Способ приготовления бетонных смесей на активированной воде затворения

Авторы патента:

C04B40/00 - Способы вообще, для воздействия на свойства составов строительных растворов, бетона или искусственных камней, например их схватывание или твердение (активные ингредиенты C04B 22/00-C04B 24/00; твердение определенных составов C04B 26/00-C04B 28/00; получение пор, ячеек или облегчение C04B 38/00; механические аспекты B28; например кондиционирование материала, перед формованием B28B 17/02)

C02F1/48 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Владельцы патента RU 2508273:

Юровский Станислав Михайлович (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве сборного железобетона и в монолитном строительстве. Техническим результатом является повышение пластичности смесей, снижение энергозатрат за счет снижения температуры термовлажностной обработки и сокращения времени экзотермической выдержки. Предложен способ приготовления бетонных смесей путем перемешивания цемента, минеральных заполнителей и воды затворения, активированной магнитным полем или одновременным, совместным воздействием магнитного поля и электрического тока. При этом активацию воды затворения производят магнитным полем напряженностью 630÷640 кА/м с временем активации 0,9÷0,11 с. А при увеличении влажности заполнителей увеличивают время активации до 0,16÷0,18 с, или напряженность магнитного поля до 660 кА/м, либо увеличивают как время активации, так и напряженность магнитного поля, ориентируясь на максимальную пластификацию бетонной смеси. В случае активации совместным воздействием магнитным полем и электрическим током, значение тока устанавливают 0,18-0,2 А с увеличением до 0,5 или 20-25 А с увеличением до 250 А, в зависимости от конструкции аппарата.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении бетонных смесей в производстве сборного железобетона и в монолитном строительстве.

Способы приготовления бетонных смесей на воде, активированной магнитным полем или электрическим током, а также их совместным воздействием известны.

Так, в частности, известен способ приготовления строительной смеси путем перемешивания цемента и заполнителя с омагниченной водой [1]. Недостатком данного способа является низкая пластичность смеси и низкая прочность готовых изделий.

Известен также способ приготовления строительных смесей путем перемешивания цемента и заполнителя с водой омагниченной магнитным полем напряженностью 1000 эрстед при скорости движения воды в рабочем зазоре аппарата 1 м/с, в которую для увеличения пластичности смеси добавляют 1-5% цемента от общего его количества и перемешивают воду с добавкой цемента в течение 2-3 мин [2], а также способ приготовления бетонной смеси, включающий смешивание цемента, минеральных заполнителей с омагниченным водным раствором пластифицирующей добавки, обработанным ударным воздействием магнитного поля, напряженностью 100-150 кА/м, при частоте 10-160 Гц [3].

Для указанных технических решений характерен высокий коэффициент вариации прочностных свойств бетона и относительно высокий расход пластифицирующих добавок при прочих равных условиях.

Известен также способ приготовления бетонной смеси, включающий смешивание цемента и заполнителя с водой активированной постоянным магнитным полем магнитотрона, силовые линии которого ориентируют в юго-восточном направлении относительно магнитного поля Земли, при напряженности магнитного поля 40÷120 кА/м и скорости прохождения воды 02÷1,5 м/с, предварительно нагретой до температуры 30-45°С [4].

Данный способ, согласно описанию патента на изобретение, позволяет на 30-45% сократить количество применяемых пластифицирующих добавок, значительно улучшить эффект стабилизации прочностных свойств бетона, на 10-15% снизить температуру термовлажностной обработки и время экзотермической выдержки, а также увеличить прочность готовых изделий при сохранении пластичности бетонной смеси и коэффициента вариации прочностных свойств бетона.

К недостаткам данного способа приготовления бетонной смеси можно отнести то, что указанные выше положительные эффекты достигаются главным образом за счет применения с омагниченной водой высокоэффективных пластифицирующих добавок - суперпластификаторов СЗ и ФОК, за счет только омагничивания воды затворения, как следует из анализа данных таблиц 1 и 2, представленных в описании патента на изобретение, не удается достичь существенной пластификации бетонной смеси: осадка конуса (ОК), по которой оценивается пластификация бетонной смеси, практически одинаковая как на контрольном образце на обычной, неомагниченной воде: ОК=4,0 см (опыт №1, таблица 1), так и на бетонной смеси, полученной с использованием только омагниченной воды по предложенному способу с помощью магнитотрона: ОК=4,0 см; 4,5 см; 4,3 см; 4,0 см (опыты 5, 6, 7, 8, таблица 2). А вот при применении с омагниченной водой добавок-суперпластификаторов С3 и ФОК, действительно удается получить существенное повышение пластичности бетонной смеси: ОК=18,5 см; 21 см; 21,5 см; 24,5 см (опыты 6, 7, 8, 9, таблица 1), а также повышение прочности и снижение коэффициента вариации прочностных свойств бетона.

Объяснение этому - неэффективность магнитотрона, с помощью которого ведется омагничивание воды затворения бетона, имеющего сравнительно низкую напряженность магнитного поля в рабочем зазоре, равную 40÷120 кА/м и другие недостатки: его размагничивание на повышенной температуре при использовании подогретой воды в зимнее время, незначительный путь воды в магнитном поле аппарата и, как следствие, - недостаточную активацию воды магнитным полем.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ приготовления бетонных смесей на магнитоактивированной воде [5] - прототип, заключающийся в том, что омагничивание (активацию) воды затворения бетона за цикл обработки осуществляют целым набором комбинаций магнитотропных параметров, к которым относится: величина напряженности, градиент напряженности магнитного поля, скорость движения воды и время ее экспозиции в магнитном поле, до получения нужной степени активации воды, которая оценивается в процентах по отношению времени оседания спецпорошка в активированной и неактивированной воде. Показано, что только при достижении определенной степени (в процентах) активации воды (не менее 30÷35%) можно получить стабильные положительные результаты. Сказано, что при этом подвижность бетонных смесей, затворенных омагниченной водой, возрастает на 60-120% по сравнению с бетонными смесями, затворенными на обычной воде. Следовательно, для затворения бетонных смесей необходимо брать омагниченной воды на 15-20% меньше, что позволяет уменьшить 20% количество цемента и воды, а также уменьшить продолжительность термовлажностной обработки изделий.

Однако данному способу присущи следующие недостатки: не указаны оптимальные параметры ни одного из перечисленных магнитотропных параметров, в частности таких важных параметров, как величины напряженности магнитного поля в рабочем зазоре аппарата и времени омагничивания, экспозиции воды в магнитном поле, которое зависит от длины пути воды в магнитном поле аппарата и скорости ее движения в магнитном поле аппарата, что не позволяет оценить влияние каждого из указанных магнитотропных параметров на результат магнитной активации воды затворения и затрудняет настройку аппарата на оптимальный режим, кроме того, необходимая для получения стабильных положительных результатов степень активации воды (30÷35%) определяется опытным путем по оседанию спецпорошка в отборе проб омагниченной воды в сравнении с обычной неомагниченной водой, что затрудняет использование данного способа в промышленном производстве.

Общим недостатком всех известных аналогов и прототипа является то обстоятельство, что в производственных условиях значительно меняется влажность заполнителей (песка и щебня), с которыми в бетоносмеситель поступает большое количество (30÷50) воды, не прошедшей магнитную, электромагнитную обработку (активацию). Именно этот фактор наряду с применением малоэффективных аппаратов, с низким значением напряженности магнитного поля в рабочем зазоре аппарата и малым, недостаточным временем омагничивания (активации), значительно снижает эффективность применения всех известных способов приготовления бетонных смесей с использованием магнитоактивированной, электро-магнитоактивированной воды в промышленном производстве.

Целью настоящего изобретения является устранение или в значительной степени компенсация указанного выше фактора и получение высоких и стабильных положительных результатов при приготовлении бетонных смесей на активированной магнитным полем или одновременным, совместным воздействием магнитного поля и электрического тока, воде затворения бетона, а именно: повышение пластичности и, как следствие этого, экономию воды и цемента при сохранении нормативной прочности бетона и готовых изделий из него, снижение энергозатрат за счет снижения температуры термовлажностной обработки и сокращения времени экзотермической выдержки, что в свою очередь повышает оборачиваемость форм и увеличивает производительность завода, снижает расход пластифицирующих добавок в случае необходимости их применения.

Согласно предлагаемому способу указанная цель достигается тем, что омагничивание (активацию магнитным полем) воды затворения бетонных смесей производят магнитным полем с высокой напряженностью - 630-640 кА/м, используя для этой цели аппараты, позволяющие получить указанную высокую напряженность магнитного поля в рабочем зазоре аппарата и ,следовательно, в воде, подвергающейся магнитной обработке (активации), и достаточно большой путь (200-210 мм) воды в магнитном поле. В качестве такого аппарата может быть применен аппарат (устройство) для магнитной обработки жидкости по патенту России №2052917, Кл. C02F 1/48, и другие аналогичные аппараты.

Кроме того, воду, поступающую в бетоносмеситель через аппарат омагничивания (активации) из дозатора, количество которой определяется с учетом воды, поступающей в смеситель с влажными заполнителями, подвергают более высокой степени омагничивания (активации), тем большей, чем больше влажность заполнителей и поступившей с ними в смеситель неомагниченной (неактивированной) воды. Для этого увеличивают время омагничивания воды уменьшением скорости ее прохождения через аппарат омагничивания вентилем, установленным на трубопроводе линии подачи воды через аппарат или повышают напряженность магнитного поля в рабочем зазоре аппарата и воде до 660 кА/м и более путем увеличения тока в обмотке намагничивания аппарата известными в технике средствами (автотрансформаторы с плавным регулированием напряжения под нагрузкой, тиристорные регуляторы напряжения и т.п.), либо увеличивают как время омагничивания воды, так и напряженность магнитного поля в рабочем зазоре аппарата и, следовательно, в воде, подвергающейся магнитной обработке (активации).

При активации воды одновременным совместным воздействием магнитного поля и электрического тока, текущего по воде в рабочем зазоре магнитной системы аппарата, которую позволяют осуществлять аппараты (устройства) для электромагнитной обработки жидкости по патентам России №2176620, №2347756, №2284302, увеличение степени активации воды, поступающей в смеситель через дозатор, помимо указанных выше воздействий, осуществляют также увеличением тока, повышением напряжения на электродах аппаратов.

В качестве исходных параметров процесса активации воды затворения бетона можно рекомендовать: величину напряженности магнитного поля - 630-640 кА/м, время активации - 0,9÷0,11 с; при этом с увеличением влажности заполнителей увеличивают время активации до 0,16÷0,18 с или напряженность магнитного поля до 660 кА/м, либо увеличивают как время активации, так и напряженность магнитного поля, ориентируясь на максимальную пластификацию бетонной смеси.

Величина тока при одновременной совместной обработке (активации) воды магнитным полем и электрическим током зависит от конструкции аппарата (формы и расположения электродов, величины поданного на них напряжения и электрического сопротивления воды на этом участке) и варьируется в широких переделах: от 0,18÷0,2 А до 0,5 А в аппаратах по патенту России №2176620 и от 20÷25 А до 250 А в аппаратах по патенту России №2284302 и №2347756, при этом нижние границы указанных параметров тока используют как исходные.

В качестве критерия оптимального режима активации выбирают (ориентируются на) максимальную пластификацию бетонной смеси.

Предлагаемое техническое решение позволяет полностью или в значительной степени компенсировать неактивированную магнитным полем или одновременным, совместным воздействием магнитного поля и электрического тока, воду, поступившую в смеситель с влажными заполнителями (песком и щебнем), поскольку сильно активированная указанными воздействиями вода, поступившая в смеситель из дозатора, смешавшись с неактивированной водой, поступившей в смеситель с влажными заполнителями, активирует всю воду затворения, находящуюся в смесителе и участвующую в процессе приготовления бетонной смеси, что позволяет получить значительное увеличение пластификации бетонной смеси и другие известные положительные эффекты: экономию цемента и воды, повышение прочности бетона, экономию пластифицирующих добавок, в случае необходимости их применения, экономию тепловой энергии, а также повысить оборачиваемость форм и производительность завода.

Источники информации, использованные при составлении заявки:

[1] Влияние магнитной обработки на свойства бетона. Сб «Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем». М., 1971, стр.224-227.

[2] Авторское свидетельство СССР №672172, кл. CO4B 40/00, 1977.

[3] Авторское свидетельство СССР №1534041, кл. CO4B 40/001, 1987.

[4] Патент на изобретение России №2028995 CO4B 40/00; 1992.

[5] Помазкин В.А., Макаева А.А. «Об использовании магнитно-активированной воды для затворения бетонных смесей «Бетон и железобетон» №3, 1998, стр.26÷28.

Способ приготовления бетонных смесей путем смешивания цемента, минеральных заполнителей и воды затворения, активированной магнитным полем, или совместным, одновременным воздействием магнитным полем и электрическим током, отличающийся тем, что активацию воды затворения в рабочем зазоре аппарата производят магнитным полем напряженностью 630÷640 кА/м, с временем активации 0,9÷0,11 с, при этом с увеличением влажности заполнителей увеличивают время активации до 0,16-0,18 с, или напряженность магнитного поля до 660 кА/м, либо увеличивают как время активации, так и напряженность магнитного поля, ориентируясь на максимальную пластификацию бетонной смеси; при активации совместным, одновременным воздействием магнитным полем и электрическим током, значение тока, в зависимости от конструкции аппарата, устанавливают 0,18÷0,2 А, с увеличением до 0,5 А или 20÷25 А, с увеличением до 250 А.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства огнестойких панелей, перегородок, потолков, дверей и других конструктивных элементов, используемых при строительстве гражданских и промышленных зданий, в которых требуется обеспечение пожаробезопасности и безопасности жизнедеятельности человека.

Способ изготовления теплоизоляционных изделий // 2504526

Изобретение относится к области производства теплоизоляционных строительных материалов в виде плит, скорлуп и других изделий с заданными геометрической формой и размерами.

Установка для определения кинетики карбонизации бетона // 2502711

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации. Установка содержит не менее 2-х герметичных камер с заполненной водой U-образной трубкой для сброса избыточного давления в камере, впускным и выпускным газовыми распределительными коллекторами, фильтрами для очистки забираемой из камер газовоздушной среды и с установленными внутри каждой камеры вентилятором и ванной с насыщенным раствором соли для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности воздуха внутри камеры, подсоединенный к герметичным камерам через впускной газораспределительный коллектор и установленные на трубопроводах электромагнитные клапаны источник углекислого газа, автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа, газовый распределительный коммутатор для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор через побудитель расхода газа, кроме того, газоанализатор соединен с ЭВМ для автоматизации контроля за концентрацией газа в герметичных камерах и подачей в них газа через электромагнитные клапаны.

Способ получения кислотостойкого бетона // 2500656

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении строительных изделий и конструкций из кислотостойких бетонов.

Способ изготовления гранитоцементных изделий // 2500655

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии гранитоцементных изделий из мелкозернистых бетонов, и может быть использовано для изготовления элементов отделки цоколей стен зданий, плитки для полов, брусчатки для дорог и тротуаров и других атмосферостойких изделий.

Способ приготовления бетонной смеси // 2496748

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них. В способе приготовления бетонной смеси, включающем перемешивание части расчетной дозы жидкости затворения с цементом в смесителе-активаторе, введение оставшейся части расчетной дозы жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, последующее введение полученной в смесителе-активаторе суспензии в бетоносмеситель и окончательное перемешивание полученной смеси, в качестве жидкости затворения используют воду, которую предварительно заливают в смеситель-активатор в объеме (40÷70)% от расчетной (рецептурной) дозы жидкости затворения, которую в процессе заливки в смеситель-активатор активируют, для чего пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э, затем, после заливки в смеситель-активатор, упомянутую жидкость подвергают дополнительной вторичной активации путем ее кавитационной дезинтеграции, для чего на нее воздействуют ультразвуком, частота которого лежит выше частоты порога кавитации в диапазоне низких частот от 20 кГц до 100 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежит в области стабильной кавитации от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2, причем в процессе кавитационный дезинтеграции жидкости затворения в нее засыпают и перемешивают цемент, при этом одновременно с заливкой жидкости затворения в смеситель-активатор также заливают оставшуюся от расчетной (рецептурной) дозы часть жидкости затворения в бетоносмеситель с заполнителем, в качестве которой используют воду, которую в процессе ее заливки в бетоносмеситель с заполнителем омагничивают, для чего ее также пропускают со скоростью (1÷2) м/с через поперечное магнитное поле, напряженность которого лежит в диапазоне (500÷2000) Э, затем после перемешивания суспензии - цементного теста в смесителе-активаторе в течение 1-1,5 минут, ее переливают в бетоносмеситель и полученную смесь окончательно перемешивают в течение 1,5-2 минут.

Способ получения теплоизоляционного материала // 2493136

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу получения теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки. Технический результат заключается в снижении плотности материала и повышении его теплоизоляционных свойств.

Способ приготовления бетонной смеси // 2479525

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способам приготовления бетонной смеси. .

Способ переработки пуццоланов // 2475460

Изобретение относится к способу переработки пуццоланов и может найти применение при приготовлении бетонных смесей, строительных растворов и других смесей, включающих цемент.

Способ производства сухого наполнителя бетона и участок производства сухого наполнителя бетона // 2473521

Изобретение относится к производству наполнителей бетонов и промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении бетонов или строительных растворов, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций для сборного и монолитного строительства.

Нефтеотделитель-отстойник // 2508251

Изобретение относится к нефтеотделителю-отстойнику может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Средство для очистки воды от растворимых загрязнений и способ очистки // 2508151

Изобретение относится к области очистки воды. В качестве средства для очистки воды используют объемный материал из стеклянных волокон диаметром от 100 до 400 нм с объемной плотностью 12-26 кг/м3.

Способ очистки водного потока, выходящего после реакции фишера-тропша // 2507163

Изобретение может быть использовано в технологии осуществления реакции Фишера-Тропша в промышленности. Способ очистки водного потока, выходящего после реакции Фишера-Тропша, включает обработку неорганическим основанием, имеющим рКа выше или равным 6,5, и подачу его в испаритель, получают два выходящих потока - поток пара из головной части испарителя и водный поток из нижней части испарителя.

Способ контролирования роста микроорганизмов в системах обработки волокнистой массы и бумаги // 2507161

Изобретение может быть использовано для контролирования роста биопленки или микроорганизмов в водной системе, такой как система изготовления пульпы, бумаги или картона.

Реагент для очистки солянокислых растворов от ионов меди // 2507160

Изобретение может быть использовано при очистке сточных вод металлургических предприятий. Для очистки солянокислых растворов от ионов меди используют реагент, представляющий собой механически активированную смесь порошков железа и серы, взятую при следующем соотношении компонентов, масс.%: железо 95,0 - 99,5; сера 0,5 - 5,0.

Устройство для обеззараживания воды и его применение // 2507159

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воды. Предложено устройство для обеззараживания воды, содержащее УФ-лампу (50) и, по меньшей мере, один обтекаемый водой, имеющий приток (32) и сток (34) сосуд (30), в котором расположена реакционная камера (35), причем сток (34) сосуда (30) образует свободный слив.

Способ непрерывной очистки подтоварной воды // 2507158

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам очистки подтоварных вод, формирующихся в пунктах подготовки нефти. Способ очистки подтоварной воды заключается в том, что через расположенный в нижней части флотационного объема эжектор, в который непрерывно поступает осадок из флотационной камеры, вводят очищаемую воду.

Устройство для получения талой воды // 2507157

Изобретение относится к устройствам для получения талой воды, в частности для получения талой воды из морской методом вымораживания. Устройство включает корпус, в котором размещены термостатированная рабочая емкость с крышкой и отверстием для слива воды, внутри рабочей емкости находится сетка с магнитом с чередующимися полюсами и полой трубкой, ко дну рабочей емкости крепится биметаллическая пластина, контактирующая с фиксатором, шарнирно скрепленным с подпружиненным штоком, на которой крепится магнит с чередующимися полюсами.

Система контроля водоотводов от объектов промышленного и бытового назначения, способ контроля водоотводов и робот-пробоотборник для реализации способа // 2507156

Группа изобретений относится к системам и средствам контроля безопасности использования объектов промышленного и бытового назначения. Система контроля водоотводов содержит множество объектов, сообщенных отводящим трубопроводом с водоочистителями, каждый из которых расположен на территории объекта и сообщен с магистральным трубопроводом.

Способ получения фуллеренов // 2507152

Изобретение может быть использовано при электрохимической очистке сточных вод, имеющих сложный состав органического происхождения и ряд неорганических компонентов.

Использование кремнийсодержащих полимеров для интенсификации флоккуляции твердых частиц в процессах производства глинозема из бокситов // 2509056

Изобретение относится к удалению взвешенных твердых частиц в процессах варки бокситовых руд. Предложен способ флоккуляции, включающий взаимное перемешивание кремнийсодержащего полимерного флоккулянта с технологическим потоком процесса варки бокситовой руды в количестве, эффективном для того, чтобы флоккулировать, по меньшей мере, часть взвешенных в нем твердых частиц по меньшей мере, одного типа, выбранных из алюмосиликата кальция, силиката кальция, титаната кальция, диоксида титана и их смесей. Технический результат - увеличение скорости осаждения взвешенных частиц и увеличенное осветление потока по сравнению с использованием известных промышленных флоккулянтов. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 табл., 9 пр.