SK32004A3 - Spôsob výroby betónových a železobetónových výrobkov - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka oblasti stavebníctva a môže byť využitý pri výrobe betónových a železobetónových výrobkov, najmä rôznych konštrukcií a blokov, dielcov pre bežné a špeciálne použitie, panelov, pilierov, priečok, obkladových dosiek, rovnako dosiek následne brúsených a leštených, dlažobných prvkov a pod.

Doterajší stav techniky

Je známy spôsob výroby konštrukcií z betónovej zmesi (patent Ruskej federácie, RU 2010019 z 30.03.1994, MPT 5: C04B 28/00, 40/00), ktorý opisuje prípravu betónovej zmesi cestou zmiešania cementu, piesku, vody a hrubého plniva, jej uloženie do formy alebo debnenia, zhutnenie zmesi vibráciou, vytvrdnutie a oddebnenie výrobku.

Najbližšie k prihlasovanému riešeniu, čo sa týka súhrnu znakov, je spôsob získavania betónových výrobkov z betónovej zmesi (patent Ruskej federácie, RU 2103234 z 27.01.1998, MPT 6: C04B 28/00, B28B 1/08, 11/00, 5/00, 15/00), ktorý zahrnuje zmiešanie zložiek betónovej zmesi, uloženie zmesi do foriem, jej zhutnenie vibráciou, vytvrdnutie vyformovaných výrobkov vo formách s ich následným oddebnením, pričom zhutňovanie vibráciou sa vykonáva až kým sa na povrchu zmesi nevytvorí cementové mlieko.

Nedostatkom uvedených spôsobov pri ich vykonávaní sú vysoká výrobná cena takto získaných výrobkov, ktorá súvisí s dosť veľkými nákladmi na najdrahšiu betónotvornú zložku - cement, a taktiež obmedzené koeficienty fyzikálno-mechanických vlastností betónových výrobkov.

Technickým problémom, na riešenie ktorého je zameraný vynález, je získanie betónových a železobetónových výrobkov so zlepšenými vlastnosťami, čo by umožnilo rozšíriť okruh použitia takýchto výrobkov, zvýšiť ich dobu použiteľnosti a pritom podstatne znížiť náklady konštrukcií získaných uvedeným spôsobom.

Podstata vynálezu

Zadaná úloha je riešená tým, že v uvedenom spôsobe, ktorý zahrnuje zmiešanie zložiek betónovej zmesi, uloženie zmesi do formy alebo jej formovanie, zhutnenie vibráciou, vytvrdnutie vyformovaného výrobku vo forme s jeho následným oddebnením, podľa vynálezu, zhutnenie betónovej zmesi vibráciou sa predlžuje za začiatok jej rozvrstvenia a ukončuje v štádiu presného rozvrstvenia zmesi na dve vrstvy -ľahkú a ťažkú frakciu, po čom sa ľahká frakcia odoberie a po druhý krát použije na prípravu betónovej zmesi.

Na rozdiel od najbližšieho analogického riešenia v ktorom sa nepripúšťa rozvrstvenie betónovej hmoty a vibračné zhutnenie sa vykonáva do vytvorenia ľahkej frakcie na povrchu zmesi, takzvaného cementového mlieka, ktorá svedčí o začiatku rozvrstvenia zmesi, uvedený spôsob počíta s predĺžením vibračného zhutnenia do štádia presného alebo určeného rozvrstvenia hmoty na dve vrstvy. To znamená, že vibračné zhutnenie sa vykonáva až po dosiahnutie potrebného stupňa rozvrstvenia betónovej zmesi, napríklad úplného (maximálneho). Stupeň rozvrstvenia sa odvodzuje od charakteristík ktoré má získavaný výrobok dosahovať.

Rozvrstvenie počas vibrácie zmesi nastáva v dôsledku rozdielnych hmotností betónotvorných zložiek. Vrchná ľahká frakcia, alebo vrchná vrstva v základe pozostáva z cementu a kvapalného plniva (vody, alkálie), t. j. gélu podobnej cementovej hmoty, a spodná ťažšia frakcia, alebo spodná vrstva obsahuje okrem cementu ťažšie zložky, napríklad také ako štrk, drobný štrk (hrubé plnivo) a piesok (jemné plnivo).

Uvedený spôsob dovoľuje odobrať maximálne množstvo nadbytočného cementu (gélu podobnej cementovej hmoty) a využiť ho (ju) po druhý raz na výrobu betónovej zmesi a pritom získať hutnejší materiál spodnej vrstvy, t. j. samotného výrobku.

Takto technický výsledok spočíva v dosiahnutí úspory nákladných materiálov, menovite cementu -najdrahšej zložky betónu, vďaka jeho druhému využitiu, a taktiež v zlepšení fyzikálno-mechanických vlastností betónových a železobetónových výrobkov, akými sú pevnosť, odolnosť voči opotrebeniu, ohňovzdornosť a mrazuvzdornosť, nepriepustnosť pre vodu a pod., čo je výsledkom získania hutnejšieho materiálu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je znázornená technologická schéma výroby betónových a železobetónových výrobkov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa uvedeného spôsobu sa zložky betónovej zmesi, napríklad cement, štrk, piesok, voda, stekuťovadlo, inhibítor kohézie, superplastifikátor, pridávajú z príslušných zásobníkov (s obsahmi 1, 2, 3, 4, 5, 6) (obr. 1) do miešačky 7 na betón s nútenou činnosťou, kde dochádza k ich mechanickému zmiešaniu.

- obsah cementu,

- obsah štrku,

- obsah piesku,

- obsah vody,

- obsah stekuťovadla,

- obsah inhibítora kohézie.

Potom sa betónová zmes z miešačky 7 na betón uloží do formy 9 na výrobu betónových alebo železobetónových výrobkov, ktorá je uložená na vibračnom stole 8, kde sa vykonáva zhutnenie zmesi a formovanie výrobku. Pri tomto sa zmes vibruje do jej úplného rozvrstvenia alebo ukončenia rozvrstvenia na ľahkú a ťažkú frakciu, to znamená, že doba vibrácie betónovej zmesi sa volí dlhšia, ako doba vibrácie, ktorá sa aplikuje v známych postupoch výroby betónových výrobkov, kde sa rozvrstvenie nepripúšťa. Týmto spôsobom sa získava zmes s dvoma vrstvami: vrchnou vrstvou 1_1 (ľahká frakcia) a spodnou vrstvou 10 (ťažká frakcia). Vrchná vrstva pozostáva v základe z cementu a vody, a základ spodnej, hutnejšej vrstvy, tvoria ťažšie zložky -štrk, a piesok. V ďalšom sa vrchná vrstva 11., t. j. tekutá zmes, odoberie (napríklad, posuvným rámom, odsávaním, zliatím a iné) a navracia sa do miešačky 7 na betón za účelom jej druhého využitia a získania betónovej zmesi. Betónové výrobky postupujú do pariacej komory 12, po čom sa vykoná oddebnenie hotovej produkcie.

Na vytvorenie betónovej zmesi môžu byť použité cementy všetkých druhov: portlandský cement, struskoportlandský cement, hlinitanový cement, sádrohlinitanový cement, magnéziový cement, alkalický struskový cement a iné. Štrk je vo frakciách 5-10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm a 40-70 mm, pričom sa používa piesok s modulom pevnosti do 2,7.

Počas laboratórnych výskumov bolo experimentálne určené percentuálne zloženie obsahu betónotvorných zložiek vo vrchnej a spodnej vrstve zmesi:

- vrchná vrstva - 40-60% gélu podobná cementová hmota (cement+kvapalina);

- spodná vrstva - 100% štrk, 100% piesok a 40-60% gélu podobná cementová hmota (cement+kvapalina).

Z tohto vyplýva, že úspora cementu tvorí približne 40-60%.

V porovnávacej tabuľkel je uvedené kvantitatívne zloženie a fyzikálnomechanické vlastnosti betónových výrobkov získaným klasickou technológiou (bez rozvrstvenia zmesi) a výrobkov získaných pomocou opísaného spôsobu.

Tab. 1

Označenie materiálu	Spôsob	Zloženie a vlastnosti
cement (kg)	štrk (kg)	piesok (kg)	voda (I)	plastif. stekuť. (kg)	Y hustota (kg/m3)	R pevnosť (kg/cm2)
Betón M 400	Betón bez rozvrstvenia	430	1150	620	145	2,5	2310	410
0. K. 12-15	Betón s rozvrstvením	215	1438	775	72	1,25	2430	455

Z tabuľky je zrejmé, že pri využití uvedeného spôsobu výroby betónových výrobkov, ktorý počíta s rozvrstvením zmesi, sa prudko znižujú náklady na cement a zvyšuje sa obsah lacnejších zložiek - cementu a piesku.

Týmto, uvedený spôsob umožňuje dosiahnuť podstatné úspory cementu a pritom zlepšiť pevnostné a iné vlastnosti betónových výrobkov.

Na realizovanie uvedeného spôsobu sa používa nevyhnuté bežné vybavenie, to t. j. tento spôsob si nevyžaduje špeciálne mechanizmy a zariadenia a môže byť uskutočňovaný v akomkoľvek na to určenom podniku.

Claims (2)

1. Spôsob výroby betónových a železobetónových výrobkov, ktorý zahrnuje zmiešanie zložiek betónovej zmesi, aspoň cementu, kvapaliny, hrubého a jemného plniva, uloženie zmesi do formy, zhutnenie betónovej zmesi vibráciou, vytvrdnutie vyformovaného výrobku vo forme s jeho následným oddebnením, vyznačujúci sa tým, že zhutnenie betónovej zmesi vibráciou sa predlžuje za začiatok jej rozvrstvenia a ukončuje v štádiu presného rozvrstvenia zmesi na ľahkú frakciu, ktorej základ tvorí cement a kvapalné plnivo, a ťažkú frakciu, ktorej základ vytvárajú hrubé a jemné plnivo s cementom a kvapalným plnivom, po čom sa ľahká frakcia odoberie.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že odobratá ľahká frakcia sa po druhý krát využije na prípravu betónovej zmesi.