RU2778225C1 - Method for obtaining a foam concrete mixture - Google Patents

Method for obtaining a foam concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2778225C1
RU2778225C1 RU2021130028A RU2021130028A RU2778225C1 RU 2778225 C1 RU2778225 C1 RU 2778225C1 RU 2021130028 A RU2021130028 A RU 2021130028A RU 2021130028 A RU2021130028 A RU 2021130028A RU 2778225 C1 RU2778225 C1 RU 2778225C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam concrete
foam
mixture
cement
mixer
Prior art date
Application number
RU2021130028A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Казбекович Базоев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТОКАР"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТОКАР" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТОКАР"
Application granted granted Critical
Publication of RU2778225C1 publication Critical patent/RU2778225C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction materials.
SUBSTANCE: invention relates to the production of foam concrete used in the construction and repair of residential, industrial buildings and structures where continuous supply of foam concrete mixture is required. The method for obtaining a foam concrete mixture includes mixing in a given ratio of cement with water, filler: sand fractions less than or equal to 0.315 mm and/or a reinforcing additive: microfiber in a mixer-activator with a rotation speed of 200-500 rpm with heating of the mixture to 30 - 45 degrees Celsius and hydro-activation of cement at a water-cement ratio from 0.28 to 034, preparation of the foaming agent by stirring for one minute in a container of protein foaming agent concentrate with water in a ratio from 1:50 to 1:25, followed by aeration of the resulting foaming agent solution with compressed air at a pressure of 0.5 - 0.6 MPa in a foam generator until foam is formed with a multiplicity of 20 - 40, obtaining a foam concrete mixture at the place of application of foam concrete by mixing in a mixer-porizer with a rotation speed of working bodies 100 - 500 rpm in a given ratio of the specified activated cement mixture and the resulting foaming agent solution.
EFFECT: development of a method that provides continuous production of foam concrete mixture directly at the construction site without loss of quality of the foam concrete mixture.
1 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к области получения пенобетона в различных отраслях строительства, в частности при строительстве и ремонте жилых и промышленных зданий и сооружений, где требуется непрерывная подача пенобетонной смеси.The present invention relates to the field of producing foam concrete in various sectors of construction, in particular in the construction and repair of residential and industrial buildings and structures, where a continuous supply of foam concrete is required.

К основным недостаткам производства пенобетонной смеси известными способами относят цикличность производства, влекущую за собой большую неоднородность смеси не только от замеса к замесу, но и в одном и том же замесе в верхней и нижней частях смесителя, высокое водоцементное отношение, сравнительно низкую начальную и конечную прочность, большую усадку, образование усадочных трещин, а в монолитном пенобетоне еще и невозможность заливать легкие пенобетоны слоем высотой более 50 см за один раз. Кроме того, по известной технологии сложно получать качественные теплоизоляционные пенобетоны низких плотностей (200 кг/м3 и ниже). Эти недостатки сдерживают широкое применение пенобетона в строительстве.The main disadvantages of the production of foam concrete mix by known methods include the cyclical production, which entails a large heterogeneity of the mixture not only from batch to batch, but also in the same batch in the upper and lower parts of the mixer, high water-cement ratio, relatively low initial and final strength , large shrinkage, the formation of shrinkage cracks, and in monolithic foam concrete it is also impossible to pour light foam concrete with a layer more than 50 cm high at a time. In addition, according to the known technology, it is difficult to obtain high-quality heat-insulating foam concrete of low density (200 kg/m 3 and below). These shortcomings hinder the widespread use of foam concrete in construction.

Известны способы получения пенобетона близкие к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату: SU 461916, опубликовано 28.02.1975; RU 2099313, опубликовано 20.12.1997; RU 2197380, опубликовано. 10.09.1999.Known methods for producing foam concrete close to the claimed technical essence and the achieved result: SU 461916, published 02/28/1975; RU 2099313, published 12/20/1997; RU 2197380 published. 09/10/1999.

Недостатками известных способов являются циклический (периодический) режим работы, сравнительно низкая производительность оборудования, высокая неоднородность пенобетона и дефектность поровой структуры, и, как следствие, высокая усадка и низкая механическая прочность пенобетона.The disadvantages of the known methods are the cyclic (periodic) mode of operation, the relatively low productivity of the equipment, the high heterogeneity of the foam concrete and the imperfection of the pore structure, and, as a result, the high shrinkage and low mechanical strength of the foam concrete.

Известен способ получения пенобетона, являющийся наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению [RU 2581068, опубликовано: 10.04.2016]. Известный способ получения пенобетона включает перемешивание в заданном соотношении цемента с водой, при этом перемешивание цемента с водой осуществляют в смесителях с возможностью активирования цементной смеси, получение пенообразователя и получение пенобетона.A known method for producing foam concrete, which is the closest analogue to the claimed technical solution [RU 2581068, published: 10.04.2016]. A known method for producing foam concrete includes mixing in a given ratio of cement with water, while mixing cement with water is carried out in mixers with the possibility of activating the cement mixture, obtaining foaming agent and obtaining foam concrete.

Недостатками известного способа являются сложность и многостадийность технологии получения пенобетона, при котором процесс изготовления пенобетона растянут на 3 этапа. Известный способ требует достаточно сложного оборудования, особенно на последнем, третьем этапе, на котором, собственно и происходит окончательный процесс изготовления пенобетона, при этом, на данном этапе очень сложно контролировать качество получаемой пенобетонной смеси, т.к. этот процесс происходит во время транспортирования пеномассы от смесителя-аэратора по специальному пеномассопроводу-структурообразователю в виде диффузора до места укладки пенобетона в опалубку. Диффузор представляет собой трубопровод с переменным сечением, в котором за счет перепада давления в начале и конце трубопровода происходит изменение кратности пены от 2-5 до 8-15. Изготовление диффузора с переменным сечением по длине является сложной технической и технологической задачей, так как при изменении длины трубопровода-диффузора или высоты подачи пенобетонной смеси, необходимо каждый раз пересчитывать, а потом переделывать переменные площади сечения трубопровода-диффузора по длине. Авторы известного способа ошибочно считают пену с кратностью 8-15 высокократной, и способствующей получению качественного пенобетона в низких и сверхнизких плотностях, в то время, как согласно ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров», пена с кратностью до 20 считается низкократной, а качество пенобетона, особенно в легких и сверхлегких плотностях, во многом зависит от качества пены. Из открытых источников известно (статья «Основные параметры и характеристики пены для пенобетона» на сайте ЛАЙТБЕТОН (Легкие Бетоны) www.Litebeton.ru), что для производства качественного пенобетона рекомендуется использовать пену с кратностью 15-35. Таким образом, известная технология позволяет в самом лучшем, идеальном случае получать пену с кратностью 15, которая является минимально допустимой для производства пенобетона, в то время как для производства пенобетона легких и сверхлегких плотностей кратность пены должна быть в пределах от 25 до 40. Поэтому, применение пены с кратностью 8-15 в известном способе не сможет обеспечить получение высококачественного стабильного пенобетона лёгких и сверхлёгких плотностей (от 300 кг/м3 до 70 кг/м3) как заявлено в известном способе. Основным недостатком известной технологии является то, что фактическая максимальная дальность перемещения пенобетонной смеси от смесителя-аэратора до места укладки в опалубку составляет 25 метров по горизонтали, т.к. в таком случае диаметр пеномассопровода-структурообразователя на выходе составит 20 см (при 5 см на входе), как указано на фиг. 7 известного аналога, и даже в этом случае применять такой пеномассопровод является проблематичным, т.к. невозможно будет заливать пенобетон в опалубку с толщиной стен меньше 20 см. Тем более, что на строительной площадке очень часто место заливки находится на расстоянии 30-40 метров и более, и на высоте свыше 30 метров.The disadvantages of the known method are the complexity and multi-stage technology for producing foam concrete, in which the manufacturing process of foam concrete is extended into 3 stages. The known method requires rather complex equipment, especially at the last, third stage, at which, in fact, the final process of manufacturing foam concrete takes place, while at this stage it is very difficult to control the quality of the resulting foam concrete mixture, tk. this process occurs during the transportation of the foam mass from the mixer-aerator through a special foam-mass pipeline-structure former in the form of a diffuser to the place where the foam concrete is placed in the formwork. The diffuser is a pipeline with a variable section, in which, due to the pressure drop at the beginning and end of the pipeline, the foam ratio changes from 2-5 to 8-15. The manufacture of a diffuser with a variable cross-section along the length is a complex technical and technological task, since when changing the length of the pipeline-diffuser or the height of the foam concrete mixture, it is necessary to recalculate each time, and then redo the variable cross-sectional areas of the pipeline-diffuser along the length. The authors of the well-known method mistakenly consider foam with a multiplicity of 8-15 to be high-expansion, and contributing to the production of high-quality foam concrete in low and ultra-low densities, while, according to GOST R 50588-93 "Foam concentrates for extinguishing fires", foam with a multiplicity of up to 20 is considered low-expansion, and the quality of foam concrete, especially in light and ultra-light densities, largely depends on the quality of the foam. From open sources it is known (the article "Basic parameters and characteristics of foam for foam concrete" on the website LIGHTBETON (Lightweight Concrete) www.Litebeton.ru) that it is recommended to use foam with a multiplicity of 15-35 for the production of high-quality foam concrete. Thus, the known technology allows, in the best, ideal case, to obtain foam with an expansion of 15, which is the minimum allowable for the production of foam concrete, while for the production of foam concrete of light and ultralight densities, the expansion of foam should be in the range from 25 to 40. Therefore, the use of foam with a multiplicity of 8-15 in the known method will not be able to provide high-quality stable foam concrete of light and ultra-light densities (from 300 kg/m 3 to 70 kg/m 3 ) as stated in the known method. The main disadvantage of the known technology is that the actual maximum range of movement of the foam concrete mixture from the mixer-aerator to the place of laying in the formwork is 25 meters horizontally, because in such a case, the diameter of the foam structurant at the outlet will be 20 cm (with 5 cm at the inlet), as indicated in FIG. 7 known analogue, and even in this case, the use of such a foam pipeline is problematic, because it will be impossible to pour foam concrete into formwork with a wall thickness of less than 20 cm. Moreover, at a construction site, the pouring site is very often located at a distance of 30-40 meters or more, and at a height of over 30 meters.

Сложность известной технологии и постоянная необходимость в расчетах не способствует ее широкому применению на практике и является недоступной для предприятий малого бизнеса. Заявителем не найдено ни одной работающей промышленной установки по известной технологии.The complexity of the known technology and the constant need for calculations does not contribute to its widespread use in practice and is inaccessible to small businesses. The Applicant has not found any operating industrial installations using known technology.

Технической задачей, на которую направлено заявляемое изобретение является устранение недостатков аналогов, разработка усовершенствованного способа, позволяющего осуществлять непрерывное получение пенобетонной смеси непосредственно на месте строительства с помощью компактного и высокопроизводительного оборудования, при этом процесс изготовления разделен на две стадии: изготовление активированной цементной суспензии (или активированного цементно-песчаного раствора) в смесителе-активаторе при 400 об/мин с подачей раствора (или суспензии) по шлангу непосредственно к месту укладки пенобетонной смеси, даже если это место находится на 10 этаже и выше, где и происходит изготовление пенобетона в компактном и высокопроизводительном смесителе-поризаторе, в непосредственной близости к месту укладки.The technical task to which the claimed invention is directed is to eliminate the disadvantages of analogues, to develop an improved method that allows continuous production of a foam concrete mixture directly at the construction site using compact and high-performance equipment, while the manufacturing process is divided into two stages: the production of an activated cement slurry (or activated cement-sand mortar) in the mixer-activator at 400 rpm with the supply of the solution (or suspension) through the hose directly to the place of laying the foam concrete mixture, even if this place is located on the 10th floor and above, where the production of foam concrete takes place in a compact and high-performance mixer-porizer, in close proximity to the place of laying.

Техническим результатом, на достижение которого направлен заявляемый способ получения пенобетонной смеси, является высокопроизводительный непрерывный режим приготовления пенобетонной смеси, возможность производства пенобетонной смеси непосредственно в месте её укладки, которое может находиться на большом расстоянии и на значительной высоте от места установки основного оборудования, что позволяет исключить потерю качества пенобетонной смеси на этапе её транспортировки от места изготовления до места укладки в опалубку.The technical result, which the claimed method of obtaining a foam concrete mixture is aimed at, is a high-performance continuous mode for preparing a foam concrete mixture, the possibility of producing a foam concrete mixture directly at the place of its laying, which can be located at a great distance and at a considerable height from the installation site of the main equipment, which makes it possible to exclude loss of quality of the foam concrete mixture at the stage of its transportation from the place of manufacture to the place of laying in the formwork.

Для достижения указанного технического результата способ получения пенобетонной смеси включает перемешивание в заданном соотношении цемента с водой, заполнителем и добавками, при этом перемешивание цемента с водой и добавками, заполнителем осуществляют в смесителях с возможностью активирования цементной смеси, получение пенообразователя, получение пенобетона, перемешивание в смесителе активированной цементной смеси осуществляют при водоцементном соотношении от 0,28 до 0,34, получение пенообразователя осуществляют посредством перемешивания в емкости концентрата протеинового пенообразователя с водой в соотношении от 1:50 до 1:25 с последующей аэрацией сжатым воздухом, получение пенобетона осуществляют посредством перемешивания в смесителе-поризаторе в заданном соотношении активированной цементной смеси и пенообразователя до образования пенобетона с кратностью пены 20-40, при этом перемешивание активированной цементной смеси и пенообразователя осуществляют в течение заданного количества времени на месте применения пенобетона.To achieve the specified technical result, the method for producing a foam concrete mixture includes mixing in a given ratio of cement with water, aggregate and additives, while mixing cement with water and additives, aggregate is carried out in mixers with the possibility of activating the cement mixture, obtaining foaming agent, obtaining foam concrete, mixing in the mixer of the activated cement mixture is carried out at a water-cement ratio from 0.28 to 0.34, obtaining the foaming agent is carried out by mixing the protein foaming agent concentrate with water in a ratio of 1:50 to 1:25 in a container, followed by aeration with compressed air,production of foam concrete is carried out by mixing in a mixer-porizer in a given ratio of activated cement mixture and foaming agent until foam concrete is formed with a foam ratio of 20-40, while mixing the activated cement mixture and foaming agent is carried out for a given amount of time at the place of application of foam concrete.

Существенные отличия предлагаемого способа от известных являются:Significant differences between the proposed method and the known ones are:

1. Технология изготовления пенобетонной смеси по предлагаемому способу происходит в 2 этапа, вместо 3 этапов, как у известной технологии [наиболее близкий аналог RU 2581068, опубликовано: 10.04.2016], и может быть описана двумя словами «гидроактивация-поризация», вместо «активирование-аэрирование-структурирование».1. The production technology of the foam concrete mixture according to the proposed method takes place in 2 stages, instead of 3 stages, as in the known technology [the closest analogue of RU 2581068, published: 04/10/2016], and can be described in two words "hydroactivation-porization", instead of " activation-aeration-structuring".

2. По предлагаемой технологии на первом этапе, для смешения вяжущего, заполнителей, добавок и воды применяется смеситель-активатор без кавитационного эффекта и со скоростью вращения рабочих органов 200-500 оборотов в минуту, вместо 1000-1500 оборотов в минуту в смесителе-активаторе с кавитационным эффектом в известной технологии и на известной установке, при этом рабочие органы предлагаемого смесителя-активатора кардинальным образом отличаются от рабочих органов высокоскоростных кавитационных смесителей в известной технологии и известной установке.2. According to the proposed technology, at the first stage, to mix the binder, aggregates, additives and water, an activator mixer is used without cavitation effect and with a rotation speed of the working bodies of 200-500 rpm, instead of 1000-1500 rpm in an activator mixer with cavitation effect in a known technology and a known installation, while the working bodies of the proposed mixer-activator are fundamentally different from the working bodies of high-speed cavitation mixers in a known technology and a known installation.

3. В предлагаемой технологии насос для перекачивания цементно-песчаной смеси или цементной суспензии снабжен вместительным приемным бункером, поэтому в предлагаемой технологии не требуется промежуточная емкость-накопитель для активированной смеси (суспензии), как это имеет место в известной технологии и в известной установке.3. In the proposed technology, the pump for pumping a cement-sand mixture or cement slurry is equipped with a capacious receiving hopper, therefore, the proposed technology does not require an intermediate storage tank for the activated mixture (suspension), as is the case in the known technology and in the known installation.

4. В предлагаемой технологии предполагается применение современных экологически чистых протеиновых пенообразователей, которые очень легко перемешиваются с водой путем ручного перемешивания любым веслообразным предметом в течение одной минуты и не требуют применения смесителя-активатора с кавитационным эффектом и со скоростью вращения рабочих органов 1000-1500 оборотов в минуту, как это имеет место в известной технологии в известной установке.4. The proposed technology assumes the use of modern environmentally friendly protein foaming agents, which are very easily mixed with water by manually mixing with any paddle-shaped object for one minute and do not require the use of a mixer-activator with a cavitation effect and with a rotation speed of the working bodies of 1000-1500 revolutions per minute. minute, as is the case in known technology in a known installation.

5. В известной технологии все оборудование расположено вместе, на одной площадке и на одном уровне и расстояние между насосом для перекачки активированной смеси (суспензии), насосом для перекачки раствора пенообразователя до смесителя-аэратора, в котором происходит перемешивание всех компонентов и начальная стадия изготовления пенобетонной смеси, принимается минимально возможным и составляет несколько метров и реальное расстояние подачи пенобетонной смеси составляет не более 25 метров, а в предлагаемой технологии предусмотрено, что все основное оборудование, включая насосы для перекачки активированной смеси (суспензии) и раствора пенообразователя, располагаются в одном месте, а компактный смеситель-поризатор, в котором происходит перемешивание всех компонентов и изготовление готовой пенобетонной смеси, располагается непосредственно на месте укладки пенобетонной смеси, при этом расстояние от насосов до смесителя-поризатора в предлагаемой установке может находиться до 100 метров и более как по горизонтали, так и по вертикали.5. In the well-known technology, all equipment is located together, on the same platform and at the same level, and the distance between the pump for pumping the activated mixture (suspension), the pump for pumping the foam concentrate solution to the mixer-aerator, in which all components are mixed and the initial stage of production of foam concrete mixture is taken as the minimum possible and is several meters, and the actual distance of the foam concrete mixture supply is no more than 25 meters, and the proposed technology provides that all the main equipment, including pumps for pumping the activated mixture (suspension) and the foam concentrate solution, are located in one place, and a compact mixer-porizer, in which all components are mixed and the finished foam concrete mixture is produced, is located directly at the place of laying the foam concrete mixture, while the distance from the pumps to the mixer-porizer in the proposed installation can be up to 100 meters or more both horizontally and vertically.

6. В известной технологии перемешивание всех компонентов и начальная стадия изготовления пенобетонной смеси происходит в смесителе-аэраторе со скоростью вращения рабочих органов 1000-1500 оборотов в минуту и при избыточном давлении воздуха до 2,5 МПа, а в предлагаемой технологии перемешивание всех исходных компонентов, включая армирующие (микрофибра разных видов), происходит в смесителе-поризаторе со скоростью вращения рабочих органов 100-500 оборотов в минуту и при обычном атмосферном давлении.6. In the known technology, the mixing of all components and the initial stage of manufacturing the foam concrete mixture takes place in a mixer-aerator with a rotation speed of the working bodies of 1000-1500 rpm and at an excess air pressure of up to 2.5 MPa, and in the proposed technology, mixing of all initial components, including reinforcing (microfiber of different types), takes place in a mixer-porizer with a speed of rotation of the working bodies of 100-500 rpm and at normal atmospheric pressure.

7. В известной технологии в процессе изготовления пенобетонной смеси достигается кратность пены 8-15, а в предлагаемой технологии и на предлагаемой установке кратность пены достигает значения 20-40, что является существенным отличием.7. In the known technology, in the process of manufacturing the foam concrete mixture, a foam expansion rate of 8-15 is achieved, and in the proposed technology and on the proposed installation, the foam expansion rate reaches 20-40, which is a significant difference.

8. В известной технологии процесс изготовления пенобетонной смеси происходит в несколько стадий и растянут как по времени, так и в пространстве: сначала происходит перемешивание всех компонентов при высоком давлении воздуха до 2,5 МПа и начало процесса поризации активированной смеси, после чего подготовленная пеномасса поступает в канал пеномассопровода-структурообразователя в виде диффузора, совмещающего непрерывное транспортирование пеномассы и ее бездефектное структурирование в режиме свободного движения под действием разности давлений на входе и выходе канала при ограничении максимальной линейной скорости потока и минимального времени пребывания пеномассы в канале, а в предлагаемой технологии процесс изготовления пенобетонной смеси происходит непрерывно, в одну стадию и в течение нескольких секунд при атмосферном давлении в высокопроизводительном смесителе-поризаторе, объемом от 10 до 20 литров, и готовая пенобетонная смесь по обычному трубопроводу (шлангу) диаметром 50-60 мм подается без потери качества в опалубку.8. In a well-known technology, the process of manufacturing a foam concrete mixture occurs in several stages and is stretched both in time and space: first, all components are mixed at high air pressure up to 2.5 MPa and the process of porousization of the activated mixture begins, after which the prepared foam mass enters into the channel of the foam mass pipeline-structurant in the form of a diffuser that combines the continuous transportation of the foam mass and its defect-free structuring in the free movement mode under the influence of the pressure difference at the inlet and outlet of the channel while limiting the maximum linear flow rate and the minimum residence time of the foam mass in the channel, and in the proposed technology, the manufacturing process foam concrete mixture occurs continuously, in one stage and for several seconds at atmospheric pressure in a high-performance mixer-porizer, with a volume of 10 to 20 liters, and the finished foam concrete mixture is fed through a conventional pipeline (hose) with a diameter of 50-60 mm. tsya without loss of quality in the formwork.

Заявляемый способ проиллюстрирован схемой, где на фигуре 1 приведены следующие обозначения:The inventive method is illustrated by a diagram, where figure 1 shows the following symbols:

1 – Смеситель-активатор вяжущих;1 - Mixer-activator of binders;

2 – Насос-дозатор воды;2 - Water dosing pump;

3 – Дозатор сыпучих материалов;3 - Bulk material dispenser;

4 – Героторный насос с приемным бункером;4 - Gerotor pump with a receiving hopper;

5 – Пульт управления дозированием компонентов;5 - Control panel for dosing components;

6 – Шланг подачи активированной цементной суспензии;6 - Hose for supplying activated cement slurry;

7 – Емкость с раствором пенообразователя;7 - Container with a foaming agent solution;

8 –Насос подачи раствора пенообразователя;8 - Foaming agent supply pump;

9 – Шланг подачи раствора пенообразователя;9 - Hose for supplying a foaming agent solution;

10 – Компрессор;10 - Compressor;

11 – Шланг подачи сжатого воздуха;11 – Compressed air supply hose;

12 – Пеногенератор;12 - Foam generator;

13 – Смеситель-поризатор;13 - Mixer-porizer;

14 – Пульт управления производством пенобетонной смеси;14 - Control panel for the production of foam concrete;

15 – Шланг подачи готовой пенобетонной смеси;15 - Hose for supplying the finished foam concrete mixture;

16 – Опалубка для заливки пенобетонной смеси;16 - Formwork for pouring foam concrete mixture;

17 – Емкость для воды.17 - Water tank.

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом процесса изготовления пенобетонной смеси по предлагаемой технологии в пластиковой емкости 7 объемом не менее 1 м3 изготавливают рабочий раствор пенообразователя путем разбавления концентрата протеинового пенообразователя холодной водой в соотношении от 1:50 до 1:25 в зависимости от жесткости воды и качества пенообразователя. Далее включают насос подачи раствора пенообразователя 8, полученный раствор пенообразователя подают по шлангу 9 в пеногенератор 12. Включают компрессор 10 и по шлангу 11 подают сжатый воздух под давлением 0,5-0,6 МПа в пеногенератор 12, при этом пеногенератор настраивают на необходимую плотность и производительность пены для каждой конкретной плотности пенобетонной смеси. После того, как пеногенератор настроен, и получена пена нужной плотности, приступают к изготовлению и активации цементной суспензии или цементно-песчаного раствора в смесителях-активаторах вяжущих 1 (цементно-песчаного раствора или цементной суспензии), каждый из которых оборудован частотным преобразователем с возможностью менять обороты смесителя от 0 до 500 оборотов в минуту. Управление осуществляют с пульта управления 5. В смеситель-активатор 1 из емкости 17 заливают воду с помощью насоса-дозатора воды 2 в количестве, соответствующему необходимому значению водо-цементного отношения (от 0,28 для сверхлегких теплоизоляционных пенобетонов до 0,4 для конструкционных). Затем включают один из смесителей-активаторов вяжущих 1 на средние обороты и плавно увеличивают их до максимальных, засыпают сухие добавки и цемент из дозатора 3. Если планируется получить пенобетон плотность выше 350 кг/м3, то в смеситель-активатор 1 добавляется определенное количество песка, которое рассчитывается в зависимости от качества песка и требуемой плотности пенобетона. Песок предпочтительно используют мелких фракции (меньше или равно 0,315 мм). При этом, чем выше планируется плотность пенобетона, тем больше песка добавляется в смесь. После добавления всех компонентов смеситель-активатор 1 продолжает работать на максимальных оборотах еще 2 минуты. В это время приступают к изготовлению и активации вяжущих (цементной суспензии или цементно-песчаного раствора) во втором смесителе-активаторе вяжущих 1, который располагается по другую сторону приемного бункера насоса 4. После двух минут работы первого смесителя-активатора вяжущих со всеми компонентами смеси обороты этого смесителя-активатора снижают до малых оборотов, открывают заслонку у дна смесителя и выпускают полученную активированную вяжущую смесь в приемный бункер насоса 4, при этом указанный насос вяжущих снабжен частотным преобразователем. После того, как смесь из первого смесителя-активатора была слита в приемный бункер насоса 4, заслонку разгруженного смесителя-активатора закрывают, далее в этом смесителе-активаторе начинают готовить следующую партию вяжущей смеси. Для осуществления непрерывного режима приготовления пенобетонной смеси в приемный бункер насоса 4 попеременно подают активированную цементную суспензию или цементно-песчаную смесь из обоих смесителей-активаторов 1. Подготовленная вяжущая смесь с определенной скоростью непрерывно подается в смеситель-поризатор 13, где вяжущая смесь смешивается в определенной пропорции с пеной, которая непрерывно производится в пеногенераторе 12 и с определенной скоростью непрерывно подается в смеситель-поризатор 13. В смесителе-поризаторе 13 происходит тщательное турбулентное перемешивание вяжущей смеси с пеной с получением пенобетона требуемой плотности. Все параметры пены и пенобетона настраиваются с помощью пульта управления 14, который управляет производительностью насоса 4, производительностью насоса раствора пенообразователя 8, а также производительностью компрессора 10. Изготовленная в смесителе-поризаторе пенобетонная смесь по шлангу 15 небольшой длины (5-7 метров) подается в опалубку 16 или на горизонтальную поверхность перекрытия для заливки. The method is carried out as follows. Before starting the process of manufacturing a foam concrete mixture according to the proposed technology, in a plastic container 7 with a volume of at least 1 m 3 , a working solution of a foaming agent is made by diluting the concentrate of a protein foaming agent with cold water in a ratio of 1:50 to 1:25, depending on the hardness of the water and the quality of the foaming agent. Next, the pump for supplying the foam concentrate solution 8 is turned on, the resulting foam concentrate solution is fed through the hose 9 to the foam generator 12. The compressor 10 is turned on and compressed air is supplied through the hose 11 at a pressure of 0.5-0.6 MPa to the foam generator 12, while the foam generator is adjusted to the required density and foam performance for each specific foam concrete density. After the foam generator is set up and the foam of the desired density is obtained, they begin to manufacture and activate the cement slurry or cement-sand mortar in binder activator mixers 1 (cement-sand mortar or cement slurry), each of which is equipped with a frequency converter with the ability to change mixer speed from 0 to 500 rpm. The control is carried out from the control panel 5. Water is poured into the mixer-activator 1 from the tank 17 using a water metering pump 2 in an amount corresponding to the required value of the water-cement ratio (from 0.28 for ultra-light heat-insulating foam concrete to 0.4 for structural) . Then one of the mixer-activators of binders 1 is turned on at medium speed and smoothly increased to maximum, dry additives and cement are poured from the dispenser 3. If it is planned to obtain foam concrete with a density above 350 kg / m 3 , then a certain amount of sand is added to the mixer-activator 1 , which is calculated depending on the quality of sand and the required density of foam concrete. Sand is preferably used in fine fractions (less than or equal to 0.315 mm). At the same time, the higher the density of foam concrete is planned, the more sand is added to the mixture. After adding all the components, the mixer-activator 1 continues to operate at maximum speed for another 2 minutes. At this time, the production and activation of binders (cement slurry or cement-sand mortar) is started in the second mixer-activator of binders 1, which is located on the other side of the pump 4. After two minutes of operation of the first mixer-activator of binders with all components of the mixture, the turns this mixer-activator is reduced to low speed, the shutter is opened at the bottom of the mixer and the resulting activated binder mixture is discharged into the pump hopper 4, while the specified binder pump is equipped with a frequency converter. After the mixture from the first mixer-activator was drained into the receiving hopper of the pump 4, the valve of the unloaded mixer-activator is closed, then the next batch of the binder mixture is started in this mixer-activator. To implement the continuous mode of preparation of the foam concrete mixture, the activated cement slurry or the cement-sand mixture is alternately fed into the receiving hopper of the pump 4 from both mixer-activators 1. The prepared binder mixture is continuously fed at a certain speed into the mixer-porator 13, where the binder mixture is mixed in a certain proportion with foam, which is continuously produced in the foam generator 12 and at a certain speed is continuously fed into the mixer-porator 13. In the mixer-porizer 13, the binder mixture is thoroughly turbulently mixed with foam to obtain foam concrete of the required density. All parameters of the foam and foam concrete are adjusted using the control panel 14, which controls the performance of the pump 4, the performance of the foam concentrate solution pump 8, and the performance of the compressor 10. formwork 16 or on the horizontal surface of the slab for pouring.

В заявляемом способе, оборудование для получения вяжущей смеси представляет собой два смесителя-активатора цементно-песчаного раствора или цементной суспензии, два насоса-дозатора для воды, дозаторы сыпучих материалов, героторный насос с приемным бункером, пульт управления дозирования всех компонентов, емкость с раствором пенообразователя, насос для подачи раствора пенообразователя и компрессор размещают на строительной площадке на нулевом уровне высоты. Пеногенератор, смеситель-поризатор 13 и пульт управления 14 размещают на необходимой высоте и отдалении от основного оборудования, рядом с опалубкой в которую заливается пенобетонная смесь.In the claimed method, the equipment for producing a binder mixture consists of two mixer-activators of a cement-sand mortar or cement slurry, two dosing pumps for water, dispensers of bulk materials, a gerotor pump with a receiving hopper, a control panel for dosing all components, a container with a foam concentrate solution , the pump for supplying the foaming agent solution and the compressor are placed on the construction site at zero height. The foam generator, the mixer-porator 13 and the control panel 14 are placed at the required height and distance from the main equipment, next to the formwork into which the foam concrete mixture is poured.

Заявляемый способ производства пенобетона был неоднократно опробован заявителем на работающем прототипе экспериментальной установки в 2021 году. Ниже приведены примеры реализации предлагаемого способа.The claimed method for the production of foam concrete was repeatedly tested by the applicant on a working prototype of an experimental plant in 2021. Below are examples of the implementation of the proposed method.

Пример 1. В одном из смесителей-активаторов установки цемент перемешивался с водой, песком и добавками. Смеситель-активатор представлял собой вертикальный смеситель объемом 150 л. с частотой вращения рабочего органа 200-500 об/мин. В процессе перемешивания цементного раствора была обеспечена ускоренная и глубокая гидроактивация цемента в водной среде с нагревом смеси до 30- 45 градусов Цельсия. Полученную смесь с помощью героторного насоса подавали по шлангу диаметром 60 мм на высоту 10 м к месту заливки пенобетонной смеси под избыточным давлением в 1.2 рgH, в скоростной смеситель-поризатор объемом 10 л. Раствор пенообразователя изготавливался отдельно в пластиковой емкости при соотношении: на 100 кг воды 4 кг концентрата протеинового пенообразователя. При этом вся установка, включая компрессор, ёмкости с раствором пенообразователя размещались на нулевой отметке, а скоростной смеситель-поризатор располагался на высоте 10 метров по отношению к установке. В течение 3 минут регулировочными устройствами управления была установлена необходимая плотность, было осуществлено непрерывное изготовление пенобетонной смеси нужной плотности. Заявляемый способ позволил получить пенобетонную смесь по непрерывной технологии с низким водо-цементным отношением (0,28), плотностью 100 кг/м3, с повышенной начальной и конечной прочностью (не менее, чем на 30%).Example 1. In one of the mixer-activators of the installation, cement was mixed with water, sand and additives. The mixer-activator was a vertical mixer with a volume of 150 liters. with a rotation frequency of the working body of 200-500 rpm. In the process of mixing the cement slurry, accelerated and deep hydroactivation of cement in an aqueous medium was ensured with heating of the mixture to 30-45 degrees Celsius. Using a gerotor pump, the resulting mixture was fed through a hose with a diameter of 60 mm to a height of 10 m to the place where the foam concrete mixture was poured under an overpressure of 1.2 pgH, into a high-speed mixer-porizer with a volume of 10 liters. The foaming agent solution was prepared separately in a plastic container at the ratio: 4 kg of protein foam concentrate per 100 kg of water. In this case, the entire installation, including the compressor, containers with a foaming agent solution were placed at zero, and the high-speed mixer-porizer was located at a height of 10 meters in relation to the installation. Within 3 minutes, the required density was set by the adjusting control devices, and the foam concrete mixture of the required density was continuously produced. The inventive method made it possible to obtain a foam concrete mixture using a continuous technology with a low water-cement ratio (0.28), a density of 100 kg/m 3 , with increased initial and final strength (not less than 30%).

Пример 2. В тех же смесителях-активаторах установки цемент перемешивался с водой и добавками. В процессе перемешивания цементного раствора была обеспечена ускоренная и глубокая гидроактивация цемента в водной среде с нагревом смеси до 45 градусов Цельсия. Полученную смесь с помощью героторного насоса подавали по шлангу диаметром 60 мм на высоту 6 м к месту заливки пенобетонной смеси под избыточным давлением в 1.15 рgH, в скоростной смеситель-поризатор объемом 10 л. Раствор пенообразователя изготавливался отдельно в пластиковой емкости при соотношении: на 100 кг воды 4 кг концентрата протеинового пенообразователя. При этом вся установка, включая компрессор, ёмкости с раствором пенообразователя размещались на нулевой отметке, а скоростной смеситель-поризатор располагался на высоте 6 метров по отношению к установке. В течение 2 минут регулировочными устройствами управления была установлена необходимая плотность, было осуществлено непрерывное изготовление пенобетонной смеси нужной плотности.Example 2. In the same mixer-activators of the installation, cement was mixed with water and additives. In the process of mixing the cement slurry, accelerated and deep hydroactivation of cement in an aqueous medium was ensured with heating of the mixture to 45 degrees Celsius. Using a gerotor pump, the resulting mixture was fed through a hose with a diameter of 60 mm to a height of 6 m to the place where the foam concrete mixture was poured under an overpressure of 1.15 pgH, into a high-speed mixer-porizer with a volume of 10 liters. The foaming agent solution was prepared separately in a plastic container at the ratio: 4 kg of protein foam concentrate per 100 kg of water. In this case, the entire installation, including the compressor, containers with a foaming agent solution were placed at zero, and the high-speed mixer-porizer was located at a height of 6 meters in relation to the installation. Within 2 minutes, the required density was set by the adjusting control devices, and the foam concrete mixture of the required density was continuously produced.

Заявляемый способ позволил получить пенобетонную смесь по непрерывной технологии с низким водо-цементным содержанием (0,3), плотностью 200 кг/м3, с повышенной начальной и конечной прочностью (не менее, чем на 30%).The inventive method made it possible to obtain a foam concrete mixture using a continuous technology with a low water-cement content (0.3), a density of 200 kg/m 3 , with increased initial and final strength (not less than 30%).

Пример 3. В указанных выше смесителях-активаторах установки цемент перемешивался с водой, песком и добавками. В процессе перемешивания цементного раствора была обеспечена ускоренная и глубокая гидроактивация цемента в водной среде с нагревом смеси до 45 градусов Цельсия. Полученную смесь с помощью героторного насоса подавали по шлангу диаметром 60 мм на высоту 12 м к месту заливки пенобетонной смеси под избыточным давлением в 1.3 рgH, в скоростной смеситель-поризатор объемом 10л. Раствор пенообразователя изготавливался отдельно в пластиковой емкости при соотношении: на 100 кг воды 3 кг концентрата протеинового пенообразователя. При этом вся установка, включая компрессор, ёмкости с раствором пенообразователя размещались на нулевой отметке, а скоростной смеситель-поризатор располагался на высоте 12 метров по отношению к установке. В течение 2 минут регулировочными устройствами управления была установлена необходимая плотность, было осуществлено непрерывное изготовление пенобетонной смеси нужной плотности.Example 3 In the plant mixer-activators mentioned above, cement was mixed with water, sand and additives. In the process of mixing the cement slurry, accelerated and deep hydroactivation of cement in an aqueous medium was ensured with heating of the mixture to 45 degrees Celsius. Using a gerotor pump, the resulting mixture was fed through a hose with a diameter of 60 mm to a height of 12 m to the place where the foam concrete mixture was poured under an overpressure of 1.3 рgH, into a high-speed mixer-porizer with a volume of 10 l. The foaming agent solution was prepared separately in a plastic container at a ratio of 3 kg of protein foam concentrate per 100 kg of water. In this case, the entire installation, including the compressor, the tanks with the foaming agent solution were placed at zero, and the high-speed mixer-porizer was located at a height of 12 meters in relation to the installation. Within 2 minutes, the required density was set by the adjusting control devices, and the foam concrete mixture of the required density was continuously produced.

Заявляемый способ позволил получить пенобетонную смесь по непрерывной технологии с низким водоцементным содержанием (0,31), плотностью 400 кг/м3, с повышенной начальной и конечной прочностью (на 30%).The inventive method made it possible to obtain a foam concrete mixture using a continuous technology with a low water-cement content (0.31), a density of 400 kg/m 3 , with increased initial and final strength (by 30%).

Наиболее эффективная область применения пенобетона, полученного из пенобетонной смеси заявляемым способом, является утепление кровель, наружных стен зданий и различных коммуникаций. Перспективное направление применение способа – строительство энергоэффективных малоэтажных домов, все конструкции которых выполнены из пенобетона, усиленного каркасом. По данной технологии также можно строить дешевые и комфортные мансардные этажи над 5- и 9-этажными домами с квартирами для молодежи.The most effective field of application of foam concrete, obtained from the foam concrete mixture by the claimed method, is the insulation of roofs, external walls of buildings and various communications. A promising direction of application of the method is the construction of energy-efficient low-rise buildings, all structures of which are made of foam concrete reinforced with a frame. Using this technology, it is also possible to build cheap and comfortable attic floors above 5- and 9-storey buildings with apartments for young people.

Claims (1)

Способ получения пенобетонной смеси, характеризующийся перемешиванием в заданном соотношении цемента с водой, заполнителем - песком фракций меньше или равной 0,315 мм и/или армирующей добавкой - микрофиброй в смесителе-активаторе со скоростью вращения рабочих органов 200 - 500 оборотов в минуту с нагревом смеси до 30 - 45 градусов Цельсия и гидроактивацией цемента, перемешивание в смесителе-активаторе указанной цементной смеси осуществляют при водоцементном соотношении от 0,28 до 034, приготовление пенообразователя осуществляют перемешиванием в течение одной минуты в емкости концентрата протеинового пенообразователя с водой в соотношении от 1:50 до 1:25 с последующей аэрацией полученного раствора пенообразователя сжатым воздухом под давлением 0,5 - 0,6 МПа в пеногенераторе до образования пены кратностью 20 - 40, получение пенобетонной смеси осуществляют на месте применения пенобетона посредством перемешивания в смесителе-поризаторе со скоростью вращения рабочих органов 100 - 500 оборотов в минуту в заданном соотношении указанной активированной цементной смеси и полученного раствора пенообразователя.A method for producing a foam concrete mixture, characterized by mixing in a given ratio of cement with water, aggregate - sand fractions less than or equal to 0.315 mm and / or reinforcing additive - microfiber in an activator mixer with a rotation speed of the working bodies of 200 - 500 rpm with heating the mixture up to 30 - 45 degrees Celsius and hydroactivation of cement, mixing in the mixer-activator of the specified cement mixture is carried out at a water-cement ratio of 0.28 to 034, the preparation of the foaming agent is carried out by mixing for one minute in a container of a concentrate of a protein foaming agent with water in a ratio of 1:50 to 1 :25 followed by aeration of the resulting foam concentrate solution with compressed air at a pressure of 0.5 - 0.6 MPa in the foam generator until foam is formed with a ratio of 20 - 40; - 500 turnover ov per minute in a given ratio of the specified activated cement mixture and the resulting foam solution.
RU2021130028A 2021-10-15 Method for obtaining a foam concrete mixture RU2778225C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2778225C1 true RU2778225C1 (en) 2022-08-16

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148494C1 (en) * 1998-06-02 2000-05-10 ОАО "ВНИИстром им. П.П. Будникова" Method and device for preparation of foam concrete
RU2197380C2 (en) * 2001-03-13 2003-01-27 Ольшевский Михаил Васильевич Method of foam concrete mix production and device for method embodiment
RU2262497C2 (en) * 2003-12-15 2005-10-20 Зубехин Сергей Алексеевич Method of manufacture of foam concrete and installation for its realization
RU2573655C2 (en) * 2014-05-22 2016-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МОССПЕЦПРОМПРОЕКТ-М" Preparation method of basalt fibre reinforced compositions for dispersion-reinforced foam concrete
RU2581068C1 (en) * 2014-12-31 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" Method of producing foam concrete and apparatus therefor
WO2017093796A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Lafarge Ultra-light mineral foam
RU2627780C2 (en) * 2012-04-06 2017-08-11 Лафарж Insulating mineral foam material

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148494C1 (en) * 1998-06-02 2000-05-10 ОАО "ВНИИстром им. П.П. Будникова" Method and device for preparation of foam concrete
RU2197380C2 (en) * 2001-03-13 2003-01-27 Ольшевский Михаил Васильевич Method of foam concrete mix production and device for method embodiment
RU2262497C2 (en) * 2003-12-15 2005-10-20 Зубехин Сергей Алексеевич Method of manufacture of foam concrete and installation for its realization
RU2627780C2 (en) * 2012-04-06 2017-08-11 Лафарж Insulating mineral foam material
RU2573655C2 (en) * 2014-05-22 2016-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МОССПЕЦПРОМПРОЕКТ-М" Preparation method of basalt fibre reinforced compositions for dispersion-reinforced foam concrete
RU2581068C1 (en) * 2014-12-31 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" Method of producing foam concrete and apparatus therefor
WO2017093796A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Lafarge Ultra-light mineral foam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6046255A (en) Foam and foam/cement mixture
US2864714A (en) Method of producing aerated cementitious material
US4383862A (en) Concrete
US5900191A (en) Foam producing apparatus and method
US4185923A (en) Method and apparatus for producing insulating material
US2887275A (en) Apparatus for producing aerated cementitious material
CN105751373A (en) Special equipment for cast-in-situ lightweight concrete walls
RU2778225C1 (en) Method for obtaining a foam concrete mixture
US20060013062A1 (en) Lightweight foam carburetor
US9284725B2 (en) Stable compositions for use as building and construction materials
CN108996956A (en) A kind of ground heater laying technique
RU2406711C1 (en) Method of producing reinforced cellular-concrete mix
JP3258141B2 (en) How to cast foam concrete by spraying
RU2186749C2 (en) Method of manufacture of foam-concrete articles
CN1974928B (en) Method for making stiffen foundation of pervious ground and apparatus thereof
RU2581068C1 (en) Method of producing foam concrete and apparatus therefor
CN205572718U (en) Cast -in -place lightweight concrete wall body professional equipment
RU2197380C2 (en) Method of foam concrete mix production and device for method embodiment
Liew New innovative lightweight foam concrete technology
JPS6238505B2 (en)
RU2563243C1 (en) Method to produce filled polyurethanes and installation for its realisation
JPH0747536A (en) Producing apparatus for aggregate-containing air mortar
JPH02308068A (en) Method for placing cellular concrete in site
RU2118952C1 (en) Method of producing concrete for building structures
RU2283232C1 (en) Device for manufacturing foam material