Способ активации цементной суспензии

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)

Владельцы патента RU 2769495:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU)

Изобретение относится к области строительного производства и производства строительных материалов, а именно к области активации цементной суспензии путем электрофизического воздействия, и может быть использовано для активации цементных растворов в технологии изготовления бетонов как в заводских условиях, так и в условиях строительной площадки. Способ включает загрузку суспензии в реактор активации для электрофизической обработки смеси высоковольтным электрическим разрядом и протеканием постоянного электрического тока. При этом на цементную суспензию с водоцементным соотношением, равным 0,35, помещенную в закрытую герметичную камеру с закрепленными в крышке и днище высоковольтными электродами, спустя 30-45 минут с момента затворения цемента водой воздействуют высоковольтным электрическим разрядом, возникающим за счет принудительного замыкания воздушного разрядника. После чего происходит обработка цементной суспензии путем протекания постоянного электрического тока. Техническим результатом является повышение прочностных характеристик цементного камня, улучшение технологических качеств бетонов, повышение энергоэффективности процесса и сокращение сроков набора прочности бетонных конструкций с применением более простого устройства и оборудования для обработки. 2 ил.

Известен «Способ обработки цементных растворов» (RU 2228316 10.05.2004 С2)., при котором активация раствора производится воздействием чередующимися высоковольтными электрическими пробоями межэлектродного промежутка и растекающимися в этом растворе импульсными токами с постоянным измерением зарядного тока в различных точках рабочей области.

Однако данный способ имеет недостаточную энергоэффективность процесса активации раствора, что приводит к большим затратам электроэнергии, а также требует сложного технологического исполнения.

Известен «Способ механической активации цемента» (RU 2376067 20.12.2009 С1), при котором повышение эффективности гидратации цемента происходит посредством увеличения удельной площади поверхности частиц вяжущего, которое достигается воздействием центробежной силы на цемент и сдвиговым усилием, возникающим в зазоре между неподвижной стенкой камеры и вращающимся рабочим органом. Создаются сдвиговые усилия более 40 Н при скоростях сдвига от 5 до 100 м/с. Частота вращения рабочего органа составляет до 1500 об/мин. Время пребывания цемента в камере составляет 5-10 с.

Однако данный способ не позволяет значительно повысить прочностные показатели материала, и имеет достаточно низкую энергоэффективность.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению, является «Способ активации водоцементной суспензии» (SU 1678811 23.09.1991 А1 прототип), при котором на цементный раствор воздействуют постоянным электрическим током (30-50А) от электросварочного аппарата в течение 1-3 мин, затем обрабатывают высоковольтным (1-3 В) электрическим разрядом, в количестве 6-10 разрядов на 1 дм³ водоцементной суспензии, с последующим перемешиванием цемента и песка в соотношении 1:3 с добавлением полученной водоцементной эмульсии.

Однако данный способ не дает значительного увеличения прочностных характеристик полученных образцов, обладает высокой удельной энергоемкостью на единицу объема получаемого материала.

Задачей заявляемого изобретения является создание способа электрофизической активации цементной суспензии, который позволяет повысить прочностные показатели цементного камня, снизить затраты на электроэнергию для осуществления процесса активации цементной суспензии, упростить технологию выполнения обработки, а также, сократить сроки набора прочности бетонов на обработанном сырье за счет ускорения набора прочности бетона и повышения прочностных показателей в начальные сроки твердения по сравнению с цементом, который не подвергался обработке.

Поставленная задача решается тем, что в «Способе активации цементной суспензии», включающем загрузку цементной суспензии в реактор активации для электрофизической обработки смеси высоковольтным электрическим разрядом и протеканием постоянного электрического тока, согласно изобретению, на цементную суспензию с водоцементным соотношением равным 0,35 помещенную в закрытую герметичную камеру с закрепленными в крышке и днище высоковольтными электродами спустя 30-45 минут с момента затворения цемента водой воздействуют высоковольтным электрическим разрядом, возникающим за счет принудительного замыкания воздушного разрядника, после чего происходит обработка цементной суспензии путем протекания постоянного электрического тока.

Улучшение физико-механических свойств цементной суспензии происходит за счет повышения интенсивности и глубины гидратации суспензии, посредством увеличения количества активных поверхностей частиц вяжущего, активирования процессов гидратации жидкой среды, резкого увеличения количества свободных носителей заряда. Снижение энергозатрат осуществляется за счет применения низкоэнергетического воздействия на материал. Упрощение технологической схемы за счет простоты конструкции, а также возможность использования в качестве источников тока аккумуляторные батареи.

На Фиг. 1 представлен общий вид устройства для осуществления способа активации цементной суспензии.

На Фиг. 2 показана схема реактора активации установки для осуществления способа активации цементной суспензии.

Устройство содержит источник высокого напряжения 1, в качестве которого могут выступать мобильные аккумуляторные батареи, высоковольтный диод 2, конденсаторная батарея высокого напряжения 3, воздушный разрядник - замыкающий элемент 4, реактор активации (рабочая камера) 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Компоненты цементной суспензии, воду и цемент, делят на заранее рассчитанные порции. Производится тщательно смешение компонентов. Пропорции компонентов принимаются из условия обеспечения водоцементного соотношения равного 0,35. Выполняется укладка цементной суспензии в рабочую зону устройства 5, реактор активации герметично запирается.

Запускается установка, включается источник высокого напряжения 1, напряжение стабилизуется диодом 2, выполняется зарядка конденсаторов 3, выполняется принудительное замыкание воздушного разрядника 4, происходит замыкание цепи в реакторе активации 5 и образуется электрический разряд в цементной суспензии (электрогидравлический удар), сопровождающийся комплексом сопутствующих явлений (резкое повышение давления в разрядной области; мощные импульсно возникающие кавитационные процессы; механические резонансные явления с амплитудами, позволяющими осуществлять взаимное отслаивание друг от друга многокомпонентных твердых тел; магнитное воздействие; ионизация суспензии). Время выполнения обработки от начала затворения цемента водой варьируется в зависимости от исходного сырья и целей обработки. Как правило оптимальное время выполнения обработки при стандартном сырье 30-45 минут от смешения компонентов сырья. Далее на цементную суспензию воздействуют постоянным электрическим током, после чего она извлекается из реактора и укладываются в формы с последующим уплотнением.

Техническим результатом изобретения является повышение прочностных характеристик цементного камня, улучшение технологических качеств бетонов, повышение энергоэффективности процесса и сокращение сроков набора прочности бетонных конструкций, с применением более простого устройства и оборудования для обработки.

Способ активации цементной суспензии, включающий загрузку суспензии в реактор активации для электрофизической обработки смеси высоковольтным электрическим разрядом и протеканием постоянного электрического тока, отличающийся тем, что на цементную суспензию с водоцементным соотношением, равным 0,35, помещенную в закрытую герметичную камеру с закрепленными в крышке и днище высоковольтными электродами, спустя 30-45 минут с момента затворения цемента водой воздействуют высоковольтным электрическим разрядом, возникающим за счет принудительного замыкания воздушного разрядника, после чего происходит обработка цементной суспензии путем протекания постоянного электрического тока.

Настоящее изобретение относится к добавкам на основе графеновых наноматериалов для улучшения цементирующих композиций, предпочтительно бетона, и к цементирующей композиции, содержащей добавки. Добавка содержит смесь графеновых нановолокон, оксида графена (GO), диспергирующего средства (D) и суперпластификаторa (SP), содержащую по меньшей мере два типа графеновых нановолокон, выбранные из графеновых нановолокон с высокой удельной площадью поверхности (GNF-HS), графеновых нановолокон с низкой удельной площадью поверхности (GNF-LS) или графеновых нановолокон большой длины (GNF-LL), где графеновые нановолокна имеют средний диаметр в диапазоне от 2 до 200 нм, и где указанная добавка на основе графеновых наноматериалов благодаря содержанию различных соотношений по меньшей мере двух типов графеновых нановолокон точно регулируется для получения различных цементирующих композиций с конкретными свойствами.

Комплексная добавка для силикатных композиционных материалов и способ ее приготовления // 2768884

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве композиций строительного назначения на основе цемента. Технический результат заключается в повышении прочностных и эксплуатационных характеристик силикатных композиционных материалов с направленным регулированием структуры цементной матрицы.

Технологическая линия для производства бетонной смеси // 2766987

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано на предприятиях стройиндустрии для производства бетонной смеси. Технологическая линия содержит склад крупного заполнителя, склад мелкого заполнителя, ленточные транспортеры, расходные бункеры цемента, воды, активных минеральных добавок, химических добавок, крупного и мелкого заполнителей, задвижки, весовые дозаторы компонентов бетонной смеси и воды и бетоносмесительный узел.

Диспергирующая композиция // 2766880

Группа изобретений относится к диспергирующей композиции, более конкретно относится к диспергирующей композиции для цемента, строительного раствора или бетона. Диспергирующая композиция содержит: а) по меньшей мере один полимер, составленный из мономеров, содержащих нафталиновое кольцо и/или меламин; b) по меньшей мере один полимер, содержащий группы карбоновой кислоты и/или фосфорной кислоты и/или любую группу, которая гидролизуется до группы карбоновой или фосфорной кислоты; и с) по меньшей мере один полимер, имеющий строение согласно Формуле I.

Способ изготовления бетона // 2766494

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству высокопрочного и долговечного бетона, и может быть использовано для уменьшения пористости бетона и увеличения его прочности при изготовлении бетона в местности, лежащей на уровне моря или ниже уровня моря, а также в условиях нормального или высокого атмосферного давления.

Способ вторичной переработки минеральной ваты, способ изготовления акустических панельных элементов и такой акустический панельный элемент // 2765184

Акустический геополимерный панельный элемент, содержащий слой, содержащий волокнистый компонент и геополимерное связующее, выполненное из смеси, содержащей измельченную минеральную вату, и дополнительный слой, содержащий минеральную вату, причем слой, содержащий волокнистый компонент и геополимерное связующее, имеет плотность в диапазоне от 20 до 400 кг/м3, пористость в диапазоне от 0,75 до 0,99 и толщину в диапазоне от 5 до 75 мм.

Применение тонкоизмельченного карбоната кальция в неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки // 2763881

Настоящее изобретение относится к применению карбоната кальция, имеющего средний размер частиц в диапазоне от 0,5 до 3 мкм, предпочтительно от 1 до 3 мкм, в неорганической системе строительного раствора для химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, и по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент B содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.

Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах // 2762180

Настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.

Состав для неорганических вяжущих веществ // 2761423

Группа изобретений относится к добавкам для строительных составов, содержащим неорганические вяжущие вещества, к способам получения и применения указанных добавок. Состав добавки содержит компоненты (а) и (б), причем соотношение массы компонента (а) к массе компонента (б) находится в диапазоне от 3:1 до 1:10.

Силикатное покрытие для улучшения эксплуатационных характеристик акустической панели и способы его изготовления // 2759765

Предложенная группа изобретений в целом относится к отверждаемому покрытию для акустических панелей, акустическим панелям, покрытым отверждаемым покрытием и способам его изготовления. Волокнистая панель с покрытием содержит волокно минеральной ваты и крахмал, причем волокнистая панель имеет тыльную сторону и противоположную ей лицевую сторону, а также слой отвержденного покрытия, расположенный на тыльной стороне панели.

Способ создания бетонного композита, армированного сухой растительной добавкой // 2771347

Изобретение относится к области промышленно-гражданского строительства, в частности к строительным материалам, которые можно использовать для ограждающих конструкций при строительстве энергоэффективных зданий. Основной целью создания бетонного композита является использование растительной добавки (сухой борщевик) для улучшения теплотехнических и механических свойств бетона. Способ создания бетонного композита, включающий приготовление смеси из цемента, песка, воды, химической добавки и растительной добавки в виде дробленого борщевика, с последующим формованием и отверждением в течение 28 суток. Для приготовления используют цементно-песчаную смесь марки М300 Петролит Профи, содержащую цемент и песок крупностью до 2,5 мм в соотношении 1:2, которую перемешивают с водой и химической добавкой - пластификатором для улучшения пластичности бетонной смеси, а борщевик используют в количестве 2% от объема цементной смеси в виде щепы размером 50×5 мм, состоящей из древесной коры и пористой части, при этом добавляют борщевик в цементную смесь при формовании на стадии ее заливки в опалубку. Добавка в виде борщевика повышает нормальное напряжение, увеличивает термическое сопротивление, уменьшает теплопроводность и плотность, что делает конструкцию легче. 5 ил., 2 табл.