RU2132314C1 - Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures - Google Patents
Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132314C1 RU2132314C1 RU97104832A RU97104832A RU2132314C1 RU 2132314 C1 RU2132314 C1 RU 2132314C1 RU 97104832 A RU97104832 A RU 97104832A RU 97104832 A RU97104832 A RU 97104832A RU 2132314 C1 RU2132314 C1 RU 2132314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foam
- mixture
- concrete
- cement
- foam concrete
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, а именно пенобетонов, монолитных конструкций зданий и сооружений. The invention relates to methods for the manufacture of building materials, namely foam concrete, monolithic structures of buildings and structures.
Известны способы приготовления пенобетона, включающие приготовление пеномассы при введении в пену сухих компонентов и перемешивание, причем предварительно вводят в пену 55 - 75% сухих компонентов, перемешивают со скоростью 300 - 400 об/ мин (1). Known methods for the preparation of foam concrete, including the preparation of foam when dry components are introduced into the foam and mixing, with 55 - 75% of the dry components being preliminarily introduced into the foam, are mixed at a speed of 300 - 400 rpm (1).
Однако приготовленный таким способом пенобетон обладает высокой средней плотностью из-за снижения кратности при перемешивании и низкой интенсивностью введения сухих компонентов. However, the foam concrete prepared in this way has a high average density due to a decrease in the multiplicity with stirring and low intensity of the introduction of dry components.
Известен наиболее близкий по совокупности признаков способ приготовления пенобетона, включающий предварительное введение в пену 55 -75% сухих компонентов и перемешивание со скоростью 450-600 об/мин и воздействие на пеномассу сжатым воздухом, подаваемым под давлением 1,15 -1,25 атм при интенсивности введения сухих компонентов 4-8 кг/мин на 1 л воды в пене, дополнительное перемешивание со скоростью 30-40 об/мин и перемешивание при добавлении в пеномассу остального количества сухих компонентов со скоростью 300-400 об/мин и воздействия на пеномассу сжатым воздухом, подаваемым под давлением 1,3 - 1,4 атм при интенсивности введения сухих компонентов 9-14 кг/мин на 1 л воды в пене (2). Known for the closest combination of features is a method of preparing foam concrete, including preliminary introduction of 55-75% of dry components into the foam and mixing at a speed of 450-600 rpm and exposure of the foam mass with compressed air supplied under a pressure of 1.15 -1.25 atm at the intensity of the introduction of dry components 4-8 kg / min per 1 liter of water in the foam, additional mixing at a speed of 30-40 rpm and stirring when adding the remaining amount of dry components to the foam mass at a speed of 300-400 rpm and the impact on the foam mass compressed in zduhom supplied under pressure of 1.3 - 1.4 bar at an intensity introducing dry components 9-14 kg / min to 1 l of water in the foam (2).
Однако одновременное введение сухих компонентов в пену создает неустойчивую структуру смеси, при которой более крупная фракция кремнеземистого наполнителя разрушает стенки поровой структуры пены и способствует расслоению (седиментации) смеси, т.е. оседанию более тяжелого наполнителя на дне смесителя. However, the simultaneous introduction of dry components into the foam creates an unstable structure of the mixture, in which a larger fraction of a siliceous filler destroys the walls of the pore structure of the foam and promotes delamination (sedimentation) of the mixture, i.e. settling of a heavier filler at the bottom of the mixer.
Полное устранение этого недостатка невозможно даже барботированием воздухом, т. е. из-за неустойчивости структуры, вводимая воздушная фаза также быстро удаляется. Отчасти этот недостаток усиливается высокими оборотами смесителя. Другой причиной расслоения является недостаточная вязкость пеномассы. The complete elimination of this drawback is impossible even by sparging with air, i.e., due to the instability of the structure, the introduced air phase is also quickly removed. In part, this drawback is exacerbated by high mixer speeds. Another reason for separation is the insufficient viscosity of the foam.
Другим серьезным недостатком известного способа является цикличность дозирования компонентов на определенный объем замеса смеси, когда одновременная подача компонентов прекращается через определенный временной интервал, а приготовленная смесь доставляется к месту укладки. Это создает необходимость частого повторения процесса затворения, что неизбежно при данной технологии, вызывает накопление погрешности из-за частого выведения установки на режим устойчивой работы. Another serious drawback of the known method is the cyclical dosage of the components for a certain volume of the kneading mixture, when the simultaneous supply of components is stopped after a certain time interval, and the prepared mixture is delivered to the place of laying. This creates the need for frequent repetition of the mixing process, which is inevitable with this technology, causes the accumulation of error due to the frequent bringing the installation to a stable operation mode.
В результате наблюдаются значительные до 25-30% отклонения по объемной массе пенобетона, что недопустимо ухудшает качество приготавливаемого материала. As a result, significant deviations of up to 25-30% in volumetric mass of foam concrete are observed, which unacceptably worsens the quality of the material being prepared.
Известна также смесь для приготовления пенобетона, включающая цемент, песок, воду и добавку - пенообразователь (3). Also known is a mixture for the preparation of foam concrete, including cement, sand, water and an additive - foaming agent (3).
Однако пенобетон, полученный из такой смеси, обладает высокой плотностью, расслаивается, что приводит к неоднородной структуре и соответственно к снижению прочности, неоправданному увеличению усадочных напряжений в начальный период твердения. However, the foam concrete obtained from such a mixture has a high density, delaminates, which leads to an inhomogeneous structure and, accordingly, to a decrease in strength, an unjustified increase in shrink stresses in the initial period of hardening.
Известна также смесь для приготовления пенобетона, включающая цемент 45-46%, молотый кварцевый песок 45-46%, пенообразователь - клей конифольный 0,2%, стабилизатор пены СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка) 0,002 - 0,006% и вода остальное (4). Also known is a mixture for the preparation of foam concrete, including cement 45-46%, ground quartz sand 45-46%, foaming agent - Konifol adhesive 0.2%, foam stabilizer SDB (sulfite-yeast mash) 0.002 - 0.006% and the rest water (4) .
Однако пенобетон, полученный из такой смеси, характеризуется крупнопористой неоднородной структурой, невысокой прочностью, поздним сроком структурообразования и набора прочности, высокой плотностью и теплопроводностью, высокой усадкой и ползучестью под нагрузкой, низкой морозостойкостью. However, the foam concrete obtained from such a mixture is characterized by a large-pore heterogeneous structure, low strength, late formation and strength development, high density and thermal conductivity, high shrinkage and creep under load, low frost resistance.
Известен также способ возведения конструкций из ячеистого цементного безавтоклавного бетона, включающий приготовление сырьевой смеси, подготовку форм или опалубки, подачу в них смеси, укладку и выдержку, по крайней мере, до набора распалубочной прочности (5). There is also a method of erecting structures from cellular cementless autoclave concrete, including the preparation of a raw mix, the preparation of molds or formwork, the supply of a mixture in them, laying and curing, at least, to a set of stripping strength (5).
Однако такой способ, включающий изготовление конструкций из поризованного бетона, произвольно укладываемого в опалубки и формы, вызывает в готовых изделиях усадочные напряжения и следовательно трещинообразование. Поризация через газообразование в процессе приготовления смеси создает условия малоуправляемой реакции и получения материала с непредсказуемыми свойствами. Такой материал не подлежит транспортированию, что сужает область его применения. However, such a method, including the manufacture of structures of porous concrete, randomly laid in formwork and form, causes shrinkage stresses in the finished products and, consequently, crack formation. Porization through gas formation during the preparation of the mixture creates the conditions for an uncontrolled reaction and the production of material with unpredictable properties. Such material is not transportable, which narrows the scope of its application.
Задачей предложенного изобретения является создание высокоэффективного единого непрерывного технологического процесса приготовления пенобетонной смеси, с новыми противоусадочными добавками, перекачивания ее к месту изготовления монолитных конструкций, укладки в формы или опалубку и получение прочных монолитных конструкций из пенобетона без усадочных деформаций, с однородными свойствами по всем сечениям конструкции. The objective of the proposed invention is to create a highly efficient continuous process for the preparation of foam concrete, with new anti-shrink additives, pumping it to the place of manufacture of monolithic structures, laying in molds or formwork and obtaining durable monolithic structures of foam concrete without shrinkage deformation, with uniform properties across all sections of the structure .
Техническим результатом является улучшение качества материала за счет повышения сопротивления теплопередачи при сохранении прочностных характеристик, обеспечение снижения усадочных напряжений в конструкциях, изготовленных из пенобетонной смеси, повышение прочностных характеристик пенобетона путем стабилизации структуры устойчивой мелкозернистой пены с однородными замкнутыми порами, пластификации смеси, ускорения схватывания цемента, снижения усадки и расслаиваемости смеси, послойно укладываемой в опалубочную конструкцию. The technical result is to improve the quality of the material by increasing the heat transfer resistance while maintaining strength characteristics, reducing shrink stresses in structures made of foam concrete, increasing the strength characteristics of foam concrete by stabilizing the structure of stable fine-grained foam with uniform closed pores, plasticizing the mixture, accelerating the setting of cement, reduce shrinkage and delamination of the mixture, layered in layers into the formwork structure.
Это достигается тем, что в способе приготовления пенобетона, включающем поэтапное введение в пену сухих компонентов и перемешивание, отличительными от прототипа признаками является то, что сухие компоненты вводят в пену раздельно, причем кремнеземистый компонент с оставшейся долей цемента начинают вводить с интенсивностью 8-10 кг/мин на 1 л воды в пене после введения 40-50% портландцемента, вводимого со скоростью 16-20 кг/мин на 1 л воды в пене, а перемешивание пеномассы производят со скоростью 120 - 180 об/мин с созданием сложного турбулентного потока, после чего производят активацию смеси перемешиванием со скоростью 12-20 об/мин. This is achieved by the fact that in the method of preparing foam concrete, which includes the phased introduction of dry components into the foam and mixing, distinctive features of the prototype are that the dry components are introduced separately into the foam, and the siliceous component with the remaining cement fraction is introduced with an intensity of 8-10 kg / min per 1 liter of water in the foam after the introduction of 40-50% Portland cement, injected at a speed of 16-20 kg / min per 1 liter of water in the foam, and the foam is mixed at a speed of 120 - 180 rpm with the creation of a complex turbulent flow ka, after which the mixture is activated by stirring at a speed of 12-20 rpm.
Технический результат достигается также тем, что смесь для приготовления пенобетона, включающая портландцемент, кремнеземистый наполнитель, пенообразователь, воду и стабилизатор пены, дополнительно содержит ускоритель схватывания, известь, противоусадочную добавку, а в качестве пенообразователя используют состав на основе триэтаноламина типа "Морпен" в следующем соотношении, мас%:
портландцемент - 48-60, кремнеземистый компонент 12 - 34, пенообразователь "Морпен"- 0,08 - 0,12), стабилизатор пены 0,06 - 0,08, ускоритель схватывания - 0,04 - 0,06, известь - 0,08 - 0,12, противоусадочную добавку - 0,12 - 0,16 и воду остальное.The technical result is also achieved by the fact that the mixture for the preparation of foam concrete, including Portland cement, siliceous filler, foaming agent, water and a foam stabilizer, additionally contains a setting accelerator, lime, anti-shrink additive, and a composition based on Morpen triethanolamine in the following ratio, wt%:
Portland cement - 48-60, siliceous component 12 - 34, Morpen frother - 0.08 - 0.12), foam stabilizer 0.06 - 0.08, setting accelerator - 0.04 - 0.06, lime - 0 , 08 - 0.12, anti-shrink additive - 0.12 - 0.16 and the rest of the water.
Технический результат достигается также тем, что в способе изготовления, по крайней мере, монолитных конструкций из ячеистого цементного безавтоклавного бетона, включающем приготовление смеси, подготовку форм или опалубки, подачу в них смеси, укладку, выдержку до набора распалубочной прочности, отличительными признаками является то, что необходимую смесь подают к месту укладки методом перекачивания с пульсацией давления не более 2-2,5 атм, а укладку пенобетонной смеси в формы или опалубку производят послойно горизонтальными слоями, при этом соотношение высоты и ширины сечения каждого горизонтального слоя не превышает 2,5-2,8. The technical result is also achieved by the fact that in the method of manufacturing at least monolithic structures from cellular cementless autoclave concrete, which includes preparing the mixture, preparing the molds or formwork, supplying the mixture to them, laying, holding until the formwork strength is set, the distinguishing features are that the necessary mixture is fed to the installation site by pumping with a pressure pulsation of not more than 2-2.5 atm, and the foam concrete mixture is laid in molds or formwork in layers in horizontal layers, at volume ratio of the height and width of the cross section of each horizontal layer does not exceed 2.5-2.8.
Предварительное введение в способе приготовления пенобетона портландцемента со скоростью 16-20 кг/мин на 1 л воды в пене позволяет получить однородную пеномассу с высоким показателем по вязкости, что создает устойчивую структуру ячеек пены за счет "бронирования" пузырьков воздуха частицами цемента с приобретением необходимой структурной прочности, последующее введение песка со скоростью 8-10 кг/мин на 1 л воды 1 в пене, не вызывает расслоения смеси, а перемешивание со скоростью 120 - 180 об/мин с созданием турбулентного потока, не разрушает пузырьки в пене и позволяет получить однородную пеномассу с оптимальным наполнением - кремнеземистой фракцией, что снижает усадочные характеристики пенобетона. The preliminary introduction of Portland cement in the method of preparing foam concrete at a speed of 16-20 kg / min per 1 liter of water in the foam allows to obtain a homogeneous foam mass with a high viscosity index, which creates a stable structure of the foam cells due to the "reservation" of air bubbles by cement particles with the acquisition of the necessary structural strength, the subsequent introduction of sand at a speed of 8-10 kg / min per 1 liter of
Введение в смесь для приготовления пенобетона в качестве пенообразователя "Морпен", в качестве ускорителя схватывания "Поззолита," в качестве стабилизатора пены натриевого силиката, извести и противоусадочной добавки "ТИАМАК", также позволяют снизить усадочные характеристики пенобетона за счет быстрого схватывания портландцемента в пеномассе и стабилизации структуры пены. The introduction into the mixture for the preparation of foam concrete as a Morpen foam former, as a setting accelerator of Pozolit, as a stabilizer of sodium silicate foam, lime and TIAMAK anti-shrink additive, also allow to reduce the shrinkage characteristics of foam concrete due to the quick setting of Portland cement in the foam mass and stabilization of the structure of the foam.
Подача к месту формования сырьевой смеси пенобетона методом перекачивания с пульсацией давления не более 2-2,5 атм и укладку пенобетонной смеси горизонтальными слоями с соотношением высоты и ширины сечения каждого слоя не более 2,5 - 2,8 также обеспечивает изготовление монолитных конструкций из пенобетона высокой прочности без усадочных напряжений, возникающих после набора прочности. The supply of foam concrete to the place of molding the raw mix by pumping with a pressure pulsation of not more than 2-2.5 atm and laying the foam concrete mixture in horizontal layers with a ratio of the height and width of the cross section of each layer of not more than 2.5 - 2.8 also ensures the production of monolithic foam concrete structures high strength without shrinkage stresses arising after curing.
Совокупность предложенных признаков позволяет получить новый результат: единый комплекс работ по приготовлению смеси, ее составу и способу изготовления конструкций из монолитного пенобетона высокой прочности, однородной структуры без усадочных напряжений, возникающих после набора прочности пенобетона. The combination of the proposed features allows you to get a new result: a single set of works on the preparation of the mixture, its composition and method of manufacturing structures from monolithic foam concrete of high strength, homogeneous structure without shrinkage stresses that arise after the foam concrete strength is set.
Это создает условия для получения долговечных конструкций, изготовленных из теплостойкого легкого, сравнительно дешевого материала. This creates the conditions for obtaining durable structures made of heat-resistant light, relatively cheap material.
Для реализации способа использованы материалы: портландцемент ГОСТ 10178-76, в качестве кремнеземистого наполнителя используют песок мелкозернистый Малышевского карьера крупностью Мк-1,0; пенообразователь - на основе триэтаноламина "Морпен"- ТУ 38.507-63-0118-90; или "ТЭАС"-ТУ 38.107-27-87. В качестве ускорителя схватывания использовался "Поззолит", выпускаемый по ASTM - С945. В качестве стабилизатора пены натриевый силикат (жидкое стекло) - ГОСТ 13078-4, известь ГОСТ 9179-77 и противоусадочная добавка "ТИАМАК " - ASTM-494, вода водопроводная г. Воронежа. To implement the method, the following materials were used: Portland cement GOST 10178-76, fine-grained sand of the Malyshevsky quarry with a grain size of Mk-1.0 is used as a siliceous filler; a foaming agent - based on the morpen triethanolamine - TU 38.507-63-0118-90; or "TEAS" -TU 38.107-27-87. As a setting accelerator, Pozolit, manufactured according to ASTM-C945, was used. As a foam stabilizer, sodium silicate (water glass) - GOST 13078-4, GOST 9179-77 lime and TIAMAK anti-shrink additive - ASTM-494, tap water in Voronezh.
Пример
Приготовление пенобетона естественного твердения по заявленному способу осуществлялось на установке экспериментального типа, имеющей характеристики, соответствующие производственному назначению, установленной на экспериментальном участке строительного управления "Черноземстройинвест". Производительность приготовления пенобетона 3.5 - 4.0 куб.м/час. Установка состоит из емкостей для цемента и кремнеземистого наполнителя, емкость для воды, инжекторного пеногенератора радиально-струйного типа, бетоносмесителя, накопительной емкости и растворонасоса.Example
The preparation of natural hardened foam concrete according to the claimed method was carried out on an experimental type installation having characteristics corresponding to the production purpose installed on the experimental site of the Chernozemstroyinvest construction department. Productivity of foam concrete preparation is 3.5 - 4.0 cubic meters / hour. The installation consists of containers for cement and siliceous filler, a tank for water, an injection foam generator of a radial-jet type, a concrete mixer, a storage tank and a mortar pump.
Способ приготовления смеси осуществляется следующим образом. The method of preparing the mixture is as follows.
В бетоносмеситель подается пена, после чего одновременно с включением вращения смесителя со скоростью 120-180 об/мин, начинается подача цемента в количестве 40-50% от его всей массы с интенсивностью 16-20 кг/мин на 1 л воды в пене. Диапазон 120 - 180 об/мин обосновывается тем, что при частоте вращения вала смесителя менее 120 об/мин снижается интенсивность перемешивания, что приводит к необходимости увеличения мощности привода и, следовательно, не рационально, а увеличение оборотов до 200 - 250 об/мин, влечет интенсивное разрушение структуры пены и быструю потерю воздушной фазы. Интенсивность подачи цемента менее 16 кг/мин удлиняет время приготовления, цикл перемешивания, а следовательно, создает излишнюю деаэрацию смеси. Снижение качества смеси зависит от механизма ее деаэрации, когда высокая частота оборотов лопастей смесителя, длительность перемешивания или низкая вязкость смеси приводят к слиянию мелких пузырьков воздуха в более крупные, которые легче всплывают и уносят значительную часть введенного в смесь воздуха, нарушают однородность распределения пор по сечению объема пенобетона, уложенного в конструкцию. Foam is fed into the concrete mixer, after which, simultaneously with the rotation of the mixer at a speed of 120-180 rpm, cement supply starts in the amount of 40-50% of its total mass with an intensity of 16-20 kg / min per 1 liter of water in the foam. The range of 120 - 180 rpm is justified by the fact that when the mixer shaft rotational speed is less than 120 rpm, the mixing intensity decreases, which leads to the need to increase the drive power and, therefore, not rationally, but increase the speed to 200 - 250 rpm, entails intensive destruction of the foam structure and rapid loss of the air phase. The cement feed rate of less than 16 kg / min lengthens the preparation time, the mixing cycle, and therefore creates excessive deaeration of the mixture. A decrease in the quality of the mixture depends on the mechanism of its deaeration, when a high frequency of rotation of the mixer blades, mixing time or low viscosity of the mixture lead to the merging of small air bubbles into larger ones, which are easier to float and carry away a significant part of the air introduced into the mixture, violate the uniformity of pore distribution over the cross section the volume of foam laid in the structure.
Увеличение скорости подачи цемента свыше 20 кг/мин приводит к оседанию цемента и расслоению раствора, потере его качества затвердения, резкому увеличению сопротивления перемешиванию. Интервал интенсивности подачи цемента 16 - 20 кг/мин соответствует оптимальной скорости перемешивания 120-180 об/мин и наиболее однородному его распределению по объему пены, что создает наиболее выгодные условия для "бронирования" структуры пеномассы, т.е. равномерному распределению частиц цемента в межпоровых объемах структуры пены. После введения 40 - 50% цемента начинают подачу всего количества кремнеземистого компонента совместно с оставшейся долей цемента, с интенсивностью 8-10 кг/ мин на 1 л воды в пене, что соответствует оптимальному соотношению цемента и песка в объеме готовой смеси, при условии непрерывной подачи всех компонентов при установившемся процессе приготовления пенобетона. An increase in the feed rate of cement in excess of 20 kg / min leads to subsidence of the cement and the separation of the solution, loss of its hardening quality, and a sharp increase in resistance to mixing. The interval of intensity of cement supply 16 - 20 kg / min corresponds to the optimal mixing speed of 120-180 rpm and its most uniform distribution over the volume of foam, which creates the most favorable conditions for the "reservation" of the foam structure, i.e. uniform distribution of cement particles in inter-pore volumes of the foam structure. After the introduction of 40 - 50% of cement, the entire amount of the siliceous component is supplied together with the remaining cement, with an intensity of 8-10 kg / min per 1 liter of water in the foam, which corresponds to the optimal ratio of cement and sand in the volume of the finished mixture, subject to continuous supply all components during the steady-state process of preparing foam concrete.
С уменьшением скорости подачи песка менее 8 кг/мин, в смеси создаются условия для интенсивного процесса усадки при высушивании и твердении материала. Увеличение подачи песка более 10 кг/мин приводит к увеличению объемной массы пенобетона и потере его сопротивления теплопередаче (увеличению коэффициента теплопроводности). With a decrease in the sand feed rate of less than 8 kg / min, the mixture creates conditions for an intensive shrinkage process when drying and hardening the material. An increase in sand supply of more than 10 kg / min leads to an increase in the bulk density of foam concrete and the loss of its resistance to heat transfer (an increase in the coefficient of thermal conductivity).
Перемешивание смеси проводят в турбулентном режиме потока смеси, который возникает при условиях, характеризующихся числом Рейнольдса (Re), в диапазоне 2500 - 3200. Такое состояние потока смеси создает вихревой режим движения частиц со сложными траекториями, когда скорость частиц равномерна по сечению потока, но пульсирует по времени. Частицы в таком потоке разделяются и равномерно распределяются по всему объему пеномассы, что положительно влияет не только на вязкость, структуру, нерасслаиваемость смеси, но увеличивает скорость и степень гидратации частиц цемента, т.е. увеличению прочностных показателей пенобетона. Mixing of the mixture is carried out in a turbulent mode of flow of the mixture, which occurs under conditions characterized by a Reynolds number (Re), in the range of 2500 - 3200. This state of the flow of the mixture creates a vortex mode of movement of particles with complex trajectories, when the particle velocity is uniform over the flow cross section, but pulsates by time. Particles in such a stream are separated and evenly distributed throughout the entire volume of the foam mass, which positively affects not only the viscosity, structure, and immiscibility of the mixture, but also increases the speed and degree of hydration of the cement particles, i.e. increase the strength characteristics of foam concrete.
Скорость вращения лопастей бетоносмесителя, диаметры лопастей, их зазоры между стенками смесителя (которые определяют толщину пристенного потока пеномассы) выбирают из условия создания наиболее эффективного для перемешивания режима. Далее смесь, поступающая из смесителя в накопительную емкость, активируется перемешиванием со скоростью 12-20 об/мин, что наилучшим образом влияет на сохранение и воздухонасыщение состава, готового к перекачиванию к месту его укладки. The speed of rotation of the blades of the concrete mixer, the diameters of the blades, their gaps between the walls of the mixer (which determine the thickness of the wall foam flow) are selected from the conditions for creating the most effective mode for mixing. Next, the mixture coming from the mixer into the storage tank is activated by stirring at a speed of 12-20 rpm, which best affects the preservation and air saturation of the composition, ready to be pumped to the place of laying.
В этот период малоинтенсивного перемешивания, в смеси активируются процессы гидратации цемента. Это способствует формированию будущих прочностных свойств пенобетона, а также это время необходимо для включения в работу всех типов добавок, и, главное, ускорителя твердения пенобетона и добавки - компенсатора усадки материала. During this period of low-intensity mixing, cement hydration processes are activated in the mixture. This contributes to the formation of future strength properties of foam concrete, and also this time is necessary to include all types of additives, and, most importantly, an accelerator of hardening of foam concrete and additives - a compensator for shrinkage of the material.
Преимущество данного способа приготовления пенобетона заключается в раздельном введении цемента и кремнеземистого наполнителя, что опережающей подачей цемента, "бронирует" пену, повышает вязкость смеси, подготавливая ее для введения кремнеземистого наполнителя, предохраняя тем самым от расслоения и деаэрации структуры частицами песка. Возможность применения низких оборотов смесителя также способствует сохранению свойств смеси. The advantage of this method of preparing foam concrete is the separate introduction of cement and a siliceous filler, which advances the supply of cement, “armors” the foam, increases the viscosity of the mixture, preparing it for introducing a siliceous filler, thereby preventing sand particles from delaminating and deaerating the structure. The possibility of using low revolutions of the mixer also contributes to maintaining the properties of the mixture.
Непрерывное дозирование всех компонентов смеси в установившемся режиме приготовления пенобетона создает благоприятные условия для получения наиболее однородной по изменению объемной массы смеси, в отличие от прототипа, где смесь приготавливается циклично и прерывается по времени. Continuous dosing of all components of the mixture in the steady-state mode of preparation of foam concrete creates favorable conditions for obtaining the mixture most homogeneous in terms of volumetric change in mass, in contrast to the prototype, where the mixture is prepared cyclically and interrupted in time.
Были приготовлены пенобетонные смеси с составом по массе, представленные в таблице 1. Foam mixtures were prepared with a composition by weight, presented in table 1.
Испытывались образцы пенобетона в виде кубов 10x10x10 см и призм 4х4х16 см с учетом требуемой объемной массы. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Foam concrete samples were tested in the form of 10x10x10 cm cubes and 4x4x416 prisms, taking into account the required bulk density. The test results are shown in table 2.
Наиболее рациональной для конструкционно-теплоизоляционного материала стен является объемная масса пенобетона 700 кг/м3. Это подтверждается физико-механическими характеристиками образцов.The most rational for structural and heat-insulating material of the walls is the bulk density of
Состав N 1 имеет хорошие показатели по теплопроводности, но недостаточные по несущей способности и усадке. Состав N 5, при высоких прочностных характеристиках, имеет резко увеличенную теплопроводность, что, с учетом увеличенного расхода цемента, не дает возможности считать этот состав рациональным. Состав NN 2, 3, и 4 удовлетворяют всем условиям эксплуатационных характеристик данного материала, при объемной массе материала от 600 до 800 кг/м3. Состав N 3 является наиболее оптимальным по показателям прочности, минимальной усадке, высокому сопротивлению теплопередаче. Это объясняется тем, что данный состав обеспечивает наилучший состав пены, а следовательно, и наилучшую структуру порообразования в пенобетоне. Наиболее эффективно это сказывается на теплопроводности материала. При этом сохраняется несущая способность материала, что делает его успешно применимым в монолитном строительстве в качестве эффективного материала для ограждающих стеновых конструкций. Введение в состав сырьевой смеси комплекса добавок, состоящих из ускорителя схватывания цемента "Поззолит", стабилизатора пены - натриевого силиката, извести, противоусадочной добавки типа "ТИАМАК", позволяет получить высокократную устойчивую пену с наиболее оптимальной пузырьковой структурой. Качество пены определено механизмом действия всех добавок. Пена, полученная от введения пенообразователя на основе триэтаноламина типа "Морпен", структурируется и получает устойчивость во времени с помощью введения натриевого силиката. Кратность пены, т.е. вспенивающая способность, повышается от введения известковой составляющей. Введение ускорителя схватывания обеспечивает раннее структурирование пенобетона, предотвращающее расслоение смеси, а также быструю гидратацию цемента введенного в состав пены и ускоренный набор прочности материала (при температуре воздуха от +10oC до +25oC набор критической прочности, необходимой для распалубливания материала, составляет 20 - 24 часа). Использование противоусадочной добавки "ТИАМАК" позволяет снизить возникающие усадочные напряжения в процессе гидратации цемента, твердения и дальнейшего высушивания материала. Ее действие направлено на связывание и удержание излишней влаги в пенобетоне, что благоприятно влияет на снижение усадки и повышение прочности.
Состав N 3, оптимизированный по главным свойствам, имеет теплопроводность в 3 раза меньшую, чем аналогичные материалы и прототип по табл. 2. Это объясняется формированием наилучшей структурой пор в пенобетоне. Состав добавок (см. табл. 1) позволяет получить очень устойчивую пену с наиболее благоприятным размером (от 0,3 до 0,8 мм) пор, равномерно (однородно) размещенных по сечению материала, имеющих замкнутое строение, шарообразную форму. Технология приготовления материала позволяет максимально сохранить и выгодно использовать получаемую структуру пены. В определенном режиме наполнения ее цементным, а затем кремнеземисто-цементным материалом, позволяет получать наиболее прочную, безусадочную, менее теплопроводную структуру. Такая структура не разрушается при введении песчаной фракции, при перемешивании, и при перекачивании на большие расстояния.
Раздельное введение цемента и песка имеет ключевое значение в технологии приготовления пенобетона. Режимы введения и результаты испытаний образцов представлены в таблице 3. Separate introduction of cement and sand is of key importance in foam concrete technology. The modes of administration and test results of the samples are presented in table 3.
Данные наглядно демонстрируют влияние дозировки предварительно вводимого цемента, создающего "бронирование" структуры, т.е. обеспечивающего требуемую для технологии вязкость пеномассы, на прочностные и усадочные свойства материала. The data clearly demonstrate the effect of the dosage of pre-introduced cement, which creates a “reservation” of the structure, i.e. providing the foam viscosity required for the technology, on the strength and shrink properties of the material.
Укладка приготовленной смеси пенобетона в конструкцию опалубочных форм осуществляется методом перекачивания пеномассы с помощью бетононасоса с величиной пульсации давления не более 2 - 2,5 атм. Laying the prepared mixture of foam concrete in the design of formwork forms is carried out by pumping foam mass using a concrete pump with a pressure pulsation of no more than 2 - 2.5 atm.
Это давление обеспечивает перемещение смеси по трубопроводу на расстояние до 100 м и с подачей ее на высоту до 15 м диаметре бетоновода 50 - 100 мм. Превышение пульсации давления более 2,5 атм вызывает необратимый процесс воздухоудаления из смеси с разрушением структуры пор и повышением объемной массы пенобетона более 10%. Это соответствует изменению марки пенобетона по объемной массе, что недопустимо по требованию нормативов СНиП. Укладку пеномассы в опалубочные формы производят горизонтальными слоями, что снижает интегральные показатели усадочных напряжений в процессе схватывания, твердения и влагоудаления из массива пенобетонных конструкций в процессе их эксплуатации. Показатель высоты слоя к его ширине более 3-х, создает условия увеличения вертикальных составляющих усадочных напряжений до критических значений, что увеличивает вероятность усадочных деформаций материала. This pressure ensures that the mixture moves through the pipeline to a distance of 100 m and is supplied to a height of up to 15 m with a diameter of 50-100 mm of concrete. Exceeding pressure pulsations of more than 2.5 atm causes an irreversible process of air removal from the mixture with the destruction of the pore structure and an increase in the bulk density of foam concrete of more than 10%. This corresponds to a change in the brand of foam concrete in terms of bulk density, which is unacceptable according to the requirements of SNiP standards. Foam mass is laid in formwork in horizontal layers, which reduces the integral indicators of shrinkage stress during the setting, hardening and dehumidification from an array of foam concrete structures during their operation. The indicator of the layer height to its width of more than 3 creates the conditions for increasing the vertical components of shrink stress to critical values, which increases the likelihood of shrinkage deformation of the material.
Отечественный и зарубежный опыт применения пенобетонов отмечает, что эти материалы при своей высокой теплосберегающей способности, имеют невысокую прочность и большую величину усадки при высыхании материала. Решить эту задачу может только комплексная технологическая последовательность специальных приемов, направленных на снижение усадочных напряжений и сохранений прочностных характеристик. Именно так решает данную проблему предлагаемый способ. Domestic and foreign experience in the use of foam concrete notes that these materials, with their high heat-saving ability, have low strength and a large amount of shrinkage when the material dries. Only a complex technological sequence of special techniques aimed at reducing shrink stresses and preserving strength characteristics can solve this problem. This is how the proposed method solves this problem.
Состав применяемого материала содержит компоненты улучшающие качество пены, структуру пор и снижающие усадочные характеристики. Это обеспечено: введением оптимального количества песка с модулем крупности < 1.2, ускорением схватывания бетона, предотвращающем расслоение, усадкоснижающей добавкой "ТИАМАК". Способ приготовления пенобетона обеспечивает наиболее оптимальный режим введения цемента и песка, что дает возможность наиболее полного осуществления реакции гидратации цемента, создания эффективной вязкости пеномассы "бронированной" частицами цемента и не допускающей седиментации (расслоения) песчаной фракции, т.е. создающей наиболее эффективную поровую структуру. The composition of the material used contains components that improve the quality of the foam, the structure of the pores and reduce shrinkage characteristics. This is ensured by: introducing the optimal amount of sand with a particle size modulus <1.2, accelerating the setting of concrete to prevent delamination, and the shrink-reducing additive TIAMAK. The method of preparing foam concrete provides the most optimal mode of introducing cement and sand, which allows the most complete implementation of the cement hydration reaction, creating an effective viscosity of the foam mass "armored" by cement particles and not allowing sedimentation (separation) of the sand fraction, i.e. creating the most effective pore structure.
Наиболее эффективным приемом, обеспечивающим стабилизацию свойств приготавливаемого пенобетона, является примененная технология непрерывного дозирования и приготовления пенобетона. Это обеспечивает минимальные отклонения по объемной массе материала, т.е. однородность показателей качества по всем сечениям бетонируемых конструкций. Это происходит за счет разовой настройки оборудования, но не может быть обеспечено при цикличных замесах приготовления пенобетона. The most effective technique for stabilizing the properties of the foam concrete being prepared is the applied technology of continuous dosing and preparation of foam concrete. This ensures minimal deviations in the bulk density of the material, i.e. uniformity of quality indicators across all sections of concrete structures. This is due to a one-time setup of the equipment, but cannot be provided with cyclic kneading of the preparation of foam concrete.
Приготовленная в непрерывном режиме пенобетонная масса перекачивается и укладывается в опалубочные формы способом, исключающим потерю качества пенобетона и исключающим возникновение даже незначительных усадочных деформаций. The foam concrete mass prepared in a continuous mode is pumped and laid in formwork in a way that eliminates the loss of foam concrete quality and excludes the occurrence of even slight shrinkage deformations.
Осуществление бетонирования конструкций из пенобетона предложенным способом, позволяет на каждом этапе работ (состав, приготовление, укладка) иметь высокую гарантию качества получаемого материала и тех конструкций, которые изготавливаются с его применением. The implementation of concreting of foam concrete structures by the proposed method allows at each stage of work (composition, preparation, laying) to have a high guarantee of the quality of the material obtained and those structures that are manufactured with its use.
Данный способ является основой новой технологии скоростного строительства домов, где материал производится на месте строительства и укладывается в возводимые конструкции непрерывно с его производством. This method is the basis of a new technology for high-speed construction of houses, where the material is produced at the construction site and fits into the structures being constructed continuously with its production.
Цепь заявленных технологических операций позволит получать высококачественный теплоизоляционно-конструкционный материал с высокой гарантией надежности требуемых свойств. The chain of declared technological operations will allow to obtain high-quality heat-insulating and structural material with a high guarantee of reliability of the required properties.
Данная технология позволяет оперативно контролировать свойства приготовляемого пенобетона и эффективно управлять процессом возведения ограждающих конструкций. This technology allows you to quickly control the properties of the prepared foam concrete and effectively control the process of erecting building envelopes.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1662988, кл. С 04 В 38/10, 1988 г.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1662988, cl. From 04 to 38/10, 1988
2. Авторское свидетельство СССР N 17634286, кл. С 04 В 38/10, 1990 г. 2. USSR author's certificate N 17634286, cl. S 04 V 38/10, 1990
3. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона СН-277-80, 1981 г. 3. Instructions for the manufacture of cellular concrete products SN-277-80, 1981
4. Авторское свидетельство СССР N 1766887, кл. С 04 В 38/10, 1995 г. 4. Copyright certificate of the USSR N 1766887, cl. S 04 V 38/10, 1995
5. Патент РФ N 2010021, кл. С 04 В 38/10, 1993 г. 5. RF patent N 2010021, cl. S 04 V 38/10, 1993
Claims (2)
Портландцемент - 48 - 60
Кремнеземистый наполнитель - 12 - 24
Пенообразователь - 0,08 - 0,12
Стабилизатор пены - 0,06 - 0,08
Ускоритель схватывания - 0,04 - 0,06
Противоусадочная добавка - 0,12 - 0,16
Известь - 0,08 - 0,12
Вода - Остальное
3. Способ изготовления по крайней мере монолитных конструкций из ячеистого цементного безавтоклавного бетона, включающий приготовление смеси, подготовку форм или опалубки, подачу в них смеси, укладку, выдержку до набора распалубочной прочности, отличающийся тем, что пенобетонную смесь подают к месту укладки методом перекачивания с пульсацией давления не более 2 - 2,5 атм, а укладку пенобетонной смеси в формы или опалубку производят послойно горизонтальными слоями, при этом соотношение высоты и ширины сечения каждого горизонтального слоя не превышает 2,5 - 2,8.2. The raw material mixture for the preparation of foam concrete, including Portland cement, a siliceous filler, a foaming agent, water and a foam stabilizer, characterized in that it additionally contains a setting accelerator, anti-shrink additive, lime, and as a foaming agent a composition based on Morpen type triethanolamine in the following ratio, wt. %:
Portland cement - 48 - 60
Siliceous filler - 12 - 24
Frother - 0.08 - 0.12
Foam Stabilizer - 0.06 - 0.08
Setting accelerator - 0.04 - 0.06
Anti-shrink additive - 0.12 - 0.16
Lime - 0.08 - 0.12
Water - Else
3. A method of manufacturing at least monolithic structures from cellular cementless autoclave concrete, comprising preparing a mixture, preparing molds or formwork, feeding the mixture into them, laying, holding to a set of stripping strength, characterized in that the foam concrete mixture is fed to the installation site by pumping with the pressure pulsation is not more than 2 - 2.5 atm, and the foam concrete mixture is laid in molds or formwork in layers in horizontal layers, while the ratio of the height and width of the cross section of each horizontal layer is n e exceeds 2.5 - 2.8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104832A RU2132314C1 (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97104832A RU2132314C1 (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97104832A RU97104832A (en) | 1999-04-10 |
RU2132314C1 true RU2132314C1 (en) | 1999-06-27 |
Family
ID=20191281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97104832A RU2132314C1 (en) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2132314C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471753C1 (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Crude mixture for making foamed concrete |
CN109655366A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-19 | 中建西部建设西南有限公司 | A kind of device and method of Fast Evaluation workability water-reducing agent performance |
-
1997
- 1997-03-21 RU RU97104832A patent/RU2132314C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
RU, патент, 2010021б кл. C 04 B 38/10, 1994. * |
Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона СН-277-80, 1981. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471753C1 (en) * | 2011-07-27 | 2013-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | Crude mixture for making foamed concrete |
CN109655366A (en) * | 2019-01-24 | 2019-04-19 | 中建西部建设西南有限公司 | A kind of device and method of Fast Evaluation workability water-reducing agent performance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4383862A (en) | Concrete | |
US4660985A (en) | Methods for producing aerated cementitious compositions | |
CA2905839C (en) | Composite railroad ties and methods of production and uses thereof | |
SA519400994B1 (en) | Continuous Mixer and Method of Mixing Reinforcing Fibers with Cementitious Materials | |
RU2262497C2 (en) | Method of manufacture of foam concrete and installation for its realization | |
JPH10114584A (en) | Lightweight and porous mineral heat insulating plate | |
EP3483131B1 (en) | Method of production of a mineral foam obtained from a foaming slurry of high yield stress | |
CN108430946A (en) | Ultralight mineral froth | |
JPS63236779A (en) | Foamed concrete, manufacture of foam raw liquid therefor and equipment therefor | |
RU2132314C1 (en) | Method of manufacturing cellular concrete, raw mixture for manufacturing cellular concrete, and method of manufacturing structures | |
CN112942357B (en) | Ultra-light foam concrete deep cushion layer using waste foam particles as filler and preparation method thereof | |
CN1328204C (en) | Heat insulating bearing concrete brick and its production process | |
CN117105546A (en) | Metal-rich cement additive and application thereof in improving concrete performance by using reinforcing steel bars | |
RU2406711C1 (en) | Method of producing reinforced cellular-concrete mix | |
JP3550341B2 (en) | Plastic injection material | |
RU2390515C1 (en) | Method of processing concrete mixture and device for implementing said method | |
CN104291760A (en) | High-expansion cement-based composite material and preparation method thereof | |
RU2678458C1 (en) | Method of manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs, line for manufacturing fiber-reinforced foam blocks and slabs | |
RU2573655C2 (en) | Preparation method of basalt fibre reinforced compositions for dispersion-reinforced foam concrete | |
RU2245784C2 (en) | Method of production of decorative facade made out of architectural concrete and a form for its realization | |
RU2315840C2 (en) | Construction extrusion-compensatory block, block production line and method for porous material production for block filling | |
CN1974928B (en) | Method for making stiffen foundation of pervious ground and apparatus thereof | |
CN112538928B (en) | Enhanced light inner wallboard | |
RU2778225C1 (en) | Method for obtaining a foam concrete mixture | |
JP6883477B2 (en) | Hardened concrete |