UA59522A

UA59522A - Method for molding articles from dispersion mixes

Info

Publication number: UA59522A
Application number: UA2002043359A
Authority: UA
Inventors: Василь Іванович Гуйтур; Василий Иванович Гуйтур
Original assignee: Василь Іванович Гуйтур; Василий Иванович Гуйтур
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-09-15

Abstract

The method of moulding articles from disperse mixes includes batching of components of certain disperse mix, preparation, laying in the mould, consolidation of mix and thermal processing of article. Consolidation of disperse mix is carried out by consecutive combination of vibration, vacuumization and action of tightening weight: the mix enclosed in vacuum chamber is vacuumized first, then vacuumized with vibration and then vacuumized with vibration with simultaneous action of tightening weight. For consolidation of disperse mixes of various rigidity at optimum values of tightening weight for each rigidity its size smoothly increases from zero up to the maximal or given value. For intensification of manufacturing the articles after moulding are subject to thermal processing with accelerated heating and processing at high temperatures. For improvement of quality of an article amount of fine filler in disperse mix is increased for 5-10 % in comparison with design value.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області формування виробів із дисперсних сумішей, переважно до формування 2 бетонних та залізобетонних виробів з жорстких і особливо жорстких сумішей.The invention relates to the field of forming products from dispersed mixtures, preferably to forming 2 concrete and reinforced concrete products from hard and especially hard mixtures.

Відомий спосіб виготовлення водонепроникливих залізобетонних виробів (авт. свід. СРСР Мо135397, Кл. в0а, опубл. в Бюл. Мо2, 1961р.) шляхом віброущільнення бетонних сумішей в герметичній формі під вакуумом, який створюється вакуумдзоном.There is a known method of manufacturing waterproof reinforced concrete products (Aust. certificate USSR Mo135397, Cl. v0a, publ. in Byul. Mo2, 1961) by vibration compaction of concrete mixtures in a hermetic form under a vacuum, which is created by a vacuum probe.

Недоліками цього способу є: 70 недостатня якість і міцність бетонних та залізобетонних виробів; неможливість використання найбільш економічних жорстких і особливо жорстких бетонних та ін. дисперсних сумішей; відсутність силової дії на бетонну суміш при її вібровакумуванні.The disadvantages of this method are: 70 insufficient quality and strength of concrete and reinforced concrete products; impossibility of using the most economical hard and especially hard concrete, etc. dispersed mixtures; absence of force action on the concrete mixture during its vibrovacuum.

В якості прототипу прийнятий спосіб формування бетонних виробів (авт. свід. СРСР Мо306239, Кл. ЕОд4д, 12 опубл. в Бюл. Мо19, 1971р.), по якому бетонну суміш спочатку укладають у форму і ущільнюють вібруванням, а потім форму з ущільненою сумішшю подають у вакуумкамеру і піддають вакуумуванню з привантажем.As a prototype, the method of forming concrete products was adopted (authorized certificate of the USSR Mo306239, Cl. EOd4d, 12 publ. in Byul. Mo19, 1971), according to which the concrete mixture is first placed in a mold and compacted by vibration, and then the mold with compacted mixture fed into a vacuum chamber and subjected to vacuuming with a load.

Недоліками цього способу є: неможливість використання найбільш економічних жорстких і особливо жорстких бетонних та інших дисперсних сумішей; недостатня якість відформованих виробів; відсутність вібраційної дії на бетонну суміш при її вакуумуванні з привантажем; наявність вібрації при ущільненні суміші на повітрі і без привантажу.The disadvantages of this method are: impossibility of using the most economical hard and especially hard concrete and other dispersed mixtures; insufficient quality of molded products; absence of vibration effect on the concrete mixture when it is vacuumed with an additional load; the presence of vibration during compaction of the mixture in air and without an additional load.

Защемлене повітря всередині бетонної суміші в процесі її віброущільнення при накладанні вакууму розширюється і витісняє деяку кількість води з суміші, а статичний привантаж при цьому, в деякій мірі, перешкоджає розширенню самої бетонної суміші, чим і досягається позитивний ефект цього способу у порівнянні « з іншим відомим, наприклад, вібраційним ущільненням.The trapped air inside the concrete mixture in the process of its vibration compaction when a vacuum is applied expands and displaces a certain amount of water from the mixture, and the static load at the same time, to some extent, prevents the expansion of the concrete mixture itself, which is why the positive effect of this method is achieved in comparison with other known , for example, by vibration compaction.

Але вакуумування бетонної суміші без вібрації в обтиснутому стані не дозволяє видалити з неї повітря і підвищити, тим самим, щільність виробу. Не може також суттєво підвищити щільність виробу без використання вібрації привантаж в 150-17Огс/см32 і навіть більших величин. см 3о Тому розглянутий відомий спосіб взятий за прототип призначений для прискорення вакуумного видалення Ге! води з литих і рухомих бетонних сумішей не може бути ефективно використаний для ущільнення жорстких і особливо жорстких сумішей. оBut vacuuming the concrete mixture without vibration in the compressed state does not allow to remove air from it and thereby increase the density of the product. It is also not possible to significantly increase the density of the product without using the vibration of the load in 150-17Ogs/cm32 and even larger values. cm 3o Therefore, the considered known method taken as a prototype is designed to accelerate the vacuum removal of Ge! water from cast and mobile concrete mixtures cannot be effectively used for compaction of hard and especially hard mixtures. at

Задачею винаходу є підвищення якості формованих виробів з жорстких і особливо жорстких бетонних та (Ге) інших дисперсних сумішей.The task of the invention is to improve the quality of molded products from hard and especially hard concrete and (Ge) other dispersed mixtures.

Задача вирішується тим, що ущільнення бетонної чи іншої дисперсної суміші проводиться послідовним о сполученням вібрації, вакуумування і формування привантажу: укладену суміш у вакуумному об'ємі спочатку вакуумують на протязі 0,5-1,0хв. потім вібровакуумують на протязі 1,5-2,5хв., а потім вібровакуумуть одночасно з дією привантажу на протязі 0,5-1,Охв. « дю При вібровакуумуванні з привантажем величина навантаження на поверхню суміші наростає повільно від -о нуля до максимальної або заданої величини. с Загальним для прототипу і способу формування є: дозування складових визначеної дисперсної суміші, :з» приготування, укладка у форму і ущільнення суміші та теплова обробка виробу.The problem is solved by the fact that the compaction of a concrete or other dispersed mixture is carried out sequentially by a combination of vibration, vacuuming and the formation of an additional load: the packed mixture in a vacuum volume is first vacuumed for 0.5-1.0 min. then vibro-vacuum for 1.5-2.5 min., and then vibro-vacuum simultaneously with the action of the additional load for 0.5-1.Ochv. « ду During vibrovacuuming with an additional load, the amount of load on the surface of the mixture increases slowly from -o zero to the maximum or set value. c General for the prototype and the method of formation are: dosing of the components of the specified dispersed mixture, "c" preparation, laying in the form and compaction of the mixture and heat treatment of the product.

Якісні показники, при цьому, мають місце в запропонованому способі за рахунок таких суттєвих відмінностей в порівнянні з аналогом і прототипом: сл 395 1. Частково нове поєднання ознак має місце при ущільненні суміші вібрацією у вакуумному об'ємі, при цьому вібрація є відомою ознакою, а вакуум - новою. (Се) При вібрації у вакуумному об'ємі обезповітрення жорсткої суміші проходить більш глибоко і швидко, а сл щільність безповітряної маси підвищується. 2. Заміна частини ознак новими має місце в перестановці технологічних процесів: у прототипі процес ко 50 ущільнення має місце до вакуумування, таким чином, ущільнена суміш (на повітрі) вібрацією, як виріб "з вакуумується у вакуумному об'ємі з привантажем, але без вібрації; у запропонованому способі - суміш у вакуумному об'ємі з одночасною дією вібрації вакуумується, а далі, без зняття вакууму і вібрації під дією привантажу суміш формується без наявності в ній повітря.Qualitative indicators, at the same time, take place in the proposed method due to the following significant differences in comparison with the analogue and prototype: sl 395 1. A partially new combination of features occurs when the mixture is compacted by vibration in a vacuum volume, while vibration is a known feature, and vacuum - new. (Se) During vibration in the vacuum volume, deaeration of the rigid mixture takes place more deeply and quickly, and the density of the airless mass increases. 2. The replacement of part of the features with new ones takes place in the rearrangement of technological processes: in the prototype, the compaction process takes place before vacuuming, thus, the mixture is compacted (in air) by vibration, as the product is vacuumed in a vacuum volume with a load, but without vibrations; in the proposed method, the mixture in a vacuum volume with the simultaneous effect of vibration is evacuated, and then, without removing the vacuum and vibration under the action of the load, the mixture is formed without the presence of air in it.

Така технологічна схема формування безповітряної жорсткої суміші дією вібрації і привантажу у вакуумному 59 об'ємі дає можливість особливо щільно формувати виріб. Крім цього, відсутність повітря у виробі як одного із в. основних деструкторів бетону позитивно впливає на якісні показники виробу при тепловій чи автоклавній його обробці.Such a technological scheme of forming an airless rigid mixture by the action of vibration and additional load in a vacuum 59 volume makes it possible to form the product particularly densely. In addition, the absence of air in the product as one of the of the main destructors of concrete has a positive effect on the quality indicators of the product during its heat or autoclave treatment.

З. Частково нове поєднання ознак має місце на завершальній стадії формування виробу: у прототипі ущільнення виробу має місце у вакуумному об'ємі з привантажем, у запропонованому способі - додатково діє бо процес вібрації, що в сполученні з вакуумом і привантажем забезпечує нові якісні показники виробу: підвищену щільність і однорідність відформованої суміші, водонепроникливість, міцність, морозостійкість і довговічність.C. A partially new combination of features takes place at the final stage of product formation: in the prototype, product compaction takes place in a vacuum volume with an additional load, in the proposed method, the vibration process is additionally active, which in combination with vacuum and additional load provides new quality indicators of the product : increased density and homogeneity of the molded mixture, water impermeability, strength, frost resistance and durability.

Указані суттєві ознаки з врахуванням решти ознак, викладених у формулі, забезпечують наступний позитивний ефект: а) забезпечується якісне ущільнення жорстких і особливо жорстких сумішей, що дозволяє скоротити затрати бо цементу за рахунок зближення частинок заповнювача до прямого контакту і реалізації, при цьому, високих міцностних контактних зон цементного каменя; б) в результаті видалення адсорбованого (на поверхнях твердої фази) повітря забезпечується велика площина контактів цементного каменя із заповнювачами, що підвищує міцність бетону; в) в результаті видалення повітря яке випадково попало в суміш (наприклад, при перемішуванні складових) і використанні привантажу значної величини забезпечується підвищена однорідність бетону; г) забезпечується можливість ефективного використання більш мілких пісків Ї більш дисперсних в'яжучих, так як згладжується негативний ефект підвищеного залучення в бетонну суміш адсорбованого на їх поверхнях повітря; 70 д) за рахунок використання жорстких сумішей і затрат частини вільної води на заповнення мікрощілин в зернах піску і цементу, куди вона нагнічується під дією атмосферного тиску після зняття вакууму, підвищується міцність бетону в ранні терміни твердіння; е) підвищується швидкість твердіння бетону за рахунок збільшення змочуваної поверхні цементу, яке має місце в результаті видалення з його поверхні адсорбованого повітря; є) зменшується до мінімуму інтенсивність деструктивних процесів при пропарюванні і автоклавній обробці виробів, що пояснюється підвищеною міцністю таких виробів перед тепловою обробкою, відсутністю основного деструктора бетону - повітря і розділу фаз рідини - газ.The specified essential features, taking into account the rest of the features set out in the formula, provide the following positive effect: a) high-quality compaction of hard and especially hard mixtures is ensured, which allows to reduce the cost of cement due to the convergence of aggregate particles to direct contact and, at the same time, the realization of high strength contact zones of cement stone; b) as a result of the removal of adsorbed (on the surfaces of the solid phase) air, a large contact surface of cement stone with aggregates is provided, which increases the strength of concrete; c) as a result of the removal of air that accidentally got into the mixture (for example, when mixing the components) and the use of a significant amount of additional load, the increased homogeneity of the concrete is ensured; d) the possibility of effective use of finer sands and more dispersed binders is ensured, as the negative effect of increased involvement of air adsorbed on their surfaces in the concrete mixture is smoothed out; 70 e) due to the use of hard mixtures and the use of a part of free water to fill microcracks in grains of sand and cement, where it is crushed under the action of atmospheric pressure after removing the vacuum, the strength of concrete increases in the early stages of hardening; e) the rate of hardening of concrete increases due to the increase in the wettable surface of cement, which occurs as a result of the removal of adsorbed air from its surface; g) the intensity of destructive processes during steaming and autoclaving of products is reduced to a minimum, which is explained by the increased strength of such products before heat treatment, the absence of the main destructor of concrete - air, and the separation of liquid - gas phases.

Запропонований спосіб може бути здійснений, наприклад, при використанні установки по патенту УкраїниThe proposed method can be implemented, for example, when using the installation according to the patent of Ukraine

Мо13641 Кл. В28В8 1/10, опубл, в Бюл, Мо2, 1997р. "Пристрій для формування виробів з бетонних сумішей".Mo13641 Cl. B28B8 1/10, publ, in Byul, Mo2, 1997. "Device for forming products from concrete mixtures".

Формування виробів здійснюється за такою послідовністю.The formation of products is carried out in the following sequence.

Форму з насадкою і віддозованою в об'ємі на один виріб, дисперсною сумішшю розміщують і закріплюють всередині вакуум-камери, яка розміщена на віброплощадці, забезпеченої приводом вертикального переміщення під її кришкою. Цією кришкою зі штампом з нижньої її сторони герметизують вакуум-камеру, створюють в ній розрідження в 600-72Омм.рт.ст. і вакуумують суміш на протязі 0,5-1,Охв.The form with the nozzle and dosed in volume for one product, with a dispersed mixture is placed and fixed inside the vacuum chamber, which is placed on a vibrating platform equipped with a drive for vertical movement under its cover. With this cover with a stamp on its lower side, the vacuum chamber is sealed, and a vacuum of 600-72 ohms is created in it. and vacuum the mixture for 0.5-1, Ohv.

Включають вібратор і 1,5-2,5хв. вібровакуумування видаляють повітря з суміші. Далі в дію приводять пневмопривід вертикального переміщення, штамп опускають на поверхню суміші і суміш ущільнюється сукупною « дією вібрації, вакууму і силового привантажу на протязі 0,5-1,0хв. При цьому з допомогою штампу плавно нарощують привантаж суміші до максимальної або розрахункової величини.Include a vibrator and 1.5-2.5 min. Vibro vacuuming removes air from the mixture. Next, the pneumatic drive of vertical movement is activated, the stamp is lowered onto the surface of the mixture and the mixture is compacted by the combined action of vibration, vacuum and power attachment for 0.5-1.0 min. At the same time, with the help of a stamp, the load of the mixture is gradually increased to the maximum or calculated value.

Після закінчення формування виробу, проводять дегерметизацію вакуумкамери і забезпечують зняття с зо штампа з поверхні виробу механізмом вертикального переміщення. Знімають кришку вакуумкамери, виймають форму з відформованим виробом і відправляють на подальшу теплову обробку виріб. сAfter the formation of the product is completed, the vacuum chamber is depressurized and the stamp is removed from the surface of the product by a vertical movement mechanism. The cover of the vacuum chamber is removed, the mold with the formed product is taken out and the product is sent for further heat treatment. with

Враховуючи відсутність у виробі повітря, як основного деструктора при тепловій обробці, його піддають ю прискореному розігріванню і обробці при підвищеній температурі, що скорочує терміни набору міцності виробом без зниження його якості. МеTaking into account the absence of air in the product, as the main destructor during heat treatment, it is subjected to accelerated heating and processing at an elevated temperature, which shortens the period of strength of the product without reducing its quality. Me

При цьому включається потреба попередньої витримки бетонних виробів до пропарювання, виключення ю періоду поступового піднімання температури і ізотермічного прогрівання при пропарюванні чи автоклавній обробці максимально можливими температурами.This includes the need for pre-exposure of concrete products before steaming, excluding the period of gradual temperature rise and isothermal heating during steaming or autoclaving at the highest possible temperatures.

Найбільш значний позитивний ефект підвищення щільності виробу, його міцності, водонепроникливості, морозостійкості і, як результат, довговічності має місце при використанні особливо жорстких бетонних та інших « дисперсних сумішей. При цьому, крім звичного позитивного ефекту від заміни рухомих сумішей жорсткими пл») с (значна економія мінерального в'яжучого) в результаті використання запропонованого способу формування має місце підвищення однорідності бетону на 2,595, а за рахунок щільності і відсутності деструктивних процесів при ;» твердненні в процесі ізотермічного прогрівання - підвищення міцності бетону на 25-6095 та скорочення термінів теплової обробки на 3-6 годин.The most significant positive effect of increasing the density of the product, its strength, water impermeability, frost resistance and, as a result, durability occurs when using particularly hard concrete and other dispersed mixtures. At the same time, in addition to the usual positive effect of replacing mobile mixtures with rigid ones (significant saving of mineral binder), as a result of using the proposed forming method, there is an increase in the homogeneity of concrete by 2.595, and due to the density and absence of destructive processes at hardening in the process of isothermal heating - increasing the strength of concrete by 25-6095 and reducing the time of heat treatment by 3-6 hours.

В якості прикладу нижче приводяться результати дослідження запропонованого способу (табл.), названого с нами вібровакуумсиловим способом (ВВСС), у порівнянні з відомим вібраційним способом (ВС).As an example, below are the results of the study of the proposed method (table), called by us the vibration-vacuum force method (VVSS), in comparison with the known vibration method (VS).

Використанні матеріали: цемент портландський Ольшанського заводу активністю б3ЗОкКГ/см?, пісок річний, іш щебінь гранітний Нк-20мм. ос Досліджувались зразки-циліндри діаметром і висотою рівними 15см., приготовлені з бетонної суміші Жорсткістю 150-200 сек. двома способами: ді І - вібраційний спосіб (ВС). Суміш укладалась у форми відомим способом. після чого піддавалась вібраціїMaterials used: portland cement of the Olshan factory with an activity of 3ZOkKG/cm?, summer sand, granite crushed stone Nk-20mm. Cylinder samples with a diameter and height of 15 cm, prepared from a concrete mixture with a hardness of 150-200 sec., were studied. in two ways: di I - vibration method (VS). The mixture was put into molds in a known way. after which it was subjected to vibration

Кз на стандартному лабораторному вібростолі на протязі 2-4хв.Kz on a standard laboratory vibrating table for 2-4 minutes.

Ії - вібровакуумсиловий спосіб (ВВСС). Суміш укладалась у форми тим же відомим способом, після чого на протязі 0,5-1,0хв. піддавалась вакуумуванню при розрідженні в 7ООмм.рт.ст., далі, не порушуючи вакууму, суміш Ппіддавалась вібруванню на протязі 1,5-2,О0хв., а далі не порушуючи вакууму і при дії тієї ж вібрації на з» поверхню суміші опускався привантаж, який статично діяв на протязі О,5хв. від 0 до 1-3кГ/см 2, 65It is the vibrovacuum force method (VVSS). The mixture was placed in molds in the same known way, after which, for 0.5-1.0 min. was subjected to vacuum at a dilution of 700 mm Hg, then, without disturbing the vacuum, the mixture was subjected to vibration for 1.5-2.00 min., and then, without disturbing the vacuum and under the action of the same vibration, the additional load was lowered onto the surface of the mixture , which operated statically for 0.5 min. from 0 to 1-3 kg/cm 2, 65

Гжалвта ово; лев 20411 лав 1921 3021450Gzhalvta ovo; lion 20411 lion 1921 3021450

Claims

The formula of the invention

1. The method of forming products from dispersed mixtures, which includes dosing of the components of a specified dispersed mixture, preparation, placing in a mold, compaction of the mixture and heat treatment of the product, which is characterized by the fact that the compaction of the dispersed mixture is carried out by a sequential combination of vibration, vacuuming and the action of a power attachment: embedded in the vacuum volume, the mixture is first vacuumed for 0.5-1.0 min., then vibro-vacuumed for 1.5-2.5 min., and then vibro-vacuumed simultaneously with the action of the ballast for 0.5-1.0 min.

2. The method according to claim 1, which is characterized by the fact that to ensure the compaction of dispersed mixtures of different stiffness, with optimal values of the additional load for each stiffness, its value increases smoothly from zero to the maximum or specified value.

C. The method according to claim 1, which differs in that to ensure the intensification of the production of the products, after forming, they are subjected to heat treatment with accelerated heating and processing at elevated temperatures.

4. The method according to claim 1, which differs in that in order to improve the quality of the product, the amount of fine aggregate in the dispersed mixture is increased by 5-10 95 compared to the calculated amount. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2003, M 9, 15.09.2003. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. « s Zo sch IF) (o) I c) -

with . and? 1 se) 1 name) Ko) 60 b5