Способ изготовления строительного изделия из ячеистого бетона и опалубка для реализации способа
Владельцы патента RU 2302943:
Московский государственный строительный университет (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий, а также к технологиям производства пенобетона для устройства теплозвукоизоляционных плит и строительных конструкций. Техническим результатом изобретения является изготовление строительного изделия с повышенной технологичностью и улучшенными теплоизоляционными свойствами, позволяющими повысить качество изготовления изделий из пенобетона. Предложенный способ изготовления строительного изделия из ячеистого бетона содержит операции вспенивания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в форму, выдерживания до схватывания смеси и освобождения от опалубки. При этом осуществляется укладка вспененной бетонной смеси в полость опалубки, образованную днищем, боковыми стенками и крышкой опалубки при снятой крышке, имеющей возможность перемещения внутри полости без нарушения герметичности по периметру сопряжения крышки и боковых стенок. После укладки бетонной смеси закрывают крышкой полость опалубки и переворачивают ее на 180° вверх днищем. Производят виброформование смеси вместе с опалубкой и одновременно отодвигают подвижную крышку от днища опалубки. При этом воздух проникает через сепарацию в крышке во внутренний объем герметизированной полости опалубки, который увеличивается до требуемого размера. Опять переворачивают опалубку на 180° вниз днищем и второй раз производят виброформование смеси вместе с опалубкой. Выдерживают до схватывания и набора достаточной для распалубки прочности смеси. Освобождают изделие от опалубки. Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона содержит герметично соединенные между собой днище и боковые стенки. Опалубка снабжена манипулятором для возможности ее переворачивания на 180° вокруг горизонтальной оси вращения, а также вибратором для возможности осуществления виброформования смеси и крышкой. Крышка герметично прилегает по периметру к стенкам опалубки и сепарирована сквозными отверстиями по всей площади поверхности. Крышка имеет возможность прямолинейного параллельно-поступательного перемещения вдоль стенок опалубки при помощи механизма в виде штырей, прикрепленных к крышке и пропущенных через отверстия в траверсе, устанавливаемой на торцах стенок опалубки. Опалубка может быть снабжена механизмом, имеющим винтовую нарезку на поверхности штырей для использования винтовой передачи для силового и синхронного перемещения крышки опалубки. Также опалубка может быть снабжена механизмом с гидравлическим приводом в виде штока гидравлического цилиндра, объединенного со штырем крышки опалубки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий, а также к технологиям производства пенобетона для устройства теплозвукоизоляционных плит и строительных конструкций.
Известен (аналог способа) патент RU №2262497 "Способ изготовления пенобетона и установка для его осуществления", кл. В28С 5/12, 2003.12.15, в котором описан способ изготовления пенобетона путем двухступенчатого перемешивания исходных компонентов с получением на 1 ступени в поле центробежных сил цементоводной суспензии (ЦВС), гомогенизацией ее на 2 ступени с предварительно приготовленной пеной (П) с ограничением доступа атмосферной углекислоты до получения в пенобетона продуктов гидратации цемента, преимущественно свободных от неорганических карбонатов по критерию наличия AFm-фаз, и транспортирования полученной ПБ смеси заданной плотности в форму или опалубку с последующим ее твердением, перемешивание ЦВС на 1 ступени осуществляют с кавитацией, интенсифицируемой поддувом ЦВС с ее барботированием сжатым воздухом под давлением 250-600 КПа при уровне ее динамической вязкости 8-15 Па·с и связывании находящейся в ней углекислоты гидролитической известью, выделяемой цементом, при степени начальной гидратации цемента в конце перемешивания на 1 ступени по критерию п.п.п.4,5-11 мас.%, а в конце гомогенизации - 6,5-15 мас.%.
Недостаток аналога способа - сложность и громоздкость технологического оборудования для получения высококачественных изделий из ячеистого бетона.
Известен способ по патенту №2251482 "Способ изготовления ячеистого бетона (ВИП′O′БЕТОН)", кл. В28С 5/00, 2004.07.01 (прототип способа), в котором описывается способ изготовления ячеистого бетона, включающий приготовление ячеистобетонной смеси, заливку ее в форму или опалубку, нанесение на поверхность ячеистобетонной смеси добавки, обработку поверхностного слоя устройством с вращающимся диском, выполненным с иглами разной длины, и последующую термообработку, осуществляют приготовлением ячеистобетонной смеси с использованием комплексного газопенного порообразователя в турбулентном смесителе при нагреве до 45-65°С, указанное нанесение - сразу после окончания вспучивания ячеистобетонной смеси на образовавшуюся "горбушку" с использованием в качестве добавки волокнистого компонента и/или водорастворимого полимера в количестве 2-8 мас.% от массы ячеистобетонной смеси в поверхностном слое толщиной 2 см, а диск выполнен с иглами, длина которых постепенно уменьшается от его центра к краям. В качестве добавки используют волокнистый компонент и водорастворимый полимер в виде их смеси. В качестве волокнистого компонента используют отходы асбеста, шерсти, минеральной ваты, полимерных волокон, а качестве водорастворимого полимера - поливинилацетат, поливинилхлорид, полистирол, полиакрил.
Недостатком способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона по патенту RU №2251482 является то, что из-за стремления получить изделие с качественной поверхностью оно получается с большой удельной массой и недостаточно пористым из-за оседания вспученной бетонной смеси во время обработки лицевой поверхности изделия. Кроме того, способ нетехнологичен из-за применения сложных устройств для привода диска с иглами, требующих постоянного технологического обслуживания.
Технической задачей изобретения является создание способа, использующего специальную опалубку с механическими или гидравлическими устройствами, принудительно изменяющими ее рабочий объемом, для изготовления строительного изделия с повышенной технологичностью изготовления и улучшенными теплоизоляционными свойствами, позволяющими повысить качество изготовления изделий из пенобетона.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в предлагаемом способе изготовления строительного изделия из ячеистого бетона, содержащем операции вспенивания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в форму, выдерживания до схватывания смеси и освобождения от опалубки, при этом осуществляется укладка вспененной бетонной смеси в полость опалубки, образованную днищем, боковыми стенками и крышкой опалубки при снятой крышке, имеющей возможность перемещения внутри полости без нарушения герметичности по периметру сопряжения крышки и боковых стенок, после укладки бетонной смеси закрывают крышкой полость опалубки, переворачивают опалубку на 180° вверх днищем, производят виброформование смеси вместе с опалубкой и одновременно отодвигают подвижную крышку от днища опалубки, при этом воздух проникает через сепарацию в крышке во внутренний объем герметизированной полости опалубки, который увеличивается до требуемого размера, опять переворачивают опалубку на 180° вниз днищем, второй раз производят виброформование смеси вместе с опалубкой, выдерживают до схватывания и набора достаточной для распалубки прочности смеси, освобождают изделие от опалубки.
Известен (ближайший аналог устройства) по патенту RU №2153565 "Силовая металлическая опалубка", кл. E04G 11/00, 1998.08.10, из которого известна силовая металлическая опалубка для изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций, имеет силовое устройство для создания растягивающих напряжений, выполненное в виде стального каната, намотанного на стальные штыри, установленные в отверстия торцевого элемента. Штыри связаны с силовым устройством.
Недостатком прототипа опалубки является сложность конструкции и невозможность ее использования для массового изготовления высококачественных изделий из пенобетона.
Авторам не известны конструкции опалубок, которые отвечали бы требованиям прецизионной точности, обеспечивающей плоскостность и жесткость боковых стенок опалубки, обеспечивающей герметичность сопряжения стенок опалубки с крышкой по ее периметру, так чтобы крышка могла перемещаться как поршень в полости опалубки при реализации предлагаемого изобретения способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона.
Технической задачей изобретения является создание опалубки, конструкция которой отвечала бы требованиям прецизионной точности, обеспечивающей плоскостность и жесткость боковых стенок опалубки, обеспечивающей герметичность сопряжения стенок опалубки с крышкой по ее периметру, так чтобы крышка могла перемещаться как поршень в полости опалубки при реализации предлагаемого изобретения - способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предлагаемая опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона содержит герметично соединенные между собой днище и боковые стенки, причем опалубка снабжена манипулятором для возможности ее переворачивания на 180° вокруг горизонтальной оси вращения, а также опалубка снабжена вибратором для возможности осуществления виброформования смеси и снабжена крышкой, герметично прилегающей по периметру крышки к стенкам опалубки, крышка сепарирована сквозными отверстиями по всей площади поверхности и имеет возможность прямолинейного параллельно-поступательного перемещения вдоль стенок опалубки при помощи механизма в виде штырей, прикрепленных к крышке и пропущенных через отверстия в траверсе, устанавливаемой на торцах стенок опалубки.
Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона может быть снабжена механизмом, который имеет винтовую нарезку на поверхности штырей для использования винтовой передачи для силового и синхронного перемещения крышки опалубки.
Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона может быть снабжена механизмом, который имеет гидравлический привод в виде штока гидравлического цилиндра, объединенного со штырем крышки опалубки.
Конструкция и работа опалубки при осуществлении способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона проиллюстрированы схематически на Фиг.1-11.
На Фиг.1-7 изображены схемы, иллюстрирующие способ изготовления строительного изделия из ячеистого бетона и конструкцию опалубки для реализации способа.
На Фиг.1 изображена опалубка (1), частично заполнена предварительно вспененной бетонной смесью (2). Дуговая стрелка показывает вторую операцию, которая заключается в установлении на торцы стенок опалубки крышки (3) сепарированной сквозными отверстиями по всей поверхности крышки (3) вместе с траверсой (4), имеющей отверстия для прохода штырей (5), прикрепленных к крышке опалубки.
На Фиг.2 изображена перевернутая по круговой стрелке на угол ϕ=180° вокруг горизонтальной оси опалубка кверху днищем и книзу крышкой опалубки (1).
Стрелки по направлению вверх и вниз обозначают направление усилия, отодвигающего крышку (3) от днища опалубки (1) при помощи штырей (5), пропущенных через отверстия в траверсе (4) и механизма создания усилия, при этом объем замкнутой полости, заполненной вспененной бетонной смесью (2), увеличивается, и появляющийся недостаток смеси (2) восполняется пузырьками воздуха (6), поступающего из атмосферного воздуха через отверстия в крышке (3). Стрелки ↑↓, обозначенные ν, изображают виброперемещения всей опалубки (1), которые облегчают процесс порообразования бетонной смеси и способствуют равномерному распределению пузырьков поступающего воздуха (6) по объему смеси (2).
На Фиг.3 изображено крайнее положение крышки (3) и опалубки (1), в котором весь объем заполнен вспененной бетонной смесью (2а) в новом состоянии ее заполнения новыми пузырьками (6).
На Фиг.4 изображена опалубка (1) после операции ее переворота по круговой стрелке на угол ϕ=180° вокруг горизонтальной оси. Опалубка на Фиг.4 возвращена в положение кверху крышкой и книзу днищем опалубки (1) и после этой операции осуществляется формование смеси, при этом стрелки ↑↓, обозначенные ν, изображают виброперемещения всей опалубки (1).
На Фиг.3 и 6 изображены операции после выдержки до схватывания смеси и освобождение изделия от формы. В первую очередь снимается крышка (3) с траверсой (4), а затем размонтируются компоненты опалубки (1д) - днище и (1с) - стенки.
На Фиг.7 изображено строительное изделие из ячеистого бетона в виде стенового блока.
На всех чертежах имеются обозначения позиций:
(2) и (2а) - раствор вспененной бетонной смеси, соответственно, до процедуры переворота опалубки, вибрирования и увеличения в объеме бетонной смеси (2), и соответственно, после выполнения указанных процедур (2а).
На Фиг.8-11 изображены схемы, иллюстрирующие устройство опалубки, и схематически изображены ее конструктивные основные элементы, которые обозначены:
(1) - корпус опалубки, состоящий из днища (1д) и боковых стенок (1с) см. Фиг.10 и 11.
(V) - вибратор, соединен с корпусом опалубки с возможностью генерирования виброперемещений опалубки;
ϕ - манипулятор, соединен с корпусом опалубки с возможностью ее переворота вокруг горизонтальной оси на угол ϕ=180°;
(3) - подвижная крышка сепарированная сквозными отверстиями;
(4) - траверса, устанавливаемая на торцы стенок корпуса опалубки (1), имеет отверстия для возможности пропуска через них штырей (5);
(5) - штыри механизма создания усилия (например, винтового или гидравлического типа домкрата - условно не показан).
На Фиг.8 схематически изображена опалубка в собранном состоянии и готовности осуществлять поворот вокруг горизонтальной оси при помощи манипулятора ϕ осуществлять изменение величины внутреннего объема опалубки путем перемещения крышки (3) относительно днища при помощи привода в движение штырей (5), а также осуществлять вибрацию корпуса опалубки при помощи вибратора (V).
На Фиг.9 схематически изображена съемная траверса (4) с установленной на штырях (5) подвижной крышкой (3), которая имеет возможность перемещаться относительно траверсы при помощи механизма поступательного перемещения, например винтового или гидравлического типа (механизм условно не показан).
На Фиг.10 схематически изображен корпус опалубки (1), который для удобства распалубочной операции имеет возможность разделяться на плоские составляющие элементы, как показано на Фиг.11.
На Фиг.11 схематически изображен корпус опалубки, разобранный на днище опалубки (1д) и боковые стенки опалубки (1с). Крепежные соединения элементов опалубки, например, замкового или болтового типа - условно не показаны.
1. Способ изготовления строительного изделия из ячеистого бетона, содержащий операции вспенивания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в форму, выдерживания до схватывания смеси и освобождения от опалубки, отличающийся тем, что осуществляется укладка вспененной бетонной смеси в полость опалубки, образованную днищем, боковыми стенками и крышкой опалубки при снятой крышке, имеющей возможность перемещения внутри полости без нарушения герметичности по периметру сопряжения крышки и боковых стенок, после укладки бетонной смеси закрывают крышкой полость опалубки, переворачивают опалубку на 180° вверх днищем, производят виброформование смеси вместе с опалубкой и одновременно отодвигают подвижную крышку от днища опалубки, при этом воздух проникает через сепарацию в крышке во внутренний объем герметизированной полости опалубки, который увеличивается до требуемого размера, опять переворачивают опалубку на 180° вниз днищем, второй раз производят виброформование смеси вместе с опалубкой, выдерживают до схватывания и набора достаточной для распалубки прочности смеси, освобождают изделие от опалубки.
2. Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона по п.1, содержащая герметично соединенные между собой днище и боковые стенки, отличающаяся тем, что опалубка снабжена манипулятором для возможности ее переворачивания на 180° вокруг горизонтальной оси вращения, а также опалубка снабжена вибратором для возможности осуществления виброформования смеси и снабжена крышкой, герметично прилегающей по периметру крышки к стенкам опалубки, крышка сепарирована сквозными отверстиями по всей площади поверхности и имеет возможность прямолинейного параллельно-поступательного перемещения вдоль стенок опалубки при помощи механизма в виде штырей, прикрепленных к крышке и пропущенных через отверстия в траверсе, устанавливаемой на торцах стенок опалубки.
3. Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона по п.1, отличающаяся тем, что механизм имеет винтовую нарезку на поверхности штырей для использования винтовой передачи для силового и синхронного перемещения крышки опалубки.
4. Опалубка для реализации способа изготовления строительного изделия из ячеистого бетона по п.1, отличающаяся тем, что механизм имеет гидравлический привод в виде штока гидравлического цилиндра, объединенного со штырем крышки опалубки.
