UA154752U - Процес виготовлення полістиролбетону - Google Patents

Abstract

Процес виготовлення полістиролбетону включає попереднє спінювання сировинних полістирольних гранул проєктованої гранулометрії, з додаванням антипіренів. Отриману суміш транспортують до бетонозмішувального вузла. Полістирольні гранули, що зберігаються в ємності з діелектричного матеріалу, завантажують безпосередньо в бункер, з якого вони за допомогою повітря подаються на обʼємно-ваговий дозатор, корпус якого виконаний з діелектричного матеріалу. Після зважування полістирольні гранули спрямовуються в бетонний змішувач, куди попередньо завантажують пісок, цемент та водну суспензію. В бетонний змішувач спочатку подають 60-70 % води з введеною сильнопластифікуючою добавкою. Суміш перемішують в проміжок часу від 20-40 с. Не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 % полістирольних гранул впродовж 40 с. Після гомогенізації компонентів в суміш вводять решту полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою і перемішують 120-180 с. Отриману суміш вивантажують у форму для формування виробу. Вивантаження відбувається без використання вібрації впродовж 20-40 с з висоти не більше 50 см. Завантажену форму для формування виробу укривають ізоляційним матеріалом.

Description

Корисна модель належить до галузі будівництва, призначена для виготовлення легких бетонних сумішей при виготовленні теплоізоляційних та конструкційно-теплоізоляційних бетонів та виробів. Полістиролбетон за своїми властивостями має ряд істотних відмінностей, до переваг полістиролбетону належить можливість змінювання в широких межах його щільності, внаслідок чого полістиролбетон може бути як конструкційним, так і теплоізоляційним матеріалом. Виключно мала об'ємна щільність дозволяє виробляти легкий бетон з об'ємною масою, діапазон якої може бути вибраний відповідно до вимог конкретної області застосування, і при цьому бетон має широкий діапазон характеристик.

З рівня техніки відомий спосіб одержання полімербетону, при якому заміщують полімервмісну в'яжучу речовину - як полімервмісну в'яжучу речовину використовують продукт спільного помелу портландцементного клінкеру, гіпсу і поліметилметалкрилату (патент України

Мо 20969, МПК СО4В 26/12).

Недоліком способу є те, що перед виготовленням безпосередньо полістиролбетонів потрібно підготувати в'яжучу речовину, яка потребує додаткових механізмів з підготовки та визначення характеристик по довговічності продукції на основі нового в'яжучого.

Найбільш близьким аналогом, є процес виготовлення екологічно чистого, гранульованого, армованого полістиролбетону, що включає попереднє спінювання сировинних полістирольних гранул або дроблення відходів і тари ПСВ, нанесення на поверхню спінених гранул полістиролу модифікуючої добавки для поліпшення змащуваності і підвищення адгезії мінерального в'яжучого, закріплення по поверхні оброблених гранул мінерального в'яжучого, з додаванням при необхідності додаткової кількості води, завантаження одержаного гранульованого матеріалу у форми для подальшої обробки; як модифікуючу добавку застосовують водний розчин силікату натрію - натрієвого "рідкого скла" відповідної концентрації, нанесення адсорбуючого шару модифікуючої добавки здійснюють одноразовим зануренням спінених гранул під поверхню вказаного водного розчину, перенавантажують оброблені гранули в змішувач примусового типу, рівномірно розподіляють по довжині змішувача; у процесі перемішування мінерального в'яжучого в змішувач примусового типу подають через повітродувний шланг фібру (базальтову, пропіленову) попередньо оброблену у окремій ємкості направленим тиском повітря для роз'єднання склеєних волокон до одиничних, нанесення

Зо адсорбуючого шару водного розчину рідкого скла здійснюють в місткості для заливки необхідного його об'єму, забезпеченої дозатором для завантаження полістирольних гранул з розміщенням у його випускному отворі поворотного колеса з лопатями, виконаними для максимального захоплення полістирольних гранул по ширині (патент України Мо 77760,

МПК СО048 28/24).

Недоліком відомого аналога є те, що використання добавок на основі натрієвого "рідкого скла" призводить до неконтрольованих наслідків при взаємодії з продуктами гідратації цементу, так як відомо, що цей вплив призводить до швидкого набору міцності та збільшення, як наслідок, усадочних деформацій. Це говорить про неконтрольований влив на структуру та міцнісні характеристики цементного каменю. Безумовно наявність фіброволокна підвищує тріщиностійкість цементного каменю внаслідок взаємодії продуктів гідратації цементу з натрієвим "рідким склом", що ускладнює технологічний процес. Також недоліком є використання інших добавок, які впливають на реологічні властивості суміші, так як присутність лужного компонента у водній основі впливає на коректність та стабільність їх роботи.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення процесу виготовлення полістиролбетону шляхом зміни його технологічних параметрів, що за рахунок можливості контролювати точну подачу гранули відповідно до рецептурного рішення, контролюючи при цьому два параметри, об'єм та вагу, ділення циклу перемішування на етапи, забезпечує одержання стабільного високоякісного і міцного полістиролбетону.

Поставлена задача вирішується тим, що у процесі виготовлення полістиролбетону, який включає попереднє спінювання сировинних полістирольних гранул проєктованої гранулометрії, з додаванням антипіренів, отриману суміш транспортують до бетонозмішувального вузла, згідно з корисною моделлю, полістирольні гранули, що зберігаються в ємності з діелектричного матеріалу, завантажуються безпосередньо в бункер, з якого вони за допомогою повітря подають на об'ємно-ваговий дозатор, корпус якого виконаний з діелектричного матеріалу, після зважування полістирольні гранули спрямовуються в бетонний змішувач, куди попередньо завантажують пісок, цемент та водну суспензію, при цьому в бетонний змішувач спочатку подають 60-70 95 води з введеною сильнопластифікуючою добавкою, суміш перемішують в проміжок часу від 20 до 40 с, потім, не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 95 полістирольних гранул впродовж 40 с, після гомогенізації компонентів в суміш вводять решту бо полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою і перемішують ще 120-180 с,

отриману суміш вивантажують у форму для формування виробу, вивантаження відбувається без використання вібрації впродовж 20-40 с з висоти не більше 50 см, завантажену форму для формування виробу укривають ізоляційними матеріалами.

Зберігання полістирольних гранул в ємності з діелектричного матеріалу дозволяє уникнути електризування гранул на поверхні при зберіганні, транспортуванні та зважуванні.

Полістирольні гранули за допомогою повітря подаються безпосередньо в бункер на об'ємно- ваговий дозатор, корпус якого виконаний з діелектричного легкого матеріалу, зазвичай при виробництві полістиролбетонів полістирольні гранули в бетони додаються вручну, а не з бункера. Загальновідомі рішення бункерів бетонозмішувальних вузлів не передбачають таке конструктивне рішення, як використання діелектричного матеріалу для виготовлення бункера та подачу полістирольної гранули за допомогою повітря у дозувальне відділення. Звичайний ваговий дозатор має металевий корпус та відповідну вагу. Нормативним документом України, а саме ДСТУ Б В.2.7-96-2000, дозволена похибка по дозуванню заповнювачів, якими є полістирольні гранули, яка не повинна перевищувати 295. Вагові дозатори, що використовуються для зважування заповнювачів, мають конструкцію металевого бункера, який стоїть на вагових тензодатчиках. Самі тензодатчики мають похибку по зважуванню у 1 95.

Виходячи з вищеописаного, розуміємо, що металевий бункер має вагу, яка перевищує вагу нашого матеріалу в декілька разів, і за рахунок цього тензодатчик не зможе вловити похибку в 2 Ус на матеріалі 1 м", вага якого складає 9 кг. Тому і передбачено використання легкого діелектричного матеріалу, який забезпечить коректне зважування матеріалу та відсутність можливості його електризації до стінок бункера.

Використання об'ємно-вагового дозатора, дозволяє контролювати точну подачу гранули відповідно до рецептурного рішення, контролюючи при цьому два параметри, об'єм та вагу.

Також враховуючи, що гранули є легким заповнювачем, дозування відбувається зазвичай тільки по об'єму, що не дає можливості точно дозувати подачу гранули, тобто дотримуватись рецептури, що впливає на якість полістеролбетону. Використання дозування по двох параметрах вирішує цю проблему.

В бетонний змішувач завантажують пісок, цемент та водну суспензію, при цьому в бетонний змішувач спочатку подають 60-70 95 води з введеною сильнопластифікуючою добавкою, суміш

Зо перемішують в проміжок часу від 20 до 40 с, потім, не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 Фо полістирольної гранули впродовж 40 с, після гомогенізації компонентів в суміш вводять решту полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою і перемішують ще 120-180 с. У відомих рішеннях є два варіанти змішування.

Перший - це завантаження полістирольних гранул та частини води, після чого завантажується решта матеріалів відповідно до рецептурного рішення. Другий - завантаження матеріалів у послідовності, визначеній виробником, та сумісне перемішування.

Процес виготовлення полістиролбетону, що запропонований, передбачає ділення циклу перемішування на етапи, що дає можливість отримувати підвищені фізико-механічні властивості при густині менше 600 кг/м3. Перший етап включає перемішування, яке проводять в проміжок часу від 20 до 40 с, при цьому воду з введеною сильнопластифікуючою добавкою подають 60-70 95, в готовий розчин, не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 95 полістирольні гранули впродовж 40 с. Задачею першого етапу є підготовка суміш розчину та наситити її повітрям, знизивши густину до 1100 кг/м3.

Другий етап, впродовж 40 с в готовий розчин, не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 95 полістирольних гранул, що забезпечує розподілення полістирольних гранул в об'ємі суміші, а саме за рахунок мінімально допустимої різниці між густинами суміші та полістирольних гранул при перемішуванні затягують полістирольні гранули в об'єм суміші та рівномірно їх розподіляють.

Подальше перемішування решти полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою впродовж 120-180 с є продовженням другого етапу та забезпечує гомогенізацію суміші.

Суміш вивантажують у форму для формування виробу, при цьому вивантаження суміші відбувається без використання вібрації впродовж 20-40 с з висоти не більше 50 см. Дане технологічне рішення передбачене по двох причинах. Перша - це отримання суміші з осадкою конуса Абрамса - 24 см за рахунок використання добавок на основі полікарбоксилатів. Друга - це забезпечення однорідності суміші при укладанні, додаткова вібрація та висота може привести до седиментації.

Складовими компонентами полістиролбетону є: цементи високої активності (не нижче марки 500), пісок річковий, полістирольна гранула та хімічні домішки, що забезпечують бо повітровтягувальний ефект. Розрахунок складу полістиролбетону виконаний таким чином, щоб не менше 30 95 та не більше 45 95 1-го метра кубічної продукції складало повітря в вигляді капілярних та мікропор. Кількість втягнутого повітря в суміш характеризується та контролюється загальним часом перемішування, який має знаходитись в межах 150-230 секунд. Для продуктивності виробництва конструкцій з полістиролбетону їх виробництво повинно бути циклічним, тобто щодня конструкція має бетонуватись, а на наступний день вийматись з форми.

Для того, щоб конструкцію можна було вийняти з форми та вона була готова до транспортування, вона має мати міцність у 80 95 від класу бетону. Щоб дані строки набору міцності були можливими для стандартних бетонних конструкцій, використовують тепло- вологісний режим (нагрівання бетону в вологому середовищі для прискорення набору міцності).

В нашому випадку конструкції і так набирають достатню міцність, адже вони самі є джерелом виділення високої температури (50-65 градусів Цельсія). Дане явище спричинене раціонально підібраним складом бетонної суміші з високою кількістю повітря в системі та полістирольної гранули (не менше 0,8 м3). Цемент на початку твердіння виділяє тепло, тобто при взаємодії цементу з водою відбуваються екзотермічні реакції. В стандартному бетоні дана реакція не є помітною, адже його комплектуючі мають властивість швидкого теплообміну. В нашому ж випадку наявність полістиролу та втягнутого повітря не дає можливості бетону охолоджуватись, тобто він сам розігрівається, що забезпечує тепловий режим обробки. Після бетонування конструкція вкривається ізоляційними матеріалами для перешкоджанню випаровування вологи.

Таким чином створюється тепло-вологісний режим, який забезпечує необхідний набір міцності конструкцій, що задовольняє потреби продуктивності підприємства.

Виготовлення суміші відбувається наступним чином:

У валовий або планетарний змішувач подають пісок в кількості 120 кг та цемент в кількості 370 кг, суміш змішується. При початку змішування подають 60-7090 води з введеною сильнопластифікуючою добавкою, гіперпластифікатора на основі полікарбоксилатів в кількості 0,9 95 від маси цементу та води в кількості 110 літрів, які перемішуються в проміжок часу від 20 до 40 с. Не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 96 полістирольних гранул впродовж 40 с, після гомогенізації компонентів в суміш вводять решту полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою, поверхнево-активна речовина на основі олеїну сульфанату натрію з 50 літрами води, перемішують ще 120-180 с. Готову суміш вивантажують у

Зо форму для формування виробу, при цьому вивантаження суміші відбувається без використання вібрації впродовж 20-40 с з висоти не більше 50 см і проводять процес бетонування. Процес бетонування конструкцій проводять відповідно до ДСТУ-Н Б В.2.6-203. Завантажена форма для формування виробу вкривається ізоляційними матеріалами для збереження необхідної вологості для твердіння виробу. Температурний режим забезпечується за рахунок процесів екзотермії цементу та неможливості втрати тепла через наявність в структурі виробу пінополістирольних гранул, які є теплоізоляційним матеріалом. За рахунок даних факторів виріб розігрівається до температури 40-7/-50 "С. Дана температура та неможливість висихання конструкції забезпечують набір міцності в 8095 від проєктної за 24 години, що дозволяє забезпечити необхідну оборотність форм та продуктивність виробництва. Готовий виріб виймається з форми та транспортується на склад за допомогою крана.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Процес виготовлення полістиролбетону, який включає попереднє спінювання сировинних полістирольних гранул проєктованої гранулометрії, з додаванням антипіренів, транспортування отриманої суміші до бетонозмішувального вузла, який відрізняється тим, що полістирольні гранули, що зберігаються в ємності з діелектричного матеріалу, завантажують безпосередньо в бункер, з якого вони за допомогою повітря подаються на об'ємно-ваговий дозатор, корпус якого виконаний з діелектричного матеріалу, після зважування полістирольні гранули спрямовуються в бетонний змішувач, куди попередньо завантажують пісок, цемент та водну суспензію, при цьому в бетонний змішувач спочатку подають 60-70 95 води з введеною сильнопластифікуючою добавкою, суміш перемішують в проміжок часу від 20 до 40 с, потім, не припиняючи перемішування, поступово вводять 50-60 95 полістирольних гранул впродовж 40 с, після гомогенізації компонентів в суміш вводять решту полістирольних гранул та води з повітровтягувальною добавкою і перемішують 120-180 с, отриману суміш вивантажують у форму для формування виробу, вивантаження відбувається без використання вібрації впродовж 20-40 с з висоти не більше 50 см, завантажену форму для формування виробу укривають ізоляційним матеріалом.