Способ изготовления изделий из ячеистого бетона

Изобретение относится к производству ячеистых бетонов в разных формах. Технический результат заключается в повышении коэффициента конструктивного качества изделий из ячеистого бетона, получаемых с использованием автоклавной обработки, за счет повышения однородности поровой микроструктуры межпоровых перегородок. По заявляемому способу тепловлажностную обработку отформованных изделий в автоклаве ведут по следующему режиму - подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью не более 1 градусов Цельсия в минуту, выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара и сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью не более 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных материалов, в частности ячеистых бетонов в разных формах.

Ячеистые бетоны всех разновидностей - произведенные из смеси, содержащей в общем случае вяжущее (например, цемент), известь, кремнеземистый элемент (например, песок), газообразователь (чаще всего - алюминиевую пудру) и воду.

Из описания изобретения к авторскому свидетельству №91629 (заявлено 29 июня 1950 г за №430714 в Гостехнику СССР) известен способ производства силикатных стройизделий путем запарки прессованной известково-песчаной смеси в автоклаве в продолжении 8-10 часов при давлении пара в котле 8-9 атм. Такой газосиликат имеет неравномерность структуры и недостаточную прочность, так как не установлена скорость подъема давления, а следовательно и нагрева. Между тем для выбора оптимального режима автоклавной обработки необходимо знать, с какой интенсивностью нужно вести нагрев или охлаждение изделий в каждый малый промежуток времени, чтобы внутри изделий не создавалось недопустимых напряжений, вызываемых температурным перепадом, массообменом, парообразованием и усадкой. Решением этой задачи много занимался К.Э. Горяйнов со своими сотрудниками.

Известен широко применяемый способ изготовления изделий из ячеистого бетона, включающий обработку в автоклаве по режиму: подъем давления - 4 ч, изобарическая выдержка при 0,8 МПа - 8 ч, спуск давления - 3 ч (см., например, описание к авторскому свидетельству SU 1715779 А1, С04В 38/02, опубликовано 29.02.92). Изобарическая выдержка подразумевает постоянный подпор давления пара для компенсации снижения давления в процессе конденсации, что приводит к повышению температуры внутри изделий, и как следствие разрушению стенок пор, то есть снижению прочности изделий. Кроме того, скорость подъема температуры при подъеме давления пара до 0,8 МПа за 4 часа составляет около 0,625 °C/мин, что является необоснованно низкой, приводящей к удлинению производственного цикла.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ изготовления изделий из ячеистого бетона всех разновидностей (см. Инструкцию по изготовлению изделий из ячеистого бетона № СН 277-80, утверждена постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства 7 февраля 1980 г.), включающий тепловлажностную обработку с целью твердения отформованных изделий в автоклаве, в том числе подъем давления пара до 8 ати за 1,5 часа, что соответствует подъему температуры до 174,5°C со скоростью (174,5-25)/90=1,67°C/мин. Такая скорость подъема температуры и давления была определена без учета прироста теплоты экзотермических реакций синтеза гидросиликатов. Далее по указанному способу следует выдержка с контролем достигнутого давления в течение 5-14 часов, в зависимости от назначенной плотности изделий, при этом не допускаются спады давления в период подъема, выдержки. В связи с конденсированием пара на стенках автоклава, вагонетках и т.п. происходит падение давления, которое постоянно компенсируется давлением пара из паропровода. Свежий пар поднимает одновременно и температуру внутри автоклава. В то же время внутри изделий происходят процессы кристаллизации и перекристаллизации гидросиликатов кальция, сопровождающиеся выделением тепла. Такой процесс приводит к перегреву внутренних пор материала, вплоть до разрушения стенок пор, что сказывается на снижении прочности и однородности бетона. Кроме того, последними исследованиями установлено, что фактическая послеавтоклавная влажность составляет 35-45%, а эксплуатационная, равная 5%, достигается в естественных условиях через 2-3 года, что приводит к существенному снижению теплозащитных показателей ограждающих ячеистобетонных стен и перерасходу тепла на отопление (см., например, Гринфельд Г.И., Морозов С.А. Влажностное состояние современных конструкций из автоклавного газобетона в условиях эксплуатации. Инженерно-строительный журнал, 2011, №2).

Задачей заявляемого изобретения является повышение коэффициента конструктивного качества изделий из ячеистого бетона, получаемых с использованием автоклавной обработки, за счет повышения однородности микроструктуры межпоровых перегородок.

Для решения указанной задачи при изготовлении изделий из ячеистого бетона, включающем тепловлажностную обработку с целью твердения отформованных изделий в автоклаве, а именно - подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями, выдержку изделия внутри автоклава и сброс давления пара в автоклаве, в отличие от известного, подъем температуры путем повышения давления пара в автоклаве производят со скоростью не более 1 °C/мин, выдержку изделия внутри автоклава производят при перекрытом поступлении пара, сброс давления пара в автоклаве производят до давления 0,4 МПа со скоростью не более 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и табл. 1, 2. На фиг. 1 приведена Энтальпийная диаграмма процесса по заявляемому способу. Таблица 1 содержит характеристики, доказывающие достижение технического результата. Таблица 2 содержит сравнительные показатели влажности ячеистобетонных блоков, достигаемые на предприятии «АРГО», и блоков, произведенных по известной технологии.

Известно, что химическая реакция является экзотермической (протекающей с выделением тепла) при условии, что разность энергий Гиббса продуктов и исходных веществ отрицательна. На фиг. 1 кривая a-b-c-d характеризует изменение энтальпии исходных веществ, а кривая e-f-g-k характеризует соответствующее изменение энтальпии продуктов реакции, происходящей в автоклаве при нагреве, при этом потребность притока теплоты определяется линией a-b-f-g-k, где ΔHp - теплота экзотермической реакции кристаллизации (синтеза) гидросиликатов кальция. Собственными исследованиями заявителя установлено, что этой теплоты как раз достаточно для компенсации потерь тепла на конденсацию пара при выдержке изделий из силикатных газобетонов в автоклаве. Эта теплота приводит к повышению температуры без повышения влажности, то есть сушке, при которой снижается послеавтоклавная влажность изделий. Прекращение подачи дополнительного пара с момента начала кристаллизации гидросиликатов существенно снижает температурные напряжения в изделиях и переводит процесс нагрева с внешней поверхности изделий на нагрев внутренний, внутрипоровый. Кроме того, подача перегретого пара не позволяет дозировать количество поступающей воды (не управляемый синтез), при закрытом вентиле количество воды в реакционном пространстве не изменяется. Это улучшает однородность материала изделий, что приводит к повышению коэффициента конструктивного качества и процента выхода годных изделий.

Время выдержки при перекрытом доступе пара определяется достижением максимально-возможной для конкретного состава сырьевой смеси и химической активности кремнеземистого компонента прочности. По завершении выдержки начинают сброс давления в автоклаве со скоростью, не превышающей 1 атм за 10 минут, до величины остаточного давления 4 атм, при этом происходит падение температуры в автоклаве, которое приводит к снижению температуры изделия, и обеднение его водой, то есть вода испаряется и повышается концентрация раствора, находящегося в порах. С повышением концентрации гидрата окиси кальция и снижением температуры цементирующего вещества силикаты кальция становятся более основными, и это продолжается до тех пор, пока изделия не будут выгружены из автоклава. В результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно, повышается прочность изделий. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом окиси кальция. Ступенчатый сброс давления обеспечивает более плавное течение процесса и повышает однородность свойств материала изделий. Собственными исследованиями авторов на действующем предприятии по производству силикатных строительных материалов установлено, что для наиболее широко распространенных смесей, включающих

Песок кварцевый (с содержанием SiO2 не менее 80%) 60-70%
Известь негашеную 25-5%
Цемент портландский 5-25%
Гипс двуводный CaSO4*2H2O 0-5%
Вода, водотвердое отношение В/Т 0,4-0,8
Алюминиевая пудра или паста 350-500 г/м3,

при тепловлажностной обработке в автоклаве сформованных изделий по режиму: подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью не более 1°C/мин, выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара и сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью не более 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью, полученные изделия в виде блоков имеют высокую однородность по прочности во всем объеме блока, установлено отсутствие серых пятен непровара на 100% изделий, возрастание трещиностойкости и снижение расхода пара на единицу объема продукции (см. таблицу 1). Кроме того, выяснилось, что в результате выдержки изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара существенно снижается, приближаясь к равновесной в 5-6%, послеавтоклавная влажность изделий за счет тепла экзотермических реакций кристаллизации и перекристаллизации низкоосновных гидросиликатов кальция тоберморитовой группы, при перекрытом поступлении пара (см. таблицу 2).

Таким образом, в результате использования предлагаемого способа получают повышение однородности микроструктуры межпоровых перегородок изделия из ячеистого бетона, регулирование его плотности, вида поверхности и влажности, то есть увеличение выхода годного продукта и снижение энергопотребления процесса тепловлажностной обработки и в течение 2-3 первых лет эксплуатации.

Примеры осуществления способа.

Вариант 1. Состав смеси

Песок кварцевый (с содержанием SiO2 не менее 80%) 65%
Известь негашеная 15%
Цемент портландский 15%
Гипс двуводный CaSO4*2H2O 5%
Вода, водотвердое отношение В/Т 0,4-0,8
Алюминиевая пудра или паста 350 г/м3

Режим автоклавной обработки: подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью 0,5°C/мин, выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара в течение 6 часов, сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью.

Вариант 2. Состав смеси - тот же.

Режим автоклавной обработки: подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью 1,0°C/мин., выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара в течение 6 час, сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью.

Вариант 3. Состав смеси - тот же.

Режим автоклавной обработки: подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью 1,5°C/мин, выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара в течение 6 часов, сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью.

Анализируя средние характеристики материала изделий, полученные в зависимости от варианта режима автоклавной обработки, и сравнивая их с показателями, содержащимися в справочных документах для существующих методов (см. таблицу 1), делаем вывод о нецелесообразности повышения скорости подъема температуры и давления в начале автоклавной обработки выше 1,0°C/мин. Использование скорости подъема меньше 1,0°C/мин не ведет к улучшению свойств бетона, а увеличение скорости выше 1,0°C/мин приводит к снижению показателей по сравнению с прототипом.

Из данных таблицы 2 явствует, что согласно изобретению возможно получить ячеистый бетон, обладающий пониженной послеавтоклавной влажностью.

Сравнительные характеристики материала

Изменение влажности после автоклавирования.

Способ изготовления изделий из ячеистого бетона путем тепловлажностной обработки, включающей подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями, выдержку изделия внутри автоклава и сброс давления пара в автоклаве, отличающийся тем, что подъем температуры путем повышения давления пара в автоклаве производят со скоростью не более 1 градуса Цельсия в минуту, выдержку изделия внутри автоклава производят при перекрытом поступлении пара и сброс давления пара в автоклаве производят до давления 0,4 МПа со скоростью не более 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.
Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.

Изобретение относится к гипсовым композициям, гипсовым плитам, к способам их изготовления и к использованию дегидроаскорбиновой кислоты (DHA) в качестве препятствующей изгибу добавки в гипсовом изделии.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных изделий различной геометрической формы, преимущественно плит.

Группа изобретений относится к строительным материалам, а именно к строительной смеси и способу получения из нее теплоизоляционного легкого бетона, и может найти применение при изготовлении облегченных строительных конструкций различного назначения.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в сборном домостроении и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству газобетона, и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных блоков.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для изготовления теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного пеносиликата с улучшенными функциональными свойствами.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения. В способе получения изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения путем приготовления сырьевой смеси, включающей минеральное вяжущее из цемента с известью, кремнеземистый компонент в виде шлама кварцевого песка, двуводный гипс, порообразователь - алюминиевую пудру, и воду затворения, кварцевый песок измельчают до удельной поверхности 3500-4100 см2/г, порообразователь используют с зерновой фракцией алюминия размером частиц 22-45 мкм в количестве не менее 70-75%, при этом в шлам кварцевого песка дополнительно вводят красящую добавку из ряда железоокисных пигментов, а поверхность готового изделия обрабатывают гидрофобизатором - водным раствором метилсиликоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент марки М500 Д0 31,975-35, известь 6,3-8,2, кварцевый песок 53,13-54, двуводный гипс 4,86-5,0, алюминиевая пудра 0,12-0,123, красящая добавка 0,59-0,701, вода затворения при температуре 42-45°C в количестве, соответствующем отношению В/Т, равному 0,58-0,63.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.
Группа изобретений относится к производству газобетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Способ изготовления газобетона включает дозирование и смешивание 0,96 кг алюминиевой пудры с 20 кг кварцевого песка и 3,4 кг золы-уноса, их совместный помол до прохождения через сетку № 0,63, дозирование и последовательное добавление 15,6 кг портландцемента, 15,6 кг молотой негашеной извести и 18,6 кг воды, нагретой до температуры 70-100°C, укладку полученной смеси в нагретые до температуры 35-45°C формы, затвердевание, извлечение из форм и тепловлажностную обработку при температуре 175°C и давлении 0,8 МПа в течение 10-12 часов.

Группа изобретений относится к производству сухих смесей для изготовления изделий из ячеистого бетона поризованного газом и может быть использовано на заводах ячеистобетонных изделий.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии изготовления керамзитобетонной смеси, ресурсосберегающим технологиям легких бетонов.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления неавтоклавного композиционного ячеистого бетона естественного твердения.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий из ячеистого газобетона автоклавного твердения.
Изобретение относится к способу получения эластичного неорганическо-органического гибридного пеноматериала и пеноматериалу, полученному этим способом. Способ получения пеноматериала посредством вспенивания смеси, содержащей, мас.%: минерал А), выбранный из реагипса, каолина или волластонита 50-97, растворенный в воде поливиниламин В) 1-45, вспенивающий агент С) 1-50, эмульгатор D) 1-5, сшивающий агент Е), способный реагировать с поливиниламином В), 0-5, причем массовые проценты компонентов А) и В) относятся к твердой фазе и сумма из А) - Е) составляет 100 мас.%.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных, теплоизоляционно-конструкционных и конструкционных изделий. В способе изготовления строительных изделий из кремнистых пород, включающем усреднение состава кремнистого сырья путем послойного конусования, первичную переработку с удалением крупных включений, введение поризующих добавок - каустической соды и кальцинированной соды, совместную их обработку до получения однородной массы, формование гранул, их термическую обработку, помол гранул, заполнение форм порошком, обжиг в формах при температуре 680-850°C, охлаждение, распалубка форм, распиловка вспученных плит на изделия требуемого размера, в качестве кремнистого сырья используют диатомит, или трепел, или опоку, или их смесь в заданной пропорции, плотностью 0,4-1,0 г/см3 с содержанием в них SiO2 53,0-92,0%, аморфного кремнезема (SiO2 растворенного в 5% KOH) 9,0-76,0%, СаО 0,5-4,5%, MgO 0,1-2,3%, термическую обработку гранул проводят при температуре 110°C до остаточной влажности 10%, обеспечивающей их помол, после помола гранул осуществляют разделение порошка по фракциям 0,1-1 мм, 1-2 мм, 2-3 мм, заполнение форм ведут порошком требуемого грансостава, позволяющего изготовление изделий с заданными параметрами по плотности и теплопроводности, крупную и пылеватую фракции отбирают и возвращают на пост помола гранул, а отходы от распиловки вспученных плит подают для производства сухих строительных смесей и/или на пост помола гранул. Технический результат - повышение качества строительных изделий. 1 пр.

Изобретение относится к производству ячеистых бетонов в разных формах. Технический результат заключается в повышении коэффициента конструктивного качества изделий из ячеистого бетона, получаемых с использованием автоклавной обработки, за счет повышения однородности поровой микроструктуры межпоровых перегородок. По заявляемому способу тепловлажностную обработку отформованных изделий в автоклаве ведут по следующему режиму - подъем температуры и давления пара в автоклаве с изделиями со скоростью не более 1 градусов Цельсия в минуту, выдержка изделия внутри автоклава при перекрытом поступлении пара и сброс давления пара в автоклаве до давления 0,4 МПа со скоростью не более 0,1 МПа за 10 минут и далее - с максимально возможной скоростью. 1 ил., 2 табл.

Наверх