające jedno urządzenie. W tym urządzeniu wykorzystuje się przelewanie się cieczy do leja 12. Materiały suche (materiał cementowy i dodatki suche, jeżeli są stosowane) są odmierzane i łączone w urządzeniu podającym, które wyprowadza je do leja 12. Ciekłe dodatki są dozowane do fazy ciekłej za pośrednictwem rury 13a. Rura wchodzi stycznie do naczynia 13 nie przeszkadzając w wirowaniu cieczy, która następnie przelewa się równomiernie przez obrzeże leja 12. W leju 12 umieszczony jest zgarniacz 9. Zgarniacz 9 i otwarty przenośnik ślimakowy 10 są napędzane przez silnik, zapewniający, że na ścianach nie zbiera się przywierający suchy materiał. Rura 15 zasila następnie obrotowy mieszalnik o silnym ścinaniu. Możliwe jest stosowanie dowolnego znanego typu mieszalnika o silnym ścinaniu. Za przykład może posłużyć mieszalnik sworzniowy, mieszalnik typu gorator®, mieszalnik z wirnikiem/stojanera i mieszalnik tarczowy.

Korzystnym rodzajem mieszalnika jest mieszalnik z ustawioną ukośnie tarczą. Ukośne ustawienie przy wypływie 19 znajdującym się w najwyższym punkcie eliminuje zabieranie otaczającego powietrza wraz z zawiesiną. Rura 15 jest połączona z mieszalnikiem przez wlot 16. Napędzana silnikiem tarcza 17 wiruje z dużą prędkością w obudowie 18. Tarcza jest osadzona w osłonie mimośrodowo dotykając ściany przy odpływie, dla uniknięcia przedostawania się podawanego materiału „na skróty do odpływu, bez przejścia przez mieszalnik, lub ewentualnego jego pozostawania w mieszalniku. Zawiesina cementowa opuszcza następnie mieszalnik przez odpływ 19. Kontrolę można osiągnąć przez oddziaływanie na prędkość przepływu cieczy w rurze 13a i/lub prędkości przepływu materiału cemen₃ towego przez ślimaki 10 i 11. Wymiarem typowym dla prędkości przepływu 20 m³/h jest średnica tarczy około 80 cm.

Fig. 3 stanowi schematyczne przedstawienie wariantu odmiany wykonania z fig. 2. Na fig. 3 widoczny jest lej 12, odbieralnik 13 z przyłączoną rurą 13a, ślimak zasilający 10 i rura 15. W tej odmianie wykonania, element zgarniająco-ślimakowy 9 jest osadzony obrotowo w leju 12. Siła napędowa jest przekazywana na element 9 przez silnik (M1). Wewnątrz zgarniacza 9 i ślimaka 10 obraca się dodatkowa oś 20, przy czym oś 20 jest napędzana dodatkowym silnikiem M2. Oś 20 sięga dalej w kierunku przepływu, niż ślimak 10. Oś 20 jest zaopatrzona u dołu w turbinę 21. Turbina może być dowolną znaną turbiną, na przykład turbiną wirnikową, wysokoobrotową tarczą z nacięciami itp. Wspomniana turbina 21 wiruje z dużą prędkością, zapewniając silne ścinanie w ośrodku. Zawiesina cementowa jest następnie odprowadzana rurą 22, która opcjonalnie może być zaopatrzona w zawór 23 kontroli przepływu. Możliwe jest również stosowanie czujnika 24 do wykrywania poziomu mieszaniny w przestrzeni 14 lub w dowolnym innym miejscu na długości rury 15 (wspomniany czujnik może również stosowany w odmianie wykonania z fig. 2). Taki czujnik zapewnia lepszą kontrolę, przy czym czujnik 24 może sterować zaworem 23 i/lub prędkością przepływu cieczy w rurze 13a i/lub za pomocą ślimaków 10 i 11 prędkością przepływu materiału cementowego. Typowe wymiary to średnica około 20 cm i długość strefy mieszania równa jednej lub dwom średnicom.

Zawiesina cementowa opuszczająca mieszalniki o silnym ścinaniu, takie jak w odmianach wykonania z fig. 2 i 3, choć nie wyłącznie takie, jest następnie przesyłana do mieszalnika o regulowanym

PL 209 099 B1 ścinaniu, w którym zawiesina cementowa jest mieszana z powietrzem w celu otrzymanie komórkowej zawiesiny cementowej. Do zastosowania w tym celu nadaje się wiele mieszalników.

Jeden z mieszalników może zawierać porowatą spiekaną płytę wykonaną ze szkła, metalu, tworzywa syntetycznego lub ceramiki. Taka spiekana porowata płyta może mieć rozmiary porów rzędu dziesięciu mikrometrów, przy grubości około kilku milimetrów. Odpowiednie to tego są urządzenia do iniekcji powietrza, takie jak ujawnione w dokumentach DE-A-2.117.000 i US-P-6.376.558. W szczególności odpowiednie do tego jest mieszadło w obudowie, której ściana zawiera spiekane porowate szkło. Odpowiednich do tego jest wiele mieszadeł (ślimak, mieszadło drutowe itp.). W rozwiązaniu alternatywnym powietrze może być wstrzykiwane z zastosowaniem zanurzonej rury lub dowolnego innego urządzenie do iniekcji powietrza. Powietrze może być również wprowadzane przez mnóstwo otworów, lub chociaż przez sita, lub korzystnie przez dysze wtryskujące powietrze.

Fig. 4 przedstawia pierwszy przykład mieszalnika wtórnego. Składa się on przede wszystkim z poziomej rury 30 z obrotowym wałem 31 mieszadła biegnącym wzdłuż jego osi podłużnej, Mieszadło jest napędzane za pomocą regulowanego napędu 32. Kierunek podawania zawiesiny pierwotnej nie jest elementem zasadniczym. Jednakowoż w korzystnej odmianie wykonania odbywa się ono stycznie od góry poziomej rury. Możliwe jest inne umiejscowienie otworu 33 dozownika, w celu dostosowania przeciętnego czasu przebywania zawiesiny w mieszalniku wtórnym. W tym samym celu tarczą separującą 34 można modyfikować aktywną objętość rury zgodnie z wymogami zawiesiny. Mieszadło może być „typu klatkowego 30a, jak pokazane na fig. 4a. Jak to pokazano na fig. 4b, mieszadło może zawierać inne środki mieszania mechanicznego, na przykład rozpięte druty 30b i/lub sprężyny śrubowe 30c. Napowietrzona zawiesina opuszcza mieszalnik przez odpływ 35 przeciwległy do końca odbiorczego. Korzystne jest, jeżeli odpływ 35 jest skierowany ku górze dla utrzymywania mieszalnika w stanie zapełnienia. Powietrze może być wstrzykiwane za pomocą spiekanych bloków 36 rozmieszczonych wzdłuż spodniej strony rury. Powietrze jest pod ciśnieniem, i jest odmierzane za pomocą zaworów i mierników 38 przepływu. W jednym z wariantów wykonania, nie przedstawionym, stosuje się osłonę ukształtowaną stożkowo, z większą średnicą przy końcu odpływowym. W tym przypadku strona spodnia osłony może być pozioma, tak że oś mieszadła jest skierowane w górze w stronę odpływu.

Fig. 5 przedstawia inny typ mieszalnika wtórnego. W jego skład wchodzi przede wszystkim pionowe cylindryczne naczynie mieszające 40, dno z doprowadzeniem zawiesiny, które może być centralne, jak to pokazano odnośnikiem 41, lub boczne, oraz elementy spiekane 42 do iniekcji powietrza. Spieniony produkt jest wytwarzany przez mieszadło z (opcjonalnie) regulowanym napędem 44 i mechanicznymi elementami mieszającymi 45. Przepływ powietrza jest regulowany przez zawór 48 i miernik przepływu 47. Odpływ znajduje się na części górnej, przy czym zawiesina odpływa przelewając się. Doprowadzenie 49 dla dozowanych ciekłych dodatków jest opcjonalne.

Mieszalnik wtórny przedstawiony na fig. 6 jest również mieszalnikiem pionowym. Powietrze jest wprowadzane za pomocą jednej lub kilku dysz 50, które mogą być zainstalowane odpowiednio dla wstrzykiwania powietrza stycznie do obwodu mieszalnika. Podawanie zawiesiny pierwotnej 51 odbywa się stycznie względem dolnego końca naczynia mieszającego. Podawanie zawiesiny i powietrza odbywa się współbieżnie w dyszy Venturiego wytwarzającej mieszankę wstępną. Odpływ 52 znajduje się w części górnej, jak na figurze poprzedniej. Mieszadło 53 jest wyposażone w bardzo dużą liczbę, korzystnie elastycznych, drutów 54 wykonanych z metalu lub tworzywa sztucznego. Doprowadzenie 55 dla dozowanych dodatków ciekłych jest opcjonalne. Fig. 6a stanowi widok od góry tej odmiany wykonania.

W jednym z wariantów wykonania mieszalników 5 i 6, nie przedstawionym w niniejszym dokumencie, naczynie mieszalnika jest na górnym końcu zamknięte, lecz z pozostawieniem pewnej wolnej przestrzeni nad odpływem. Na górnej stronie pokrywy znajduje się czujnik poziomu odczytujący poziom mieszaniny oraz rura zaopatrzona w manometr, zawór regulacji ciśnienia i miernik przepływu. Zawór regulacji ciśnienia jest prowadzony przez czujnik poziomu tak, aby utrzymywał się stały poziom zawiesiny względem odpływu. Manometr pozwala na monitorowanie, czy w układzie odpływowym/rozprowadzającym nie powstał opór. Miernik przepływu współpracując z miernikiem przepływu 47 umożliwia monitorowanie frakcji powietrza uwięzionego. Mógłby również umożliwiać odpływ z przelewaniem i pokonywaniem oporu, na przykład, urządzenia rozprowadzającego.

Fig. 7 przedstawia odmianę wykonania wynalazku, w której połączony jest etap wstrzykiwania powietrza i rozprowadzania spienionej zawiesiny na materiale okładzinowym. Zawiesina cementowa jest wyprowadzana z mieszalnika o silnym ścinaniu przez rurę odpływową 60 (która może być połą10

PL 209 099 B1 czona z urządzeniami przedstawionymi w odmianach wykonania na fig. 2 i 3 lub dowolnym innym mieszalnikiem wstępnym tego rodzaju). Ze stanu techniki wiadomo, że nie spieniona zawiesina cementowa będzie rozpływać się w stanie nie zmienionym, podczas gdy zawiesina spieniona, może się rozdzielać, kiedy znajdują się w niej duże pęcherzyki lub może łączyć się na całym obszarze rozlewania. Tak więc, w niniejszej odmianie wykonania, zawiesina cementowa rozprzestrzenia się na płycie 61. Zawiesina cementowa następnie spływa z płyty 61 do mieszalnika poziomego 62 w pewnym stopniu podobnego co do zasady działania do mieszalnika przedstawionego na fig. 4, lecz działającego z przepływem poprzecznym a nie osiowym. Mieszalnik 62, który działa jako urządzenie do rozdrabniania i do iniekcji powietrza, zaopatrzony jest w prostokątny pojemnik z pionowymi ścianami, tylną 63 i przednią 67, oraz półokrągłym dnem. Dół części zaokrąglonej, oznaczony odnośnikiem 64 zawiera porowate elementy spiekane 65, które mogą rozpościerać się na około 10 do 50% obwodu. Powietrze jest wstrzykiwane przez te elementy spiekane do zawiesiny cementowej tworząc zawiesinę komórkową. Wirujące mieszadło 66 umieszczone w części zaokrąglonej, ma zapewnić mieszanie powietrza z zawiesiną. Mieszalnik jest, korzystnie choć niekoniecznie, typu przedstawionego na fig. 4a lub 4b. Wspomniana napowietrzona zawiesina przy odprowadzaniu całą szerokością urządzenia nie wymaga ponownego rozprowadzania na szerokości materiału okładzinowego. Zatem, w odróżnieniu od rozwiązań znanych, w których spieniona zawiesina jest wylewana w poszczególnych miejscach, można uniknąć występowania gradientu rozmiaru pęcherzyków przy ciągłym i spójnym wypływie napowietrzonej zawiesiny na okładzinę. Napowietrzona zawiesina opuszcza mieszalnik przepływając ponad ścianką 67 i styka się z materiałem okładzinowym 68. Korzystne jest, jeżeli ścianka rozdzielająca 69 jest umieszczona w zasadzie w centralnej części mieszalnika i blisko mieszadła, dla zapewnienia w razie potrzeby oczyszczania tego mieszadła i zapewnienia, że na materiał okładzinowy nakładany jest tylko materiał napowietrzony. Mieszalnik obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara działając jak pompa przemieszczając napowietrzoną zawiesinę do okładzi₃ ny. Typowe wymiary w przypadku prędkości przepływu 20 m³/h zawiesiny pierwotnej to średnica części zaokrąglonej wynosząca około 250 mm i jej szerokość wynosząca około 1200 mm.

Fig. 8 przedstawia dodatkowy wariant wykonania drugiego mieszalnika według wynalazku stosowanego w opracowaniach skali laboratoryjnej. Zawiera on bęben 70, z trójnikiem 71 pod dnem, do odbierania zawiesiny (która może być produkowana zgodnie z dowolnym procesem o silnym ścinaniu) przez rurę 72 i powietrza przez rurę 73. Powietrze i zawiesina mieszają się w pewnym stopniu w trójniku, a następnie mieszanina wchodzi do bębna 70. Bęben 70 jest zaopatrzony w wał obrotowy z łopatkami 74a, 74b itd., mieszadła na przykład po 8 łopatek na stopień, przy czym wał może zawierać na przykład 4 stopnie, a dolny stopień znajduje się blisko doprowadzenia do bębna 70. Bęben 70 może mieć nachylony górny odpływ 75. Na przykład bęben może mieć średnicę wewnętrzną około 90 mm, z łopatkami o promieniu około 40 mm i o grubości 1 mm. Bęben może mieć około 210 mm wysokości licząc do najniższej okolicy nachylonej odpływowej części 75, a łopatki są rozmieszczone wzdłuż wału w odstępach po około 60 mm. Wejście z trójnika wewnątrz bębna ma średnice około 15 mm.

W niektórych odmianach wykonania wynalazku korzystne jest zastosowanie dyszy do wstrzykiwania powietrza. Rozprężanie się powietrza w zawiesinie po iniekcji, zwłaszcza przez dyszę, jest w pewnych aspektach korzystne dla rozkładu powietrza. Ponadto, dysza upraszcza konstrukcję i może być mniej podatna na zatykanie się zestalonym gipsem i bardziej niewrażliwa na stosowanie włókien jeżeli są stosowane i kiedy są stosowane.

Mieszalnik o silnym ścinaniu stosowany według wynalazku jest typowo mieszalnikiem, w którym prędkość obwodowa wynosi zwykle co najmniej 400 m/min, korzystnie od 500 do 700 m/min, a przeciętny czas przebywania w celu utworzenia zawiesiny jednorodnej i bez bryłek wynosi od 1 do 10 s.

Mieszalnik wtórny zwykle charakteryzuje się zdolnością do odpowiedniego rozprowadzania powietrza w zawiesinie (tego mieszalnika bądź mieszarki nie można scharakteryzować wyłącznie ścinaniem lub prędkością). Warunki operacyjne zależą od zasadniczej budowy mieszarki, środków do wprowadzania powietrza, lepkości zawiesiny, przeciętnego czasu przebywania i pożądanego rozkładu rozmiarów pęcherzyków. Specjalista potrafi dostosować wymiary i prędkości obrotowe za pomocą rutynowych testów, tak aby ostateczne warunki operacyjne zapewniały dobre wmieszanie pęcherzyków w zawiesinę. Jeżeli powietrze jest już wprowadzone w postaci drobno podzielonych pęcherzyków, to zwykle do ujednorodnienia wystarcza delikatne przemieszanie. W przypadku, kiedy powietrze wprowadzane jest w postaci większych pęcherzyków lub w postaci strumienia ciągłego, mieszarka powinna być w stanie rozdrobnić i zmniejszyć rozmiar pęcherzyków odpowiednio do wyPL 209 099 B1 magań. W mieszalniku z rurą poziomą typu przedstawionego na fig. 4 lub mieszalniku pionowym, jak na fig. 5 i 6, z mieszadłem typu miotełkowego, tryb pracy może być opisywany prędkością drutów oraz iloczynem liczby drutów i średniego czasu przebywania. Te wartości są wtedy wyznaczane po okresowej próbie.

Przedmiotem wynalazku jest również proces wytwarzania płyt ściennych z warstwami i/lub krawędziami o gęstości większej, niż rdzeń. Znane jest otrzymywanie twardych krawędzi przez nakładanie specjalnych strumieni zawiesiny gipsowej podczas odlewania zawiesiny na przemieszczającej się taśmie. W niektórych odmianach wykonania wynalazku w charakterze strumienia na twarde krawędzie wykorzystywana jest część zawiesiny wytwarzanej przez mieszalnik o silnym ścinaniu, która jest oddzielana bez spieniania lub jest spieniana w stosunkowo niewielkim stopniu i jest kierowana w innym kierunku. Podobnie, część zawiesiny wytwarzanej w mieszalniku o silnym ścinaniu może służyć do wytwarzania warstw o dużej gęstości, znajdujących się między spienionym rdzeniem a okładziną. W tym względzie można odesłać do patentów USA 5.085.929 i 5.116.671 na rzecz Bruce, które włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie. W zakresie wynalazku mieści się również użycie niewielkiej ilości prefabrykowanej pianki w pierwszym mieszalniku, na przykład dla otrzymania krawędzi o danej gęstości (na przykład, gdyby zawiesina nie spieniona dawała w wyniku krawędź zbyt twardą). Ilość wprowadzanej prefabrykowanej pianki będzie zależeć od pożądanych właściwości końcowych.

Duże rozproszenie pęcherzyków można uzyskać również przez stosowanie kilku wprowadzających powietrze mieszalników, z których każdy formuje rozkład częściowy. Te rozkłady następnie są na powrót łączone tworząc pożądany rozkład.

Powstała komórkowa zawiesina cementowa zawiera pęcherzyki o różnych rozmiarach. Niniejsza odmiana wykonania wynalazku umożliwia kompromisowe dobranie rozmiarów pęcherzyków i ich tendencji do rozdzielania się w gęstej zawiesinie. Może się okazać możliwe otrzymanie w mieszalniku wtórnym dwu-modalnego rozkładu rozmiarów pęcherzyków. Bierze się pod uwagę, chociaż bez preferencji, iniekcję niewielkiej objętości pianki do pierwszego mieszalnika o silnym ścinaniu w celu utworzenia zawiesiny o masie zmniejszonej przez bardzo małe pęcherzyki powietrza. W takim przypadku wstrzykiwanie powietrza w drugim mieszalniku może być skonfigurowane odpowiednio do tworzenia pęcherzyków większych, a zatem do otrzymywania rozkładu dwu-modalnego o pożądanych proporcjach.

Materiałem cementowym może być dowolny materiał, który twardnieje w połączeniu z wodą. Korzystne jest, jeżeli materiałem cementowym jest gips, to znaczy uwalnialny siarczan wapnia (anhydryt albo semihydrat α lub β). Może to być również dowolne znane spoiwo hydrauliczne. Materiał cementowy zwykle jest drobnoziarnistym proszkiem o przeciętnym rozmiarze ziarna w zakresie od 5 do 100 μm. Konkretne odmiany wykonania wynalazku są w szczególności zaprojektowane dla cementu szybkowiążącego o czasie wiązania poniżej 30 min, korzystnie poniżej 20 min, a korzystniej poniżej 10 min.

Materiał może również zawierać kruszywa i/lub wypełniacze. Kruszywa stanowią cząstki obojętne o przeciętnym rozmiarze znacznie większym, niż cement. Wypełniacze stanowią obojętne proszki o przeciętnym rozmiarze znacznie mniejszym, niż cement. Przykładami wypełniaczy są krzemionka koloidalna, popiół lotny, żużel wielkopiecowy, krzemionka amorficzna i drobny wapień. Przykładami możliwych kruszyw są lekki wermikulit, perlit, mikrokulki i łupki ekspandowane, natomiast kruszywami ciężkimi mogłaby być krzemionka lub piasek wapienny.

Stosowanym środkiem pieniącym może być, choć nie wyłącznie, jeden ze środków stosowanych w znanej technologii płyt gipsowych, na przykład siarczan eteru alkilowego, siarczan alkilowy. Przykłady można znaleźć w następujących publikacjach, które włącza się przez przywołania: US-P-4676835, US-P-5158612, US-P-5240639, US-P-5085929, US-P-5643510, WO-A-9516515, WO-A-9723337, WO-A-0270427 i WO-A0224595. Ilość stosowanej pianki jest klasyczna i może wynosić 0,01 do 1 g/l zawiesiny (wyrażona w ilości materiału aktywnego w stosunku do stałej zawartości zawiesiny).

W jednej z odmian wykonania, zawiesina i otrzymany utwardzony materiał cementowy zawiera włókna. Ilość włókien wynosi typowo objętościowo od 0,05 do 5% w odniesieniu do objętości zawiesiny wstępnej. Mają one długość typowo od 3 do 20 mm i średnicę typowo od 10 do 20 μm. Odpowiednie do tego są włókna szklane lub włókna syntetyczne o dużej wartości modułu. W innych odmianach wykonania wynalazek jest realizowany przy niestosowaniu włókien. Niestosowanie włókien oznacza, że ich ilość wynosi poniżej 0,01% wagowo, korzystnie poniżej 0,001% (tylko nie zamierzone zanie12

PL 209 099 B1 czyszczenia) i typowo nie powinno występować żadne włókno. Włókno jest dowolnym włóknem typowo wykorzystywanym w rozwiązaniach znanych. Odniesienie można znaleźć w US-P-6.443.258, który włącza się do niniejszego dokumentu przez przywołanie. „Niewystępowanie włókien nie wyklucza występowania materiału celulozowego, zwłaszcza pochodzącego z materiału regenerowanego, typowo stosowanego w tym zakresie.

Otrzymany materiał cementowy może mieć objętość pustej przestrzeni zmieniającą się w szerokich granicach. Objętość pustych przestrzeni utwardzonego materiału cementowego obejmuje dwie klasy: puste przestrzenie pozostawione przez odparowaną wodę i pęcherzyki utworzone przez powietrze. Ogólnie, objętość wodnych pustych przestrzeni zależy tylko od stosunku woda/gips, podczas gdy objętość pęcherzyków może być regulowana procesem napowietrzania. W przypadku gipsu objętość wodnych pustych przestrzeni zmienia się od około 40 do około 65% objętościowych, czyli współczynnik W/G, odpowiednio, od 0,45 do 1,05. Objętość pęcherzyków powietrza dla danego współczynnika W/G, na przykład 0,65 sięga od około 25% obj. do około 83% obj. dla gęstości, odpo33 wiednio, od 900 do 200 kg/m³. Tak więc na przykład, dla danej gęstości wynoszącej 400 kg/m³ i współczynnika W/G wynoszącego 0,65 stwierdzono pustą objętość wodną wynoszącą około 17% obj. i objętość pęcherzyków około 65,5% objętościowych, z otrzymaniem ogólnej objętości porów około 83% obj. Zatem ogólna objętość w % obj. w utwardzonej kompozycji może zmieniać się w szerokich granicach; może sięgać od 47 do 95% obj. w jednej z odmian wykonania, podczas gdy w innej odmianie wymagania zawiera się w zakresie od 53 do 75% obj.

Materiały okładzinowe są materiałami, które są w rozwiązaniach znanych stosowane w sposób konwencjonalny. W jednej z odmian wykonania okładziną jest papier. W innej odmianie wykonania materiałem okładzinowym jest nietkana mata, korzystnie mata szklana lub mata formowana z innych włókien (na przykład włókien syntetycznych lub mieszaniny włókien celulozowych i włókien syntetycznych). W grę wchodzi również stosowanie okładzin kompozytowych z dwóch lub więcej warstw o różnym składzie i ukierunkowaniu włókien. Zawiesina cementowa może wnikać w okładzinę częściowo, całkowicie lub okładzina nawet może być osadzona w rdzeniu cementowym.

Otrzymana płyta może być płytą o dużej gęstości lub płytą lekką, o gęstości rdzenia od 200 do 1100 kg/m³.

Zrozumiałe jest, że w niniejszym procesie możliwe jest stosowanie wszelkich klasycznych dodatków stosowanych w rozwiązaniach znanych. Dodatki wpływają na zachowanie się zawiesiny, jak między innymi opóźniacze/przyspieszacze, i takie, które wpływają na zachowanie się produktu gotowego, między innymi substancje hydrofobowe i biocydy. Asortyment dodatków jest bardzo szeroki, co jest dla specjalisty oczywiste.

Możliwe jest wprowadzanie znanych żywic, dla poprawy własności mechanicznych i/lub estetycznych. Przykłady żywic korzystnych pojedynczo lub w połączeniach obejmują żywice: poliakrylową, polistyrenową, PCW, poliolefinową, poliuratanową, celulozową, poliolową, poliamidową, poliestrową, polieterową, polifenolową, polisulfidową, polisulfonową, silikonową, fluoropolimerową. Te typy żywic mogą być łączone w kopolimery lub inne połączenia, na przykład kopolimery styrenowo-butadienowe.

Przykłady par opóźniacz/przyspieszacz obejmują konwencjonalny opóźniacz do gipsu/BMA, poliakrylan sodowy/siarczan glinu i fosfonian sodowy/siarczan cynku.

Możliwe jest stosowanie również środka stabilizacji pęcherzyków.

Może być stosowany również rozpuszczalny w wodzie modyfikator lepkości. Przykłady obejmują polimery (celulozowy, alkoholu wielowodorotlenowego, poliuretanowy, poliestrowy, polieterowy, poliakrylowy, i ich kopolimery), glinę (modyfikowaną/neutralną), krzemionkę koloidalną, dodatki zmodyfikowane hydrofobowo lub zmodyfikowane powierzchniowo.

W konwencjonalnej produkcji płyt gipsowych zawiesina wychodząca z mieszalnika ma tendencję do większej w porównaniu z nieciągłymi próbkami laboratoryjnymi o tym samym stosunku woda/gips. Zjawisko to związane jest z wymuszonym przyspieszeniem wiązania i faktem, że konwencjonalny mieszalnik do ciągłej produkcji płyt gipsowych może zatrzymywać części zawiesiny w czasie znacznie dłuższym od przeciętnego czasu przebywania. W związku z tym w rozwiązaniach znanych znane jest łączenie opóźniaczy i przyspieszaczy w celu przesunięcia początku pierwszego tężenia możliwie blisko do momentu formowania.

Dwuetapowy proces mieszania według odmian wykonania umożliwia wzmocnienie pożądanego efektu przez rozdzielenie czasu i miejsca wprowadzania tych dwóch dodatków, przy czym opóźniacz może być wprowadzany w pierwszym etapie a przyspieszacz w drugim etapie.

PL 209 099 B1

Poza tym stwierdzono, że korzystne dla procesu jest wprowadzenie do pierwszego mieszalnika produktu blokującego bardziej lub mniej kompletnie rehydratację w połączeniu z wprowadzaniem do drugiego mieszalnika produktu, który neutralizuje środek blokujący. Taką parę modyfikatorów stanowi poliakrylan sodowy (na przykład o masie cząsteczkowej wynoszącej około 2000) jako środek blokujący i sól glinu jak na przykład siarczan glinu jako neutralizator. Dla celów niniejszego opisu ten środek blokujący/odblokowujący (neutralizator) jest uważany za opóźniacz/przyspieszacz. Przyspieszacz jest typowo wprowadzany dopiero w dopływie drugiego mieszalnika.

Jedna z odmian wykonania obejmuje etapy pierwszego sporządzania zawiesiny gipsu i wody (opcjonalnie z dodatkami), lecz bez środka pieniącego. Spieniacz wprowadzany jest w tym przypadku po sporządzeniu zawiesiny; typowo spieniacz mógłby być wstrzykiwany dopiero w dopływie drugiego mieszalnika (to znaczy, w tym samym czasie, kiedy do drugiego mieszalnika wprowadzany jest przyspieszacz). Niewprowadzanie spieniacza na wstępie może również dodatkowo zmniejszyć porywanie powietrza w pierwszym mieszalniku, jeżeli występuje.

W innej korzystnej odmianie wykonania, spieniacz jest wprowadzany razem z przyspieszaczem. Daje to dodatkowe korzyści, ponieważ występuje zwiększenie skuteczności przyspieszacza. Również czas nalewania zawiesiny przy spieniaczu zawartym w dozowanej wodzie jest krótszy, niż przy wprowadzaniu spieniacza razem z przyspieszaczem.

Odmiana wykonania z wprowadzaniem spieniacza za pierwszym mieszalnikiem jest szczególnie użyteczna dla zastosowania do standardowych linii płyt gipsowych, gdzie jako pierwszy mieszalnik według niniejszego wynalazku służy mieszalnik o silnym ścinaniu (zwykle mieszalnik sworzniowy), bez jakiegokolwiek ryzyka porywania powietrza. Przypuszcza się, że struktura otrzymana według niniejszego wynalazku jest mocniejsza.

Przykładowe ilości dodatków wynoszą 0,1 do 5% wag.

Do pomiaru opadu należy stosować pierścień Schmidta. Stosuje się normę NF B 12-401 lub ISO DIN 3050 (Pierścień Schmidta: średnica wewnętrzna 60 mm, wysokość 50 mm). Po zraszaniu gipsu wodą w ciągu 15 s i pozostawieniu do nasiąknięcia na 30 s, mieszanina jest mieszana mechanicznie w ciągu 30 s przed napełnieniem pierścienia Schmidta. Pierścień zdejmuje się po 1 min 15 s i mierzy się średnicę zawiesiny po rozpłynięciu.

PRZYKŁADY

Do porównania wytrzymałości na zginanie sporządzono próbki o następującym składzie:

Składnik	Masa (php, dla 100 części gipsu)
Gips	100
Przyspieszacz do młyna kulowego	0,44
Skrobia	0,48
Potaż (suchy)	0,1
Opóźniacz ciekły o aktywności 35%	0,014
Plastyfikator ciekły o aktywności 40%	0,27
Środek spieniający ciekły o aktywności 40%	0,16
Woda	70

Proces wykorzystywany do wytwarzania konwencjonalnych preparatów w laboratorium obejmuje następujące etapy. Należy odważyć składniki suche razem, z wyjątkiem potażu, i zmieszać w stanie suchym. Środek spieniający jest rozprowadzany w 30% dozowanej wody i spieniany w ciągu 60 sekund w mieszalniku Waring®. Odważyć 70% wody, plastyfikator, opóźniacz i potaż zmieszane razem i przechowywać oddzielnie od piany. Składniki suche umieścić w obrotowym mieszalniku planetarnym Hobart®, w misie zaopatrzonej w nasadkę mieszającą z drucianymi miotełkami. Wylewać wodę z dodatkiem na suche materiały i mieszać mechanicznie w ciągu 5 sekund na prędkości 2. Mieszalnik zatrzymać a prędkość zmienić na prędkość 3. Prefabrykowaną piankę wprowadzić do czaszy i mieszać na prędkości 3 w ciągu 5 s. Mieszalnik zatrzymać i zawiesinę wlewać w powłokę z płyty

PL 209 099 B1 kartonowej. Płyta kartonowo jest podtrzymywana przez pionowe ścianki rozsunięte odpowiednio do projektowej grubości 12,5 mm. Próbka jest zdejmowana z podpory i przycinana na wymiar po utwardzeniu końcowym. Następnie suszyć ją w wysokiej początkowej temperaturze i niskiej temperaturze końcowej w warunkach dużego przepływu powietrza aż do wysuszenia. Próbka jest kondycjonowana przy temperaturze 40°C w ciągu 24 godzin. Następnie jest ważona i łamana w trójpunktowej próbie zginania.

Proces z bezpośrednim wstrzykiwaniem powietrza według odmian wykonania niniejszego wynalazku obejmuje następujące etapy. Odważyć składniki suche razem z wyjątkiem potażu, jeżeli jest stosowany, i zmieszać w stanie suchym. Odważyć wodę, plastyfikator, opóźniacz, środek pieniący i potaż, jeśli jest stosowany, i zmieszać razem. Wprowadzić na sucho aż do nawilgocenia. Zmieszać składniki mieszalnikiem o silnym ścinaniu, który może być mikserem kuchennym modelującym mieszalnik z fig. 3, w ciągu 30 s, do konsystencji płynnej wynoszącej 220 mm w ciągu kilku sekund. Przepompować zawiesinę do mieszalnika dla powietrza z fig. 5 z prędkością 100 l/h i wstrzykiwać powietrze przez spiekane dno, z prędkością 1000 l/h i odbierać wypływający materiał. Formowanie, suszenie i procedura testująca jest taka sama, jak powyżej.

Otrzymane próbki miały właściwości następujące:

Właściwość	Porównawcza	Wg wynalazku
Grubość (mm)	12,46	12,47
Gęstość (g/cm3)	0,617	0,627
Plastyczność (MPa)	0,98	1,16
Moduł Younga (MPa)	1374	1711

Zastrzeżenia patentowe

Claims (48)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ciągły proces wytwarzania utwardzonej komórkowej zawiesiny cementowej, w którym suche i płynne składniki zawiesiny wprowadza się odmierzając do mieszalnika wielostopniowego, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

   (i) mieszanie materiału cementowego, wody, środka pieniącego, i opcjonalnie dodatków w pierwszym urządzeniu mieszającym, którego prędkość obwodowa wynosi co najmniej 400 m/min, w warunkach mieszania z silnym ścinaniem, do momentu uzyskania płynnej zawiesiny, której opad wynosi co najmniej 100 mm; następnie (ii) wytwarzanie zawiesiny komórkowej poprzez wstrzykiwanie powietrza do zawiesiny z etapu (i) w drugim urządzeniu mieszającym w warunkach mieszania z regulowanym ścinaniem i rozprowadzanie powietrza w zawiesinie; następnie (iii) odlewanie zawiesiny komórkowej z etapu (ii); i na koniec (iv) pozostawienie zawiesiny komórkowej do stwardnienia.
2. 2. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) realizuje się w obecności włókien.
3. 3. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (ii) realizuje się w warunkach mieszania ze słabym ścinaniem.
4. 4. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) realizuje się w obecności wprowadzanej prefabrykowanej pianki.
5. 5. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (i) otrzymuje się zawiesinę, której opad wynosi co najmniej 150 mm.
6. 6. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (i) otrzymuje się zawiesinę, której opad wynosi od 200 mm do 250 mm.
7. 7. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której objętość porów utworzonych przez puste przestrzenie wodne zawiera się w granicach od 20 do 65% obj. a objętość komórek utworzonych przez wstrzykiwane powietrze zawiera się w granicach od 3 do 50% obj.
8. 8. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której, łączna objętość porów zawiera się w granicach od 47 do 95% obj.

   PL 209 099 B1
9. 9. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której, łączna objętość porów zawiera się w granicach od 53 do 75% obj.
10. 10. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymuje się utwardzoną zawiesinę komórkową, w której stosunek wody do materiału cementowego zawiera się w granicach od 0,25 do 1,1, korzystnie od 0,45 do 0,85.
11. 11. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się materiał cementowy, którym jest α-półwodzian siarczanu wapnia, β-półwodzian siarczanu wapnia lub ich mieszanina.
12. 12. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cement, który zawiera dodatkowo co najmniej jedno kruszywo i/lub co najmniej jeden wypełniacz.
13. 13. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje wprowadzanie opóźniacza i przyspieszacza wiązania materiału cementowego w etapie (i).
14. 14. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) obejmuje dodatkowo etap opóźniania wiązania materiału cementowego, natomiast etap (ii) obejmuje dodatkowo etap przyspieszania wiązania materiału cementowego.
15. 15. Proces według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że stosuje się materiał cementowy, którym jest gips a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie przed, lub jednocześnie z, etapem (i), konwencjonalnego opóźniacza dla gipsu a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z etapem (ii), przyspieszacza BMA.
16. 16. Proces według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że stosuje się materiał cementowy, którym jest gips a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie przed, lub jednocześnie z, etapem (i), poliakrylanu sodowego, a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z, etapem (ii), siarczanu glinu.
17. 17. Proces według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że stosuje się materiał cementowy, którym jest gips, a opóźnianie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z, etapem (i), fosfonianu sodowego a przyspieszanie wiązania gipsu osiąga się przez wprowadzenie, przed lub jednocześnie z etapem (ii), siarczanu cynku.
18. 18. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) i/lub etap (ii) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny żywicy zwiększającej wytrzymałość.
19. 19. Proces według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się żywicę zwiększającą wytrzymałość, którą jest kopolimer styrenowo-butadienowy.
20. 20. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) i/lub etap (ii) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny środka stabilizującego pęcherzyki.
21. 21. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) i/lub etap (ii) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania do zawiesiny rozpuszczalnego w wodzie modyfikatora lepkości.
22. 22. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (i) obejmuje dwa podetapy (a) i (b), przy czym podetap (a) obejmuje etap mieszania materiału cementowego, wody i opcjonalnie dodatków, a podetap (b) obejmuje etap wprowadzania środka pieniącego do zawiesiny podetapu (a).
23. 23. Proces według zastrz. 22, znamienny tym, że podetap (a) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania opóźniacza, natomiast podetap (b) obejmuje dodatkowo etap wprowadzania przyspieszacza.
24. 24. Proces według zastrz. 22 albo 23, znamienny tym, że podetap (a) realizuje się w warunkach mieszania silnego ścinania.
25. 25. Proces według zastrz. 22 albo 23, znamienny tym, że podetap (b) realizuje się w warunkach mieszania ze słabym lub regulowanym ścinaniem.
26. 26. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje, między etapem (i) a etapem (ii), etap rozprowadzania zawiesiny z etapu (i) przed wprowadzaniem powietrza.
27. 27. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (iii) tworzy się komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę.
28. 28. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (iii) tworzy się komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę i dodatkowo zmienia się kierunek części zawiesiny otrzymywanej w etapie (i) w postaci strumienia, który jest układany obok komórkowego rdzenia.
29. 29. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (iii) tworzy się komórkowy rdzeń nanosząc zawiesinę na co najmniej jedną przemieszczaną okładzinę i dodatkowo zmienia się kierunek części zawiesiny otrzymywanej w etapie (i) w postaci strumienia, który jest układany na komórkowym rdzeniu lub pod nim.

    PL 209 099 B1
30. 30. Proces według zastrz. 27, 28 albo 29, znamienny tym, że jako przemieszczaną okładzinę stosuje się papier.
31. 31. Proces według zastrz. 27, 28 albo 30, znamienny tym, że obejmuje etap zdejmowania okładziny po stwardnieniu materiału cementowego.
32. 32. Proces według zastrz. 27, 28 albo 29, znamienny tym, że jako przemieszczaną okładzinę stosuje się nietkaną matę, korzystnie matę szklaną.
33. 33. Proces według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (ii) obejmuje podetap rozprężania powietrza między jego wstrzykiwaniem i rozprowadzaniem.
34. 34. Urządzenie mieszające do wytwarzania komórkowej zawiesiny cementowej zawierające środki odmierzające do wprowadzania składników zawiesiny oraz mieszalnik wielostopniowy, znamienne tym, że mieszalnik wielostopniowy zawiera:

    (i) co najmniej jedno pierwsze urządzenie mieszające (5) zaopatrzone we wlot materiału cementowego (1) oraz wlot wody ze środkiem pieniącym (2), przy czym pierwsze urządzenie mieszające (5) jest mieszalnikiem o silnym ścinaniu pracującym z prędkością obwodową co najmniej 400 m/min, w warunkach odpowiednich do sporządzania płynnej zawiesiny; i (ii) co najmniej jedno drugie urządzenie mieszające (6) zaopatrzone w środki wstrzykiwania powietrza (7), przy czym drugie urządzenie mieszające (6) jest mieszalnikiem o słabym ścinaniu.
35. 35. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że zawiera co najmniej jedno dodatkowe pierwsze urządzenie mieszające (5) zaopatrzone we wlot płynnej zawiesiny i wlot środka pieniącego.
36. 36. Urządzenie mieszające według zastrz. 35, znamienne tym, że co najmniej jedno pierwsze dodatkowe urządzenie mieszające (5) jest włączone do mieszalnika o silnym ścinaniu według (i).
37. 37. Urządzenie mieszające według zastrz. 35, znamienne tym, że co najmniej jedno dodatkowe pierwsze urządzenie mieszające jest włączone w mieszalnik o słabym ścinaniu według (iii).
38. 38. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, 35, 36 albo 37, znamienne tym, że pierwszy mieszalnik zawiera elementy dozująco-podające (12, 13a), połączone z silnie ścinającym obrotowym elementem mieszającym.
39. 39. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że pierwszy mieszalnik zawiera tarczę (17) wirującą koncentrycznie lub ekscentrycznie w okrągłej obudowie.
40. 40. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że pierwszy mieszalnik zawiera turbinę (21).
41. 41. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że posiada porowate części spiekane (36, 42, 65), które stanowią środki do wstrzykiwania powietrza do drugiego mieszalnika (6).
42. 42. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że zaopatrzone jest w jedną lub kilka dysz (50) służących do wstrzykiwania powietrza do drugiego mieszalnika.
43. 43. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że zawiesina i powietrze są podawane przez trójnik (71), przy czym trójnik jest zaopatrzony w jedną lub kilka dysz.
44. 44. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że drugi mieszalnik o regulowanym ścinaniu zawiera podłużny korpus (30), elementy do wstrzykiwania powietrza (36) umieszczone w spodniej części podłużnego korpusu, i element mieszający (30a) wzdłuż osi podłużnego korpusu.
45. 45. Urządzenie mieszające według zastrz. 44, znamienne tym, że element mieszający (30a) zawiera oś i sztywne lub elastyczne druty (30b) rozmieszczone w pewnych odstępach przestrzennych i połączone z osią.
46. 46. Urządzenie mieszające według zastrz. 34, znamienne tym, że drugi mieszalnik zawiera elementy do rozprowadzania zawiesiny dochodzącej z pierwszego mieszalnika o silnym ścinaniu.
47. 47. Urządzenie mieszające według zastrz. 46, znamienne tym, że dodatkowo zawiera elementy (60) do rozprowadzania komórkowej zawiesiny dochodzącej z drugiego mieszalnika o słabym ścinaniu, na przemieszczającym się materiale okładzinowym (68).
48. 48. Urządzane do wytwarzania utwardzonego komórkowego korpusu cementowego z komórkowej zawiesiny cementowej rozprowadzanej na materiale okładzinowym, zawierające środki odmierzające do zasilania składnikami zawiesiny oraz mieszalnik wielostopniowy, jak również środki do odlewania zawiesiny komórkowej i środki do przemieszczania materiału okładzinowego, znamienne tym, że mieszalnik wielostopniowy zawiera:

    (i) co najmniej jedno pierwsze urządzenie mieszające (5) zaopatrzone we wlot materiału cementowego (1) oraz wlot wody ze środkiem pieniącym (2), przy czym pierwsze urządzenie mieszające (5)

    PL 209 099 B1 jest mieszalnikiem o silnym ścinaniu pracującym z prędkością obwodową co najmniej 400 m/min, w warunkach odpowiednich do sporządzania płynnej zawiesiny; i (ii) co najmniej jedno drugie urządzenie mieszające (6) zaopatrzone w środki wstrzykiwania powietrza (7), przy czym drugie urządzenie mieszające (6) jest mieszalnikiem o słabym ścinaniu i jest zdolne do rozprowadzania powietrza w zawiesinie.