Способ приготовления бетонной смеси

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовления бетонов. Технический результат - сокращение технологических операций при приготовлении бетона на пористом заполнителе, снижение продолжительности и трудоемкости цикла приготовления бетонной смеси. Способ приготовления бетонной смеси, включающий дробление дозированного в один прием на замес пористого заполнителя до получения необходимого количества песчаной фракции, смешение продукта дробления в смесителе с остальными компонентами бетонной смеси, причем способ предусматривает дозирование пористого заполнителя не менее чем в два приема, каждым из которых дозируют пористый заполнитель разного вида или качества и не менее чем один из отдозированных заполнителей затем дробят и подают продукт дробления в смеситель. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении легких бетонов на пористых заполнителях.

Известна легкобетонная смесь, приготовление которой предполагает дозирование двух видов пористого заполнителя: керамзитового гравия и гидрофобизированного газобетона в виде щебня и песка, полученных дроблением отходов газобетонного производства (см. авторское свидетельство СССР N 547419, кл. C 04 B 15/02).

Недостатком известного способа является необходимость наличия оборудования и производственных площадей для организации постов дробления, рассева и гидрофобизации отходов газобетона; невозможность эффективного регулирования зернового состава продукта дробления газобетона, а также невозможность дозирования заданного количества фракций дробленого щебня и песка ввиду их разделения при подаче в расходный бункер бетоносмесительного узла, т.е. указанным способом невозможно приготовить легкий бетон с оптимальным зерновым составом двух видов пористых заполнителей.

Известен также способ приготовления легкобетонной смеси, принятый за аналог, предполагающий дозирование на замес крупного пористого заполнителя одного вида и одного качества в два приема с подачей отдозированного заполнителя каждого приема в валковую дробилку, из которой продукт дробления подают через собирающую воронку в смеситель. Для дозирования используют отдельные дозаторы и валковые дробилки, посредством одной из которых приготавливают пористый заполнитель фракции 5 - 20 мм и другой - песчаную фракцию 0 - 5 мм. При этом с учетом резервных дозатора и дробилки используют три дозатора и три дробилки (см. Информационный листок о научно-техническом достижении N 86-127, УДК 69. 022.326; 691.1.002.5, серия P 6715.89 "Дозировочное отделение вибропрокатного стана для производства наружных стеновых панелей с использованием дробленого керамзита", Московский городской центр научно-технической информации и пропаганды "МосгорЦНТИ", 1980).

Недостатком аналога является невозможность эффективного регулирования зернового и гранулометрического состава продукта дробления пористого заполнителя фракции 5 - 20 мм и 0 - 5 мм, необходимость дробления всего поступающего в дробилку пористого заполнителя и решения вопроса защиты окружающей среды и производственного персонала на посту дозирования и дробления пористого заполнителя от пыли, образующейся при его дроблении, а также невозможность применения способа на большинстве используемых стандартных бетоносмесительных узлах ввиду отсутствия производственных площадей для установки на посту дозирования дополнительного оборудования, применение которого предусмотрено указанным способом, что ограничивает его область применения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ приготовления бетонной смеси, принятый за прототип, включающий дробление дозированного в один прием на замес пористого заполнителя до получения необходимого количества песчаной фракции валковой дробилкой с двумя двухступенчатыми валками, установленными с образованием разгрузочной щели с продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление дробилки выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности ступеней валков и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков, смешения продукта дробления в смесителе с остальными компонентами бетонной смеси, отдозированными в порядке, определенном техническим регламентом приготовления конкретной бетонной смеси. При этом пористый заполнитель подают в валковую дробилку в количестве, превышающем ее производительность (см. заявку бывшего СССР N 5015849 от 10.12.91 г. на изобретение "Способ приготовления бетонной смеси", патент Российской Федерации N 2060981, кл. C 04 B 40/00 и патент Украины N 11272, кл. C 04 B 14/00).

Дробилка, используемая в указанном изобретении, является объектом изобретения ("Дробилка по заявке бывшего СССР N 4872375 от 07.08.90 г., патент Российской Федерации N 2010604, кл. B 02 C 4/28 и патент Украины N 831, кл. B 02 C 4/28).

Недостатком способа приготовления бетонной смеси, принятого за прототип, является невозможность дозирования в один прием на замес заданного количества пористых заполнителей разного вида или качества, поскольку из-за разных физических свойств (плотности, формы и размера зерен, качества поверхности и т. д.) используемых пористых заполнителей, произойдет обязательное неконтролируемое их разделение при загрузке в расходный бункер бетоносмесительного узла даже идеально приготовленной в заданном соотношении смеси, которое усилится при истечении пористых заполнителей из расходного бункера в бункер дозатора, т.е. соотношение пористых заполнителей в бункере дозатора при каждом выполненном дозировании будет отличаться от заданного.

Предлагаемое изобретение предназначено для решения задачи усовершенствования способа приготовления бетонной смеси на пористых заполнителях разного вида или качества, каждый из которых вводят в бетонную смесь в виде одной или нескольких фракций, в части, касающейся сокращения количества операций по дозированию пористых заполнителей и обеспечению при этом необходимой зерновой структуры пористого заполнителя в бетонной смеси и качества бетона из нее.

Техническим результатом при этом является возможность приготовления легких бетонов на пористых заполнителях с заданными физико-техническими характеристиками, которые обеспечивают целенаправленным использованием свойств разного вида или качества пористых заполнителей, применяемых при приготовлении конкретной бетонной смеси, в условиях любого бетоносмесительного узла, а также возможностью регулирования в продукте дробления количества недробленого (исходного) пористого заполнителя, фракционного и гранулометрического составов дробленого пористого заполнителя и его механическую активацию, возможностью дозирования остальных компонентов бетонной смеси до окончания процесса дробления пористого заполнителя, сокращения количества технологических операций, продолжительности и трудоемкости цикла приготовления бетонной смеси, возможностью использования пористых заполнителей со сверхнормативным содержанием крупных фракций в исходном пористом заполнителе, а в случае использования пористого заполнителя, обладающего гидравлической активностью, получение бетонных смесей с пониженным содержанием клинкерного цемента или бесклинкерных бетонных смесей, устранения необходимости решения вопроса защиты окружающей среды и производственного персонала на посту дозирования и дробления пористого заполнителя от пыли, образующейся при его дроблении.

Поставленная задача решается тем, что в способ приготовления бетонной смеси, включающий дробление дозированного в один прием на замес пористого заполнителя до получения необходимого количества песчаных фракций валковой дробилкой с двумя двухступенчатыми валками, установленными с образованием разгрузочной щели с продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление дробилки выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхностей ступеней валков, и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков, смешение продукта дробления в смесителе с остальными компонентами бетонной смеси, отдозированными в порядке, определенном техническим регламентом приготовления конкретной бетонной смеси, вводят усовершенствования, заключающиеся в том, что пористый заполнитель на замес дозируют не менее чем в два приема, каждым из которых дозируют пористый заполнитель разного вида или качества и не менее чем один из отдозированных заполнителей затем дробят и подают продукт дробления в смеситель. При этом пористый заполнитель в валковую дробилку подают в количестве, превышающем ее производительность.

Основными характеристиками легкого бетона на пористом заполнителе являются прочность на сжатие, плотность и теплопроводность. В зависимости от назначения легкого бетона определяющими характеристиками, например, конструкционно-теплоизоляционного и теплоизоляционного бетонов являются плотность и теплопроводность при достаточной прочности, для конструкционного - прочность и плотность и для специальных бетонов - жаростойкость, химическая стойкость и т.д.

Указанные характеристики легкого бетона при прочих равных условиях определяются аналогичными характеристиками используемого пористого заполнителя. Поэтому используя несколько заполнителей с разными преобладающими свойствами, возможно приготовить легких бетон с заданными свойствами.

Фактически в легких бетонах используют максимально два вид пористых заполнителей: обычно один вид представлен крупным заполнителем, второй - песчаной фракцией (см. стандарт Украины ДСТУ Б.В. 2.7-18-95, таблица 1, стр. 5 или СНиП 11-3-79^хх, приложение 2). Использование пористых заполнителей более чем двух видов при приготовлении легкого бетона ограничивается возможностями используемого оборудования бетоносмесительных узлов, поскольку при этом в соответствии с действующими стандартами необходимо дозировать в бетонную смесь несколько фракций каждого из видов пористого заполнителя (см. стандарт Украины ДСТУ Б.В. 2.7-18-95, пункт 4.4 или ГОСТ 25820), что ограничено возможностями оборудования для хранения на складе в бетоносмесительном узле, для подачи и дозирования значительного количества фракций пористого заполнителя. Например, при использовании пористого заполнителя одного вида необходимо дозировать не менее четырех его фракций: 0 - 5 мм, 5 - 10 мм, 10 - 20 мм и свыше 20 мм, т.е. при использовании двух видов заполнителей в виде крупных и песчаных фракций их количество должно быть не менее семи, если используется песчаная фракция одного вида пористого заполнителя, если двух, - то восемь. Ни один бетоносмесительный узел не располагает таким количеством расходных бункеров для хранения инертных заполнителей (см. И.В. Шихненко. "Краткий справочник инженера-технолога по производству железобетона", стр. 146 - 149, Киев, "Будивэльник", 1989).

Конструкция используемой в данном изобретении известной дробилки в отличие от других известных дробилок позволяет при подаче в нее дозированного крупного пористого заполнителя, например, фракции 10 - 20 мм получить в продукте дробления в заданном соотношении исходную недробленую фракцию 10 - 20 мм, а также дробленые 5 - 10 мм, 2,5 - 5,0 мм и 0 - 2,5 мм, т.е. дроблением одной крупной фракции пористого заполнителя посредством указанной дробилки исключают необходимость хранения, подачи и дозирования еще трех фракций пористого заполнителя, что способствует снижению трудоемкости и себестоимости бетонной смеси, уменьшению цикла ее приготовления, позволяет применять данный способ приготовления бетонной смеси практически на любом бетоносмесительном узле.

Количество пористого заполнителя, подвергаемого дроблению, в его общем расходе на замес и фракционный состав его продукта дробления устанавливают с учетом качества используемого пористого заполнителя, характера решаемых задач при приготовлении легкого бетона конкретного состава и назначения. Качество продукта дробления пористого заполнителя обеспечивают путем наладки дробилки, заключающейся в определении и установке оптимальной длины рабочих поверхностей ступеней валков и ширины разгрузочной щели между ними (см. заявку бывшего СССР N 4872375 от 07.08.90 г., патенты Российской Федерации N 2010604 и Украины - N 831). При этом контроль качества продукта дробления пористого заполнителя производят по косвенному показателю - содержанию в продукте дробления количества песчаной фракции 0 - 5 мм. При отклонении этого показателя от заданной величины производят переналадку дробилки.

Для получения легкого бетона с заданными характеристиками важным фактором является порядок дробления и загрузки нескольких пористых заполнителей, а также других компонентов бетонной смеси в смеситель, который должен определяться техническим регламентом приготовления конкретной бетонной смеси. Например, для приготовления конструкционно-теплоизоляционного бетона с теплозащитными свойствами теплоизоляционного бетона используют три вида крупных пористых заполнителей с высоким содержанием стеклофазы. Один заполнитель имеет высокую прочность и плотность и предназначен для приготовления песчаной фракции бетона. Такой заполнитель дробят и подают в смеситель сразу после его включения в работу. Второй крупный пористый заполнитель имеет прочность первого заполнителя, но имеет значительно меньшую плотность и предназначен для приготовления фракций 0 - 5 мм и 5 - 10 мм. Этот заполнитель дробят и подают в смеситель одновременно с первым. Третий заполнитель имеет низкую плотность и прочность, но имеет высокое содержание стеклофазы (больше чем в первом и втором заполнителях) и предназначен для образования зерновой структуры заполнителя в бетоне размером 10 - 20 мм. Такой заполнитель вводят в бетонную смесь без дробления в виде фракций 10 - 20 мм после дозирования и подачи всех компонентов бетонной смеси в смеситель и их совместного перемешивания с целью уменьшения его разрушения при перемешивании с остальными компонентами бетонной смеси.

При всех возможных способах подачи дозированного пористого заполнителя в загрузочное приспособление дробилки должно быть выполнено условие непрерывной его подачи в количестве, превышающем производительность дробилки, что обеспечивает непрерывное прохождение пористого заполнителя через разгрузочную щель дробилки по всей ее длине, а также обеспечивает получение в продукте дробления заданного количества и качества фракций пористого заполнителя и способствует устранению пыления исходного пористого заполнителя при его подаче из бункера дозатора, например, расположенного непосредственно над загрузочным приспособлением дробилки. При прохождении пористого заполнителя через разгрузочную щель он дробится с образованием пыли, которая захватывается воздушным потоком, образующимся при движении продукта дробления пористого заполнителя по закрытой системе его подачи, и поступает вместе с ним в смеситель, в котором улавливается существующей системой его аспирации. Применение данного способа приготовления бетонной смеси в условиях бетоносмесительных узлов с вертикальной системой подачи и дозирования заполнителей бетонной смеси исключает необходимость устройства дополнительных систем аспирации, связанных с дроблением пористого заполнителя.

При дроблении пористого заполнителя увеличивается его поверхностная энергия, что проявляется в возможности химического взаимодействия дисперсных продуктов его дробления с гидроокисью кальция цементного теста с образованием продуктов, способствующих увеличению прочности цементного камня бетона (см. Ю. Д. Нациевский. "Повышение теплозащитных свойств панелей из легкого бетона", стр. 30 - 31, Киев, "Будивэльник", 1986). Этот эффект возрастает с уменьшением срока с момента активации (дробления) пористого заполнителя до момента его вступления в контакт с цементным тестом. В данном способе приготовления бетонной смеси этот эффект имеет максимальную величину, так как пористый заполнитель после дробления в течение нескольких секунд входит в контакт с цементным тестом бетонной смеси в смесителе, что способствует увеличению прочности бетона, особенно при использовании пористых заполнителей с высоким содержанием стеклофазы, применение которых в данном способе приготовления бетонной смеси позволит приготавливать бетоны с низким содержанием клинкерного цемента или бесклинкерные бетоны.

Количество дробилок, используемых по данному способу приготовления бетонной смеси, соответствует количеству пористых заполнителей, которые при приготовлении бетонной смеси конкретного состава дробят. При этом возможно использовать одну дробилку для дробления нескольких заполнителей разного вида или качества, если качество их продукта дробления при данной настройке дробилки соответствует заданным параметрам, а также при переналадке дробилки, с целью обеспечения прохождения пористого заполнителя без его дробления или с дроблением, если время, затрачиваемое на переналадку дробилки, не влияет на качество приготавливаемой бетонной смеси и ритм или цикл производства, например, переналадка будет включать перемещение одного или двух поперечных бортов загрузочного приспособления вдоль ступеней валков дробилки для установки заданной величины длины рабочей поверхности ступеней (или ступени) валков дробилки.

Формула изобретения

1. Способ приготовления бетонной смеси, включающий дробление дозированного в один прием на замес пористого заполнителя до получения необходимого количества песчаной фракции валковой дробилкой с двумя двухступенчатыми валками, установленными с образованием разгрузочной щели с продольной осью симметрии, а загрузочное приспособление дробилки выполнено в виде двух продольных неподвижных бортов и двух поперечных бортов, установленных с возможностью перемещения вдоль поверхности ступеней валков и жесткой фиксации относительно продольных бортов для ограничения длин рабочих поверхностей ступеней валков, смешения продукта дробления в смесителе с остальными компонентами бетонной смеси, отдозированными в порядке, определенном техническим регламентом приготовления конкретной бетонной смеси, отличающийся тем, что пористый заполнитель на замес дозируют не менее чем в два приема, каждым из которых дозируют пористый заполнитель разного вида или качества и не менее чем один из отдозированных заполнителей затем дробят и подают продукт дробления в смеситель.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пористый заполнитель в валковую дробилку подают в количестве, превышающем ее производительность.