ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПЕСЧАНЫХ БЕТОНОВ (часть 1). Смеситель песка и цемента


ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР для производства пенобетона, газобетона, пенополистиролбетона

Система автоматической дозации сырья для производства пенобетона

Многие производители пенобетона знают, как много времени уходит на приготовление и засыпку сырья в установку для производства пенобетона. К примеру, на 1 замес с V=1 куб.м. необходимо вручную засыпать 6 мешков цемента (300 кг), просеять и засыпать 17 ведер песка (270 кг), отмерить нужное количества воды и пены. В лучшем случае на это тратиться 10-15 минут. За смену при производительности 20 куб.м. пенобетона выходит 1,5-2 часа потерь времени, 3-4 человека засыпают вручную 6 тонн цемента и 5 тонн песка. Ко всему, нельзя забывать человеческий фактор: ошибки в подсчете количества мешков цемента, ведер песка, литров воды ведут к неправильной дозировке.

В итоге получается низкая производительность, высокая себестоимость, нестабильное качество пенобетонной смеси. Поэтому, производители и стараются механизировать весь процесс производства пенобетона.

Предлагаемая Система автоматизированной дозации предназначена для управления всем комплексом производства пенобетона от подачи сырья до выгрузки готовой смеси.

Система дозации для производства пенобетона

Основные части системы дозации:

1. Весовой дозатор цемента и песка на тензодатчиках. 2. Ленточный транспортер подачи песка. 3. Шнек подачи цемента. 4. Растариватель биг-бэгов цемента (или силос хранения цемента). 5. Дозатор воды. 6. Дозатор пенообразователя.

Описание процесса производства пенобетона:

Оператор выбирает рецепт приготовления пенобетона и запускает процесс автоматизированного производства пенобетона:

  • Включается шнек и подается цемент из растаривателя биг-бэгов (или силоса) в весовой дозатор. После набора необходимого веса цемента, шнек отключается.
  • Включается транспортер подачи песка в весовой дозатор. После набора веса песка, транспортер отключается.
  • Подается вода насосом в смеситель. После набора дозы воды, насос отключается.
  • Включается смеситель, открывается автоматически задвижка бункера и происходит выгрузка цемента и песка.
  • Добавляется в смеситель пена из пеногенератора через дозатор пенообразователя.
  • После перемешивания компонентов, пенобетон выгружается в формы.

Преимущества использования системы дозации:

Оператор может корректировать и задавать различные рецепты производства пенобетона, выбирать дозы подачи сырья, следить за рецептурой и расходом материалов, настраивать и следить за всеми параметрами процесса.

Установленная программа в пульте позволяет отображать весь процесс автоматизированного приготовления пенобетона на операторской панели в реальном времени.

Выгода использования автоматизированной системы дозации: - уменьшение себестоимости производства пенобетона,- уменьшение времени приготовления пенобетона, - уменьшение численности персонала,- увеличение производительности, - выпуск качественной продукции.

Автоматический дозатор цемента и песка

Устройство дозатора

Дозатор состоит из рамы, на которой подвешен приемный бункер и пульт управления. Бункер оснащен поверхностным вибратором и затвором с электроприводом. Взвешивание происходит с помощью тензодатчиков. Данные отображаются на операторской панели пульта.

  1. Объем бункера – 1 м3
  2. Дозируемые материалы – цемент, песок
  3. Тип датчиков – весовые тензометрические
  4. Количество весовых датчиков – 4
  5. Предел взвешивания – от 1 до 2000 кг
  6. Погрешность дозирования – не более 1%
  7. Размеры – 2900х1660х1660
  8. Масса – 650 кг

Средства автоматизации

Пульт управления позволяет управлять работой всем комплексом приготовления пенобетонной смеси: весовым дозатором, шнековым конвейером, ленточным транспортером, насосом и дозатором воды, насосом подачи пены, смесителем, вибратором станции растаривания цемента в «биг-бегах» или силоса цемента.

Сенсорная панель оператора служит для задания доз компонентов, необходимых для приготовления пенобетонной смеси, управления и контроля за технологическим процессом производства пенобетона.

Выполняемые операции с помощью пульта:

  • Установка доз на замесы (количество цемента, песка, воды, пены).
  • Автоматический набор цемента в приемный бункер.
  • Автоматический набор песка в приемный бункер.
  • Автоматический набор воды в смеситель - установку для пенобетона.
  • Автоматическое включение вращения смесителя.
  • Автоматическую выгрузку из приемного бункера цемента и песка.
  • Автоматический набор пены в смеситель.
  • Выгрузка пенобетонной смеси в форму.

    ВМЕСТЕ С НИМ ПОКУПАЮТ:

rusblok.ru

Приготовление бетонных смесей при производстве высокопрочных бетонов.

Бетон является сложным композиционным материалом, потенциальные возможности которого до настоящего времени используются не в полном объеме. Производителей бетона и изделий на его основе прежде всего интересует проблема получения прочного бетона при минимальном расходе цемента, и для ее решения постоянно совершенствуются расчетно-экспериментальные методы подбора состава бетонной смеси, используются различные добавки, ускоряющие твердение цемента, суперпластификаторы, добавки микрокремнезема и многое другое. Вместе с тем сама технология изготовления бетона остается незыблемой и состоит из операций дозирования компонентов бетонной смеси, перемешивания их в бетоносмесителе и приготовления бетонной смеси, формования изделий и их тепловлажностной обработки.

Из всех этих операций наименее изученной является операция приготовления бетонной смеси, и на многих предприятиях ее осуществляют путем увлажнения и перемешивания смеси цемента, крупного и мелкого заполнителей в бетоносмесителях. Поэтому многие исследователи считают, что введение дополнительных операций предварительной обработки и подготовки таких компонентов бетонной смеси, как цемент и мелкий заполнитель перед окончательным перемешиванием позволит существенно повысить прочность бетона.

В научно-популярной литературе по бетоноведению изготовителями различных вихревых смесителей и измельчителей настойчиво пропагандируется идея по дополнительному помолу цемента с обязательством значительного увеличения марки бетона. Следует отметить, что такие утверждения базируются на весьма поверхностном понимании роли зернового состава цемента в бетоне, и предприятия, которые приобрели такие установки, убедились в бесперспективности их использования.

В патентной и технической литературе приводится большое количество новых способов приготовления бетонных смесей, которые можно разделить на две группы. К первой группе относятся способы, в которых предлагается изменять последовательность подачи компонентов смеси, добавок и воды в бетоносмеситель при его работе. Эти способы позволяют достичь повышения прочности бетона, но по сути они не отличаются от распространенного способа, а эффект повышения прочности достигается в основном за счет использования суперпластификаторов и других добавок. Ко второй группе относятся способы, включающие предварительно активацию цемента путем совместного помола его в шаровой мельнице с небольшим количеством сухого песка. Такие способы также не приводят к существенному увеличению прочности бетона, и повысить его эффективность можно только при совместном помоле всего расчетного количества песка и цемента. Однако при использовании в качестве помольного оборудования шаровых мельниц возникают проблемы сушки песка и увеличения энергозатрат на помол смеси.

Цель настоящего доклада — исследование способа приготовления бетонной смеси, по которому смешение компонентов осуществляется в следующей последовательности: сначала перемешиваются расчетные количества портландцемента и кварцевого песка с естественной влажностью 3–5 % в центробежном смесителе роторного типа в течение 1–2 мин, после чего полученная сыпучая цементно-песчаная смесь с конечной влажностью 5–8 % (дополнительное увлажнение) поступает в бетоносмеситель, в который подается крупный заполнитель и остальное количество воды для совместного перемешивания всех компонентов бетонной смеси расчетного состава в течение 3–4 мин.

Сущность этого способа заключается в том, что при поступлении цементно-песчаной смеси в смеситель формируются два взаимонаправленных потока смеси, движущихся в слое толщиной 10–20 см навстречу друг другу со скоростью 35–40 м/с, в котором частицы цемента и песка соударяются на скорости 70–80 м/с и измельчаются до более тонкого состояния. В составе цементно-песчаных смесей для рядовых бетонов соотношение между цементом (Ц) и песком (П) колеблется в пределах Ц : П = (26:74) ч (45:55) % (мас.) с преобладанием песка в смеси. Частицы кварцевого песка обладают более высокой твердостью, и поэтому при скоростном смешении цементно-песчаной смеси они выполняют роль абразивных мелющих тел.

Весьма важно, что при контактевлажного песка и цемента вода начинает интенсивно взаимодействовать с частицами цемента, образовывая в поверхностном слое цементных частиц первичные продукты гидратации — гидрооксид кальция, гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. За счет этого взаимодействия происходят аморфизация и дополнительное диспергирование поверхностного слоя частиц цемента, который легко сдирается частицами песка и образует в цементно-песчаной смеси фракцию высокоактивных частиц нанодисперсного размера.

При интенсивном механическом воздействии на цементно-песчаную смесь происходит также удаление адсорбированного воздуха с поверхности частиц и замещение его пленкой воды толщиной в несколько молекул воды, особенно на свежеобразованных плоскостях разрушения частиц. На этих пленках происходит конденсация преимущественно нанодисперсных частиц продуктов гидратации цемента за счет адгезионного взаимодействия и достигается весьма равномерное распределение цемента и воды на поверхности частиц песка во всех микрообъемах цементно-песчаной смеси.

Проверку вышеизложенных подходов при приготовлении бетонной смеси проводили с использованием портландцемента Топкинского завода марки 500Д0 (ГОСТ 10178-85), гравия фракции 5–20 мм (ГОСТ 82690-97), песка для строительных работ с модулем крупности Мкр = 2,6 (ГОСТ 8736-93) и воды.

Компонентный состав бетона рассчитан на получение подвижной бетонной смеси с осадкой конуса ОК = 5–11 см и марки пескобетона 300.

Мелкий заполнитель с естественной влажностью 3,5 % (абс.) и портландцемент подавали в смеситель и перемешивали в течение 1 или 2 минут. В процессе перемешивания смесь дополнительно увлажнялась до 8 % с целью достижения наиболее полного смачивания всех частиц смеси пленкой воды. Увлажнение смеси более 8 % нежелательно, так как при этом уменьшается сыпучесть смеси и увеличивается ее налипание на рабочие органы смесителя.

Далее цементно-песчаная смесь подавалась в бетоносмеситель и перемешивалась с гравием и остаточным количеством воды в течение 3–5 мин до получения однородной бетонной смеси; из смеси формовали образцы-кубы размером 10Ч10Ч10 см, у которых определялась прочность при сжатии после пропариванияпо режиму 2 + 7 + 3 ч и после твердения в воздушно-влажных условиях в течение 28 суток.

Для объективности сравнения результатов готовилась бетонная смесь при одновременном смешении в бетоносмесителе всех компонентов, а также смесь с цементом, предварительно измельченным в присутствии 3 % кварцевого песка до удельной поверхности 4900 см2/г. Составы бетонных смесей и результаты испытаний, представленные в таблице, подтверждают целесообразность предварительного смешения влажного песка с цементом.

Интенсивное и концентрированное механическое воздействие на цементно-песчаную смесь, содержащую небольшое количество воды, сопровождается быстрым ростом температуры смеси до 45–50 °С

Таблица №1: Составы бетонных смесей и результаты испытаний бетона.

 

 

 

 

 

 

 

в течение одно– двухминутного перемешивания, что свидетельствует об интенсификации процессов гидратации цемента. Предварительное и равномерное распределение влаги в цементно-песчаной смеси увеличивает скорость смачивания и распространения оставшейся воды при перемешивании всех компонентов бетонной смеси и позволяет практически в два раза сократить время перемешивания в бетоносмесителе. Однородная, практически дегазированная цементно-песчаная смесь позволяет сформировать в процессе уплотнения плотную и прочную цементно-песчаную матрицу в составе бетона. Анализ поверхностей разрушения бетонных образцов показывает, что их разрушение происходит не только по цементно-песчаной матрице, но и по зернам крупного заполнителя. Использование более прочного заполнителя позволит увеличить прочность бетона. Из данных табл. 1 следует, что использование предварительного смешения влажного песка с цементом позволяет увеличить прочность рядового бетона на 59–77 % без применения каких-либо добавок.

Снижение расхода цемента на 15 % (состав 5) приводит к уменьшению прочности бетона, тем не менее она достаточно высока (44,3 МПа). Предварительное смешение цемента с песком позволит более эффективно использовать лежалые цементы.

Изготовление высокопрочных бетонов требует повышенного расхода цемента, который необходимо равномерно распределить в бетонной смеси. Предварительное смешение цемента с увлажненным песком позволяет наиболее эффективно решить эту проблему и приготовить пластичную однородную бетонную смесь без использования суперпластификаторов. Если же в состав бетонной смеси вводится суперпластификатор либо другие добавки в виде порошков или растворов солей, то все эти добавки лучше всего вводить при предварительном перемешивании песка и цемента.

Таким образом, предварительное смешение расчетных количеств цемента и песка с небольшой влажностью в интенсивном смесителе непосредственно перед приготовлением бетонной смеси открывает новые возможности в технологии бетонов, особенно высокопрочных.

См. далее по теме:

Применение пескобетона.

www.voscem.ru

РВ (растворосмесители высокооборотные) или современные турбосмесители с функцией активации компонентов смеси

В статье упоминается оборудование:

НАВИГАТОР V-4МУниверсальный турбосмеситель

от 234 200 Р.

Турбулентные смесители-активаторы серии «Фагот» («Навигатор-вибро»)

Высокооборотные смесители турбулентного типа прекрасно зарекомендовали себя при решении задач качественного смешивания различных материалов.Производство современных строительных материалов предъявляет повышенные требования к качеству приготавливаемых растворов и смесей. Без использования современной смесительной техники в производстве строительных материалов невозможно приготовление качественного бетона или строительного раствора. От смесительного оборудования напрямую зависит качество получаемого бетона или строительного раствора. Показатели однородности бетонной смеси оказывают существенное влияние на основные физико-механические свойства бетона. Расход цемента, необходимого для получения определенной марки бетона, также во многом зависит от качества перемешивания компонентов смеси.

Смесители турбулентного типа в настоящее время активно используются в приготовлении некоторых видов специальных строительных растворов и смесей, ячеистых бетонов, фибробетона и т.д. Простота конструкции, высокая скорость смешивания при относительно небольшой энергонагруженности оборудования - несомненные положительные стороны смесителей турбулентного типа.Турбулентные смесители в основном применяют для производства подвижных цементно-песчаных смесей и бетонов с крупностью заполнителя до 40мм. При турбулентном перемешивании повышается текучесть смеси и резко снижается водоотделение.

Турбулентный смеситель состоит из неподвижной бочкообразной емкости с конусообразной нижней частью, установленной на раме, лопастного ротора-активатора, обычно расположенного в нижней части емкости, электродвигателя и приводных шкивов. Благодаря простоте конструкции и хорошим эксплуатационным характеристикам турбулентные смесители активно используются производителями строительных материалов. Некоторые ограничения к применению с лихвой компенсируются высокой скоростью смешивания, простотой обслуживания агрегата. Сам принцип турбулентного перемешивания, основанный на создании высоких градиентов скоростей, способствует равномерному распределению в приготавливаемом растворе различных включений и добавок (фибра, пигменты, пластифицирующие добавки). Быстро вращающийся активатор создает турбулентные завихрения, поэтому воздействие на компоненты приготавливаемой смеси при перемешивании осуществляется не столько активатором (ротором) установки, сколько именно динамическим возмущением среды. Такое активное воздействие позволяет получать очень качественные подвижные растворы при минимальном разрушающем воздействии на применяемые наполнители. Так как компоненты смеси имеют очень непродолжительный контакт с механической частью смесителя, можно сказать, что турбулентные смесители обеспечивают максимально бережное перемешивание быстроразрушающихся компонентов приготавливаемого раствора (например, фибры или гранул вспененного полистирола). Именно по причине хорошего качества смешивания и возможности интенсивного воздухововлечения турбулентные смесители широко используются для приготовления неавтоклавного пенобетона (поробетона).

Однако возможности турбулентных смесителей не ограничиваются только смешиванием, гидроактивация компонентов приготавливаемой смеси открывает широчайшие возможности использования турбулентных смесителей в производстве строительных материалов. Повышение активности как вяжущих, так и инертных компонентов смеси непосредственно при смешивании позволяет выпускать высококачественные материалы при снижении расхода цемента. Причем, активация и смешивание происходят одновременно и не снижают практическую производительность смесительного оборудования. Возможность восстановления марочной прочности лежалого цемента, применение низкомарочных цементов без ухудшения показателей прочности выпускаемых изделий позволяет резко увеличить экономическую эффективность производства строительных материалов при снижении себестоимости выпускаемой продукции.

Однако смесителям турбулентного типа классической конструкции присущи и некоторые недостатки, существенно сужающие область применения оборудования данного типа.

1. Невысокая надежность уплотнительных устройств, предназначенных для герметизации входа приводного вала в емкость смесителя. Техническими условиями (ГОСТ 16349-85 Смесители цикличные для строительных материалов) нормируется допустимая потеря в количестве более 2% от общего объема приготавливаемого раствора. Соответственно потеря раствора до 2% признается вполне допустимой. Заметим, что при эксплуатации высокооборотного растворосмесителя объем по загрузке 500 литров (объем готового замеса 400 литров) при выполнении требований ГОСТ 16349-85 допустимая потеря раствора составит 8 литров! И это при каждом замесе! Учитывая, что данный документ указывает, что число циклов работы в час для данного типа оборудования составляет не менее 50, потеря 400 литров раствора за каждый час работы признается вполне допустимой. Однако, для современного производства такая потеря приготавливаемого раствора совершенно не допустима. Потеря раствора вследствие малой эффективности и надежности уплотнительных устройств - серьезная проблема, снижающая экономическую привлекательность турбулентных смесителей. Соответственно повышение надежности уплотнительных устройств - первоочередная задача, от решения которой напрямую зависят перспективы использования смесителей турбулентного типа в условиях современного производства строительных материалов.

Хотелось бы подчеркнуть, что техническое решение проблемы эффективной защиты уплотнительных устройств турбулентных смесителей существует. Это устройство Активной Пневмодинамической Защиты (АПДЗ), разработанное специалистами МП «ТЕХПРИБОР» и ООО «СтройМеханика» г. Тула. Данное устройство позволяет полностью устранить проблему потери раствора через уплотнительное устройство смесителя. Применение АПДЗ на смесительном оборудовании типа «Навигатор» позволило говорить о создании смесителя турбулентного типа с непревзойденными показателями надежности и эффективности.

Рис. 1. 1 - емкость смесителя, 2 - трубка подачи воздуха в активатор, 3 - подшипниковый узел, 4 - вал смесителя, 5 - область высокого давления, 6 - активатор турбинного типа

Устройство активной пневмодинамической защиты (АПДЗ) (рис. 1), впервые примененное на турбулентных пенобетоносмесителях серии «Навигатор», - оптимальное соотношение простоты и надежности, высокой производительности и долговечности. Ротор-активатор смесителя серии «Навигатор» имеет форму цилиндра с лопастями малого гидродинамического сопротивления. Сам цилиндрический активатор напоминает перевернутый стакан, внутри которого расположен подшипниковый узел. В полость между внутренней стенкой активатора и корпусом подшипникового узла подается воздух, который препятствует проникновению раствора к уплотнительному узлу, расположенному в верхней части корпуса подшипникового узла. Вспомните опыт с опусканием перевернутого стакана в воду и вам станет понятен принцип действия активной пневмодинамической защиты (АПДЗ). Пока стакан сохраняет вертикальное положение, вода не может его заполнить. Этим и объясняется причина высочайшей надежности смесителей, где использован такой принцип защиты опорного узла. Воздух, подаваемый внутрь активатора, заполняет его объем, выходит через кольцевой зазор между нижним срезом активатора и дном емкости и поступает в чашу смесителя, где равномерно распределяется в массе раствора. Такая продувка приготавливаемого раствора значительно активизирует процесс воздухововлечения, что особенно важно для производства неавтоклавного пенобетона низких плотностей. К тому же эффект барбатации значительно улучшает качество получаемых растворов. Интенсивная продувка позволяет значительно снизить расход пенообразователя. При производстве цементно-песчаных смесей, когда показатели воздухововлечения не так важны, интенсивность продувки можно снизить. В этом случае, для нормальной работы турбулентного смесителя рабочим объемом 780 литров потребуется бытовой компрессор производительностью всего 60 литров в минуту!

Рис. 2. Устаревший бетоносмеситель традиционной конструкции (слева) и современный турбосмеситель, оснащенный устройством АПДЗ «Навигатор-Тула» (справа) 1 - зона интенсивного износа вала и уплотнительного устройства, 2 - штуцер подачи воздуха, 3 - полость избыточного давления,препятствующего проникновению абразивной смеси

Так как опорный узел установки находится внутри емкости смесителя и накрыт цилиндрическим активатором, чаша смесителя крепится на самой раме без использования промежуточных деталей. Такой способ установки емкости не только позволяет снизить высоту загрузки, но и делает возможным отказаться от дополнительных опор, что положительно сказывается на уменьшении веса смесителя и снижает вибронагруженность оборудования даже при работе с тяжелым бетоном (рис. 2).

Выдержки из описания патента на смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла смотрите в ПРИЛОЖЕНИИ №1.

2. Следующей особенностью смесителей турбулентного типа является возможность приготовления только лишь растворов, имеющих высокую подвижность. В случае, если приготавливаемый раствор имеет недостаточную подвижность, качество смешивания резко ухудшается. При использовании смесителей турбулентного типа в приготовлении растворов малой подвижности выполнение технических требований (ГОСТ 16349-85) в части максимально допустимого коэффициента вариаций для растворных смесей (не более 10%) весьма проблематично, что также указывает на ухудшение качества смешивания. К тому же при разгрузке смесителя турбулентного типа, применяемого для приготовления смесей, имеющих недостаточную подвижность, возникают серьезные проблемы. Растворная смесь налипает на стенках и произвести качественную и быструю разгрузку смесителя практически не возможно.Именно ограничение по степени подвижности приготавливаемого раствора существенно снижает область применения смесительного оборудования турбулентного типа в производстве строительных материалов.Однако снижение количества свободной воды в растворе и соответственно возможность приготовления малоподвижных строительных растворов - классический метод повышения качества выпускаемой продукции при снижении расхода цемента. Именно снижение количества свободной воды в растворе (снижение В/Ц отношения) позволяет уменьшить капиллярную пористость, существенно улучшая показатели морозостойкости и водонепроницаемости материала. Приготовление качественного пенобетона (поробетона) неавтоклавного твердения на смесительном оборудовании турбулентного типа также невозможно без кардинального уменьшения количества свободной воды в растворе. Получение пенобетона (поробетона) на одностадийных агрегатах смешивания (смесители турбулентного типа) при снижении водотвердого отношения (В/Т) по мнению многих специалистов практически безальтернативный метод получения высококачественных поризованных смесей. Таким образом, возможность приготовления малоподвижных растворных смесей - одно из основных требований, предъявляемых к современному смесительному оборудованию вообще и турбулентным смесителям в частности.

Расширение области применения смесителей турбулентного типа в производстве строительных материалов, несомненно, связано с необходимостью создания универсальных агрегатов, способных наряду с приготовлением высокоподвижных смесей приготавливать также малоподвижные смеси и растворы. Причем техническое решение данной проблемы найдено достаточно давно, хотя в настоящее время используется редко.Если турбулентный смеситель оснастить вибраторами, расположив их на стенках емкости, виброимпульсы, воздействуя на приготавливаемую смесь, создают область повышенной подвижности материала возле стенок смесителя (так называемое «псевдожидкое» состояние смеси). Обработка приготавливаемой смеси виброимпульсами помимо разжижающего эффекта, также позволяет активировать компоненты смеси, восстанавливая и повышая марочную прочность цемента.В целом, механизм действия виброактивации цементно-песчаных смесей направлен на увеличение удельной поверхности вяжущего (от 2500 до 4500-6000 см2/г), изменение поверхностной структуры твердых частиц, удаление неактивных поверхностных пленок и ускорение взаимодействия компонентов системы «цемент-вода-заполнитель».Так как в процессе виброактивации удельная поверхность цемента увеличивается, интенсивное вибрирование приготавливаемого раствора разрушает структуру до значений, близких к минимально возможной вязкости, и позволяет использовать цементы повышенной дисперсности (активированные) без повышения водоцементного отношения (В/Ц) системы.В результате виброактивации цементно-песчаных смесей происходит не только разъединение комочков песка, но и активизируются его отдельные зерна вследствие их частичного измельчения и истончения поверхностного слоя, а также кардинального улучшения активной поверхности обрабатываемых материалов.Вибрация при перемешивании заполнителя с цементным раствором позволяет преодолеть высокую прочность коагуляционной стркутуры последнего, значительно улучшает сцепление между компонентами смеси. После окончания воздействия внешних сил (вибрации) система восстанавливает начальную прочность структуры, подвижность ее снижается.

Использование вибраторов, установленных на стенки емкости смесителя, предотвращает налипание пластичной смеси на нижнюю коническую часть емкости. При этом материал, отбрасываемый активатором, создает возле стенки области локального уплотнения, то есть подвижность материала возле стенки понижается и эффективность смешивания резко падает. Для предотвращения налипания приготавливаемого раствора на стенки емкости смесителя необходимо повысить подвижность раствора путем добавления воды либо пластифицирующих добавок. Однако для получения материала повышенной прочности и снижения расхода цемента увеличение количества свободной воды ни в коем случае не может быть рекомендовано. Повышение объема свободной воды в приготавливаемой смеси неизменно приводит к образованию капиллярных микропор, вызывающих падение прочности и снижение показателей водонепроницаемости материала. Оптимальным решением проблемы налипания материала на стенки смесителя при увеличении общей производительности смесительного оборудования является использование высокочастотных вибровозмущений, подаваемых на корпус смесителя. Вибрационные импульсы нарушают силы трения и сцепления между частицами, повышая подвижность раствора. Установка в нижней части емкости турбулентного смесителя высокочастотных пневматических вибраторов позволяет восстановить восходящее движение вязких составов (рис. 3). Высокочастотные виброимпульсы в районе нижней части емкости смесителя полностью устраняют уплотнение материала возле стенок, где, наоборот, наблюдается псевдоразжижение приготавливаемого материала. Иными словами, вязкий малоподвижный материал возле стенок емкости турбулентного смесителя становится более подвижным, активно поднимается вверх, где захватывается воронкой и повторно подается на ротор-активатор установки. Применение высокочастотных вибраторов, установленных на турбулентных бетоносмесителях, позволяет значительно расширить номенклатуру приготавливаемых составов, освоить выпуск новых материалов на оборудовании, претерпевшем лишь незначительную модернизацию.

Рис.3

Пневматические вибраторы безопасны в работе, для их эксплуатации требуется лишь проводка питающих шлангов. При высокой частоте пневматические вибраторы имеют низкую амплитуду колебаний, что делает ненужной применение массивных виброизоляторов, снижающих негативное воздействие вибрации на раму и другие конструктивные части бетоносмесителя. Однако в настоящее время эффект виброактивации компонентов смеси используется в строительной практике лишь эпизодически. Причина этого - поверхностный подход к проблемам реализации возможностей данного метода и практически полное отсутствие необходимого промышленного оборудования. Предпринимаемые отдельными производителями строительного оборудования попытки оснастить смесители турбулентного типа электромеханическими вибраторами общего назначения не позволяли реализовать на практике потенциальных возможностей виброактивации компонентов смеси. И только применение высокооборотных пневматических вибраторов с тщательным подбором необходимой частоты вибрации, возмущающей силы при снижении амплитуды колебаний сделало возможным создание технически безупречного, высокоэффективного смесителя - активатора.

Смеситель - активатор серии «Фагот», разработанный специалистами МП «ТЕХПРИБОР» совместно с конструкторским отделом ООО «СтройМеханика», оснащается системой активной пневмодинамической защиты (АПДЗ), высокооборотными пневмовибраторами малой амплитуды колебаний. Данные технические решения позволяют не только кардинально повысить надежность смесительного оборудования, но и реализовать на практике способы виброактивации компонентов смеси высокой интенсивности. Также существенно расширена область применения смесительного оборудования данного типа, в том числе и при изготовлении малоподвижных смесей и растворов, пенобетона пониженной технологической влажности и т.д.

Рис.4

3. Еще одной особенностью, характерной именно для смесителей турбулентного типа классической конструкции, является некоторая хаотичность движения потока приготавливаемого раствора в емкости смесителя. В то время как именно рациональная организация движения материала при смешивании оказывает основное влияние на скорость и качество смешивания.Практика применения турбулентных смесителей показывает, что турбулентные возмущения оказывают более активное воздействие на приготавливаемый раствор, нежели механическое воздействие лопастным ротором. Смесители, оснащенные активатором с лопастями, ориентированными на механическое перемешивание компонентов, заметно проигрывают и в скорости, и качестве приготавливаемых растворов. И напротив, активаторы с лопастями, способствующими созданию динамических потоков, установленные на тех же смесителях, показывали отличные результаты. Напрашивается вывод, что пути повышения эффективности турбулентных смесителей лежат в оптимальном соотношении функций активатора, формы придонной части смесителя и подвижности приготавливаемых смесей. При этом приоритетной является способность активатора генерировать направленный высокоскоростной поток, определяющий общую эффективность смешивания, а способность производить механическое смешивание считается второстепенной или даже вредной.Представляется особенно перспективным применение активатора турбинного типа с лопастями малого гидродинамического сопротивления при смешивании малоподвижных бетонных смесей.Форма турбины, скорость вращения и конструкция лопастей активатора назначается от формы и конструкции придонной (конусной) части турбулентного смесителя. При этом характер движения смеси изменяется. Если при работе с подвижными растворами преобладает круговое движение материала в емкости смесителя, то при работе с малоподвижными растворами наблюдается появление мощных восходящих потоков материала при интенсификации процессов смешивания.Активатор турбинного типа с лопастями малого гидродинамического сопротивления отбрасывает приготавливаемый раствор, придавая ему ускорение, в сторону нижней конической части смесителя(рис. 5). В нижней части емкости, проходя незначительное расстояние, раствор, ударяясь о наклонную стенку, отражается вверх. Причем скорость движения раствора в нижней конической части емкости выше, чем в верхней части конуса, так как раствор, отбрасываемый верхней частью цилиндрического активатора, проходя большее расстояние до конической стенки смесителя, теряет скорость. Поэтому в нижней части конуса скорость соударения раствора выше, чем в средней части, а в средней части выше, чем в верхней. В результате раствор интенсивно подается в верхнюю часть смесителя, где захватывается воронкой и снова подается к активатору (рис. 4).

Работающие бортовые вибраторы способствуют созданию подвижного (псевдожидкого) слоя материала в районе стенок емкости, что позволяет интенсифицировать движение приготавливаемого материала к верхней части динамической воронки. Такой характер смешивания обеспечивает быстрое приготовление качественного раствора при уменьшении энергонагруженности смесительного оборудования. Значительно снижается абразивный износ активатора и стенок смесителя, так как снижается время и интенсивность контакта. В виду снижения интенсивности механического воздействия на составляющие бетонного раствора, появляется возможность введения в приготавливаемый раствор (бетон) различных добавок. Интенсивное, но бережное смешивание оказывает минимальное разрушающее воздействие на формируемые пузырьки пенобетона. Поэтому турбулентные смесители, оснащенные цилиндрическим активатором, при изготовлении пенобетонных растворов низких плотностей показывают отличные результаты.

Рис.5 V1>V2>V3

Таким образом, конструкция смесителя - активатора серии «Фагот» позволяет реализовать на практике основные функции современного высокоэффективного смесительного агрегата в части разумной универсальности, надежности и эффективности. Реализация возможностей гидроактивации компонентов смеси, эффективного смешивания малоподвижных растворов, виброобработки приготавливаемого материала воплотилась в конструкции универсального смешивающего агрегата.

Итак, турбулентные смесители - активаторы серии «Фагот» это:

  • Активная пневмодинамическая защита (АПДЗ) опорного узла смесителя - непревзойденная надежность смесительного оборудования
  • Активатор турбинного типа с лопастями малого гидродинамического сопротивления - высокая универсальность смесительного оборудования, возможность работы с малоподвижными смесями.
  • Универсальность смесительного оборудования. Возможность приготовления ячеистого бетона различных плотностей, полистиролбетона, фибробетона, строительного раствора, мелкозернистого бетона, бетона на крупном заполнителе и т.д.
  • Функция виброактивации компонентов смеси, сокращения расхода цемента в производстве строительных материалов.

Авторы серии статей «Строительная лоция» сотрудники МП «ТЕХПРИБОР» Векслер М.В.Липилин А.Б.

Скачать патент на изобретение №2264849 «СМЕСИТЕЛЬ С АКТИВНОЙ ПНЕВМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТОЙ ОПОРНОГО УЗЛА» в формате PDF

ПРИЛОЖЕНИЕ №1.

Выдержки из описания полученного патента на смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла.

Изобретение относится к области строительной техники и может быть использовано при приготовлении разных строительных смесей: для стеновых блоков, плит перекрытий, в монолитном строительстве, особенно в тех случаях, когда важно изготовление высококачественной пористой, ячеистой структуры пенобетонной смеси в течение длительного периода без остановки для ремонта и профилактики смесителя. Изобретение может быть использовано в других отраслях промышленности и народного хозяйства для получения различных смесей.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение срока бесперебойной эксплуатации смесителя, его надежности, расширения функциональных возможностей путем исключения контакта сальниковой группы с любой агрессивной рабочей смесью при одновременном расширении диапазона воздействия сжатого воздуха на смесь, снижение материалоемкости конструкции, улучшение условий работы смесителя и отдельных его частей. Поставленная задача достигается устройством активной пневмодинамической защиты опорного узла, включающей в себя корпус с фланцевым дном и приводной вал, установленный в подшипниковой опоре с сальниками, заключенной в отдельном корпусе, закрепленном на фланцевом дне корпуса смесителя, лопасти, систему подачи сжатого воздуха. При этом корпус подшипниковой опоры расположен внутри корпуса смесителя и оснащен защитным кожухом, выполненным в виде перевернутого стакана, основанием закрепленным на хвостовой части вала, выше подшипниковой опоры, так что нижняя кромка стенки стакана образует зазор с фланцевым дном смесителя, а лопасти закреплены на защитном кожухе. При этом смеситель снабжен дополнительной системой подачи сжатого воздуха в верхнюю часть полости стаканообразного защитного кожуха, непосредственно под днище стаканообразного защитного кожуха, а выступающий за кожух хвостовик вала защищен герметичной крышкой.

Смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла состоит из корпуса цилиндрической, конической или похожей (например, бочкообразной) формы. Корпус оснащен загрузочным устройством и основной системой подачи сжатого воздуха. В нижней части корпуса расположено разгрузочное устройство. Корпус выполнен в виде обечайки с неразъемным дисковым фланцевым кольцом, на котором с помощью разъемного устройства (например, болтового) закреплен дисковый фланец. Приводной вал расположен внутри корпуса смесителя, имеет свой корпус с системой подшипников и привод, расположенный в нижней консольной части вала. Корпус приводного вала оснащен дополнительным защитным кожухом стаканообразного перевернутого типа, состоящим из цилиндра с жестко закрепленным в его верхней части дном-фланцем и герметичной крышкой, надетой на верхнюю выступающую консоль вала. При этом лопасти установлены на цилиндре защитного кожуха. В верхней части вала под фланцем защитного кожуха расположен сальниковый узел. Защитный кожух закреплен на приводном валу таким образом, что между нижней кромкой стенок цилиндра и фланцем корпуса смесителя остается кольцеобразный зазор для выхода воздуха в корпус смесителя. Смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла оснащен дополнительной системой подачи сжатого воздуха, расположенной во фланце таким образом, чтобы ее выпускной конец находился внутри полости защитного кожуха в непосредственной близости от дна фланца, т.е. в зоне расположения сальникового узла.

Смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла работает следующим образом. Необходимые для получения смеси компоненты подаются в корпус смесителя через загрузочное устройство, включается основная и дополнительная системы подачи сжатого воздуха, включается привод. Лопасти, закрепленные на цилиндре защитного кожуха, перемешивают смесь, а сжатый воздух от основной системы подачи воздуха способствует образованию пористой мелкоячеистой структуры этой смеси. Через кольцевой зазор часть жидкости из бетонной смеси просачивается внутрь полости защитного кожуха. Сжатый воздух, подаваемый в эту полость, препятствует ее полному заполнению жидкостью. Кроме того, воздух, постоянно поступающий в полость, равномерно выталкивая через кольцевой зазор смесь в корпус, частично выходит и сам, улучшая качество изготавливаемой пенобетонной смеси. При этом в верхней части указанной полости образуется воздушная пробка за счет избыточного давления воздуха, препятствующая попаданию абразивных материалов из просачивающейся жидкости на сальниковый узел и вал. Смесь же, попавшая в полость защитного кожуха, не подвергается разбрызгиванию, а спокойно вращается, в связи с чем не может попасть на сальниковый узел. Регулируя давление воздуха в системе, можно добиться такого соотношения жидкости и воздуха, что воздушная пробка будет занимать верхнюю треть объема полости, образованной стаканом, дном-фланцем, фланцем и корпусом, обеспечивая стабильную технологическую надежность процесса и активную пневмодинамическую защиту опорного узла с сальниками.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает бесперебойное получение качественной пористой мелкоячеистой бетонной смеси при высокой надежности в работе за счет создания рациональной конструкции подшипниковой опоры и исключения попадания абразивных частиц на сальниковый узел и приводной вал, значительно снижает металлоемкость смесителя, так как предложенный смеситель с активной пневмодинамической защитой опорного узла проще и компактнее, чем известные устройства. Улучшаются условия работы вала, так как его можно делать короче за счет рационального размещения внутри корпуса смесителя. При этом нагрузка более равномерно распределена по длине вала. Значительно сокращается время, необходимое на техническое обслуживание, которое обычно тратится в известных устройствах на замену изношенных при контакте с абразивными частицами деталей. Кольцевая подача воздуха в нижнюю часть корпуса смесителя усиливает поризацию бетонной смеси, уменьшая размер застойных зон, а подача воздуха снизу и сверху в корпус смесителя расширяет функциональные возможности смесителя, т.к. дает возможность увеличить площадь контакта воздуха с изготавливаемой пенобетонной смесью и более эффективно регулировать избыточное давление воздуха, используя конструкцию внутренней полости защитного кожуха, что позволяет получать высококачественные ячеистые смеси. Значительно сокращается время получения готовой смеси, так как увеличена площадь воздействия воздуха на смешиваемые компоненты, сверху и снизу, т.е. обеспечивается более качественное перемешивание. Изготовлены, испытаны опытные образцы, которые показали значительно более надежную работу смесителя и получение более качественной пенобетонной смеси.

www.tpribor.ru

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПЕСЧАНЫХ БЕТОНОВ (часть 1) :: Бетон

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПЕСЧАНЫХ БЕТОНОВ

5.1. Проектирование составов

Расширение области применения песчаных бетонов связано с разработкой новых технологий, использующих эффективные методы подготовки вяжущего, перемешивания и уплотнения, в том числе особо и сверхжестких цементно-песчаных смесей. Свойства песчаных бетонов, изготавливаемых по разным технологиям, в том числе их прочностные и деформативные характеристики в значительной степени разнятся. Указанное положение существует и в тяжелом бетоне, но для песчаного оно усугубляется широким диапазоном удобоукладываемости используемых смесей - от подвижных до смесей, жесткость которых превышает 120 сек по ГОСТ 10181 и не может быть оценена стандартными методами ее измерения.

Отличия в свойствах песчаных бетонов, изготовленных по разным технологиям, необходимо учитывать при разработке способа проектирования их составов. Другой особенностью, существенно усложняющей проектирование составов, является достаточно широкая возможность использовать для несущих конструкций тощие цементно-песчаные смеси, что позволяет расширить область применения материала, уменьшить расход цемента и тем самым снять наиболее серьезное препятствие на пути внедрения песчаного бетона.

По материалам собственных экспериментов и данным обработки материалов исследований отечественных и зарубежных авторов песчаные бетоны были разделены на 3 группы существенно отличающиеся как набором технологических приемов, используемых при их изготовлении, так и свойствами полученного материала [74]:

Песчаные бетоны группы А (смеси жесткостью до 120 сек), при изготовлении которых используются:

  • специальные методы подготовки вяжущего (домол цемента, совместный помол цемента с песком)
  • специальные методы перемешивания (в вибросмесителях, смесителях-активаторах, струйных смесителях и др.)
  • методы интенсивного уплотнения (вибропрессование, полусухое прессование, роликовое формование, вибропресспрокат)

Песчаные бетоны группы Б (жесткие и особо жесткие смеси от 40 сек), при изготовлении которых используются методы интенсивного уплотнения, в том числе и на виброплощадке с пригрузом.

Песчаные бетоны группы В - малоподвижные смеси с ОК = 2–4 см, уплотняемые на стандартных и специальных виброплощадках без пригруза.

 

 

Предлагаемая классификация, на базе которой разработан приведенный ниже способ проектирования состава песчаного бетона, позволяет учесть особенности свойств материала и технологии его изготовления.

5.1.1. Проектирование состава песчаных бетонов слитной структуры

Определяется предварительная величина Ц/В (рис. 5.1) и ориентировочный расход вяжущего Ц в кг/м3 (рис. 5.2).

Изготавливается бетонная смесь принятого состава и по формуле (5.3) определяется коэффициент уплотнения Ку, достигнутый в контрольных образцах

По результатам испытаний трех серий контрольных образцов строится зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения и выбирается окончательный состав бетона.

Расход материалов в окончательно выбранном составе бетона определяется умножением полученных величин Ц, П и В на фактический коэффициент уплотнения.

5.1.2. Проектирование состава тощего песчаного бетона

Если Ку не регламентирован, то проектирование состава бетона заданной марки по прочности рекомендуется выполнять следующим образом:

  • по табл. 5.1 назначается ориентировочный расход воды в л/м3 и условный коэффициент избытка цементного теста в зависимости от группы песчаного бетона, способа уплотнения бетонной смеси и крупности песка,
  • экспериментально либо по рис. 5.3 определяется пустотность используемого песка (Р),
  • по формуле (5.5) определяется в л/м3 расход цементного теста при Ку = 0,91.

Таблица 5.1.

Данные для подбора состава тощего песчаного бетона

 

Группы «А» и «Б»

Группа «В»

Крупный песок

Мелкий песок

Ролик. формов.

Вибропрессование с удельн. давлением

Ролик. формов.

Вибропрессование с удельн. давлением

Крупный песок

Мелкий песок

500 г/см2

50 г/см2

500 г/см2

50 г/см2

Виброплощадка

В1, л/м3

140

150

170

150

160

180

210

220

Кизб

1,05

1,07

1,10

1,10

1,13

1,15

1,15

1,20

  • по формуле (5.6) определяется в кг/м3 расход цемента
  • при их несовпадении в смесь добавляется (исключается) рассчитанное по формуле (5.7) количество цементного теста в литрах

Этот график с достаточной для практических целей точностью может быть представлен в виде двух прямых, имеющих разные наклоны к оси абсцисс. Верхняя прямая показывает, что при добавлении в бетонную смесь воды в количестве 5 л/м3 коэффициент уплотнения увеличивается на 0,5 %. Это означает, что точка пересечения прямых соответствует количеству воды, позволяющему обеспечить минимальную удобоукладываемость смеси, уплотняемую конкретным формующим агрегатом.

Проводится изготовление новых серий образцов из смесей с найденным количеством воды и разными расходами цемента. Для каждого состава определяется Ку. После твердения образцов проводятся их испытания на прочность, по результатам которых строится график зависимости прочности бетона от расхода цемента.

По указанному графику выбирается значение прочности меньше требуемой на 15 и 30 %.

Для указанных трех составов строятся зависимости Ку от количества воздухововлекающей добавки, имеющие вид, приведенный на рис. 5.5.

По данным испытаний образцов, составы которых соответствуют точке перегиба верхней кривой на рис. 5.5, определяется состав, содержащий оптимальное количество воздухововлекающей добавки.

Предлагаемый способ проектирования состава песчаного бетона [50, 51], учитывающий влияние технологии производства на прочностные характеристики материала, позволяет получать песчаные бетоны с заданной прочностью, отвечающие требованию минимальной стоимости. Простота способа, имеющего характер алгоритма (набора формализованных операций однозначно приводящих к требуемому результату), а также его особенности, предусматривающие изготовление контрольных образцов из материалов и методами, применяемыми для изготовления конструкций, для которых ведется проектирование состава, позволили успешно использовать способ в практике лабораторий заводов сборного железобетона.

 

5.2. Перемешивание цементно-песчаных смесей

Одним из важнейших этапов технологии песчаных бетонов является приготовление смесей с высокой однородностью и надежным сцеплением цементного теста с поверхностью песка-заполнителя.

Перемешивание высоковязких цементно-песчаных смесей, в которых силы сцепления цементного теста с заполнителем больше сил прилипания, не приводит к равномерному распределению цементного теста по поверхности песчинок, что снижает прочность бетона.

Как правило, необходимы дополнительные мероприятия по повышению однородности перемешивания. Отсутствие щебня в составе цементно-песчаной смеси также ухудшает качество перемешивания.

При перемешивании бетонных смесей, содержащих тяжелый крупный заполнитель, последний вовлекает в движение прилегающие слои раствора. В мелкозернистых смесях этого не происходит, перемешивание проходит в макрообъемах, а с увеличением жесткости смеси этот недостаток усугубляется.

Установлено, что при перемешивании жестких мелкозернистых смесей в традиционно выпускаемых отечественной промышленностью бетономешалках принудительного действия (вертикальный вал с жестко прикрепленными лопастями) даже при близких показателях прочности кубов, изготовленных из проб, взятых из разных мест бетономешалки, однородность низкая, перемешивание внутри микрообъемов недостаточное. В бетоне - конгломератном материале - это всегда приводит к снижению прочности.

В зарубежной практике при производстве смесительного оборудования для приготовления жестких мелкозернистых смесей применяются активаторы-агрегаты, перемешивающие бетонную смесь в микрообъемах. Высокооборотные смесители-активаторы размещаются на лопастях либо на корпусе бетономешалки таким образом, что их воздействию последовательно подвергается весь объем замеса.

Повышение гомогенности цементно-песчаной смеси может до 10 % увеличить прочность бетона.

Отсутствие в отечественной практике серийного изготовления подобных агрегатов, несмотря на имеющиеся разработки и большое количество опытных образцов, делает целесообразным при комплектации бетоносмесительных узлов реализовывать иную схему перемешивания, дающую возможность получить результат, близкий к перемешиванию в смесителях-активаторах.

Такими смесителями являются агрегаты, осуществляющие перемешивание во встречных потоках: струйные [62, 63, 66], противоточные, планетарные, турбулентные, двухвальные.

Из указанных смесителей в России серийно выпускаются двухвальные бетономешалки с горизонтально расположенными валами, вращающимися в противоположных направлениях. Ими и целесообразно комплектовать бетоносмесительные узлы для производства песчаных бетонов.

Исследовательскими работами, оценивающими качество перемешивания на двухвальном смесителе СБ-163 (1500/1000), показано, что при традиционных одномоментных схемах введения заполнителей цемента и воды для умеренно жестких (ОК 2–3 см), особо и сверхжестких (до 120 сек) смесей, несмотря на улучшение их качества по сравнению со смесителями с вертикальным валом, перемешивание в микрообъемах также либо недостаточно, либо требует большего времени, чем указано в паспорте бетономешалки.

Дополнительно качество перемешивания в двухвальных смесителях можно улучшить небольшими конструктивными изменениями и технологическими приемами. Так, применяемая в отечественной практике разовая либо струйная подача воды в смеситель - одна из основных причин снижения однородности бетонной смеси.

Подача воды под давлением в процессе перемешивания смеси из многих точек по периметру смесителя и увеличение времени ее подачи позволяют равномерно ввести в воду бетонную смесь.

Широко известный технологический прием, используемый при приготовлении жестких бетонных смесей, - перемешивание насухо заполнителей и цемента - хотя и несколько удлиняет общий цикл, но зато способствует увеличению однородности бетона. Это происходит, в том числе, из-за особенностей перемешивания сухих смесей, позволяющих очистить поверхность заполнителя от пленок и прослоек пылеватых и глинистых примесей, препятствующих надежному сцеплению цементного камня с заполнителем.

На рис. 5.6 приведена схема двухвального смесителя, траектория движения частиц и зона интенсивного перемешивания. Перемешивание во встречных потоках приводит к повышению количества контактов между частицами заполнителя, а диспергирующее действие поверхностно-активных веществ, введенных в цементно-песчаную смесь с водой затворения, к механическому удалению глинистых пленок с поверхности зерен песка. Агрегаты глинистых частиц (комовая глина) при соударениях с зернами песка разрушаются, осколки этих агрегатов в процессе перемешивания диспергируются в воде до коллоидных размеров и уже не ухудшают свойств бетона, а при определенных условиях являются слабым пластификатором.

 

5.3. Окрашивание цементно-песчаных смесей

Для окрашивания цементно-песчаной смеси, предназначенной для формования с использованием интенсивных способов уплотнения, обычно применяются минеральные, реже органические (фталоцианиновые) пигменты.

Количество пигмента существенно различается в зависимости от вида и порядка его введения в бетонную смесь.

Нормативные документы, определяющие количество пигмента, необходимое для окрашивания бетонной смеси [83], выпущены более 30 лет назад и практически не менялись, несмотря на появление иных технологий перемешивания, уплотнения цементно-песчаных смесей и введения в них пигментов.

По существу, производители изделий из цветных бетонов при отсутствии рекомендаций вынуждены самостоятельно искать пути получения качественного окрашивания.

Небольшое количество пигмента в общем объеме смеси (обычно менее 4 %), высокая дисперсность материала, а также обычно принимаемый порядок его введения в бетонную смесь как отдельного, дозируемого в смеситель компонента приводит к низкому качеству окрашивания: неравномерности тона, отдельных включений неперемешанного пигмента, значительных отличий в цвете изделий одной партии и др.

Минеральные пигменты, представляющие собой тонкодисперсные порошки, очень гигроскопичны, и в результате соприкосновения с атмосферным воздухом, как правило, агрегируются, образуя флокулы, которые при традиционных способах перемешивания цементно-песчаных смесей не разрушаются в бетономешалке, попадая в тело бетона. С одной стороны, это снижает прочность бетона, с другой, при попадании флокул на поверхность изделия пигмент растворяется от атмосферных осадков, образуя раковины и каверны.

Таким образом, очевидна необходимость реализации мероприятий для повышения равномерности распределения пигмента в бетонной смеси. Это не только повышает качество окрашивания и улучшает прочностные и структурные характеристики бетона, но и сокращает расход пигмента для достижения заданной интенсивности цветного тона.

С целью повышения равномерности введения пигмента в цементно-песчаную смесь возможна реализация следующих приемов:

использовать смесители (с агломераторами), обеспечивающие перемешивание в микрообъемах;

- производить загрузку материалов в смеситель в указанной последовательности: цемент - пигмент - песок - вода с химдобавками. Подачу песка следует производить после смешивания цемента с пигментом в течение 2 мин, после подачи песка - перемешивание в течение 2 мин, подача воды с химдобавкой не менее 1 мин под давлением из трубы, расположенной по периметру смесителя. После введения воды - перемешивание в течение 1,5–2 минут;

- приготовить суспензию пигмента в воде с использованием, например, смесителя пропеллерного типа, время перемешивания - не менее 5 мин для бетономешалки с объемом выхода не более 1,0 м3. Подача исходных материалов: цемент - песок - водная суспензия пигмента. Продолжительность перемешивания сыпучих компонентов - 1,5–2,0 мин, после завершения введения суспензии - не менее 3 минут.

Для повышения эффективности окрашивания целесообразно:

  • просеять пигмент, высушенный до остаточной влажности не более 1 %, на виброгрохоте с размером ячеек 0,315 мм;
  • для дезагрегирования флокул пигмента пропустить его, например, через электромагнитный измельчитель.

В таблицах 5.2–5.4 приведены результаты экспериментальных работ на красном пигменте, оценивающих влияние различных способов его введения в жесткие цементно-песчаные смеси на качество окрашивания.

 

Таблица 5.2.

Введение пигментов с водой затворения

№ п.

Порядок приготовления цементно-песчаной смеси с перемешиванием компонентов вручную

Описание внешнего вида образца

Оценка качества поверх-ности по 5-ти-балльной системе

Цвет, интенсивность

Наличие включений пигмента

1

2

3

4

5

1 (эталон)

Песок + цемент + пигмент + вода

Серовато-бурый, неинтенсивный

Неравномерные средние (до 2 см2) и мелкие (0,2 см2), вкрапления пигмента

2

2

Песок + цемент

Вода + пигмент

Цементно-песчаная смесь + взвесь пигмента в воде

Красно-бурый, малонасыщенный

Неравномерные мелкие (0,1 см2) вкрапления

3–4

3

Песок + цемент

Вода + пигмент + ПВА (0,5 % Пг)

Цементно-песчаная смесь + вспененная взвесь пигмента в воде

Буровато-серый, малонасыщенный

Равномерные мелкие вкрапления по всей поверхности

(0,1–0,3 см2)

3

Анализ данных табл. 5.2 показывает, что введение пигментов совместно с водой затворения позволяет лишь ограничено улучшить окрашивание цементно-песчаной смеси.

 

Таблица 5.3.

Введение пигментов, просеянных через сито 0,315 мм

1

2

3

4

5

4

Пигмент + цемент

Окрашенный цемент + песок

Сухая смесь + вода

Светло-красный, малосредне-насыщенный

Отдельные мелкие включения (0,5 см2)

4

5

Пигмент + песок

Окрашенный песок + цемент

Сухая смесь + вода

Равномерный красноватый, средне-насыщенный

Отдельные мелкие и средние включения (0,3–0,5 см2)

4

 

Таблица 5.4.

Введение совместно измельченных пигментов с цементом

1

2

3

4

5

6

Измельчение смеси Ц : Пг = 1 : 1

Перемешивание маточной смеси с Ц

(Ц + Пг) + песок

Сухая смесь + вода

Светло-красный, малосреднена-сыщенный

Отдельные мелкие включения (0,5 см2)

4

7

Измельчение смеси Ц : Пг = 3 : 1

То же, что в п. 6

Равномерный красноватый, насыщенный

Практически однородная окраска, очень мелкие включения (0,2 см2)

4

8

Измельчение смеси Ц : Пг = 10 : 1 (весь цемент)

То же, что в п. 6

Красновато-бурый, насыщенный

Отдельные крупные включения (1,0 – 3,0 см2)

3–4

Результаты экспериментов, приведенные в табл. 5.3. и 5.4. показывают, что просев пигмента через сито с отверстиями 0,315 мм (остаток 5 % по массе) позволяет улучшить окрашивание бетона и исключить вкрапления комков пигмента на поверхности изделий. Просеянный пигмент предпочтительно перемешивать вначале с песком, затем с цементом.

Проверка результатов экспериментальных работ производилась на вибропрессующем оборудовании, предназначенном для изготовления тротуарных плит из песчаного бетона (табл. 5.5).

Таблица 5.5.

Влияние на окрашивание технологии подготовки пигмента и порядка введения материалов в смеситель

1

2

3

4

5

1

Перемешивание в б/м СБ138: Ц + П + Пг + В (эталон)

Буро-красный неинтенсивный

Неравномерное вкрапление пигмента и раствора площадью до 2,0 см2

3

2

Перемешивание в турбулентном смесителе: Ц + П + Пг + В

Красноватый средне-насыщенный

Неравномерные вкрапления пигмента площадью 0,5 см2

4

3

Предварительный просев пигмента через сито (0,315 мм). Перемешивание в турбулентном смесителе просеянного пигмента с песком, цементом. Пере-мешивание сухой смеси с водой

Красноватый насыщенный

Отдельные вкрапления размазанного раствора площадью 1–1,5 см2

4

Таким образом, предварительный просев пигмента через сито 0,315 мм исключает попадание в бетонную смесь агрегированных зерен, которые затем видны на поверхности изделий.

Применение просеянного минерального пигмента, использование турбулентного смесителя и введение пигмента с использованием маточной смеси позволяет достичь удовлетворительного качества окрашиваемого бетона при использовании отечественных пигментов.

 

www.complexs.ru

Технология и приготовление фибропенобетона - Оборудование пенобетон пеноблок фибропенобетон

В случае перерыва в работе или в конце рабочей смены необходимо очистить смеситель от раствора, в т.ч. затвор. Ёмкость промыть водой с песком при загрузке в той же последовательности: - залить воду, включить смеситель и загрузить два-три ведра песка. Очистить внутреннюю поверхность смесителя, промыть, слить, выключить. 

2). Определение количества воды и пенообразователя.

 

Количество воды для производства пенобетона определяется водотвердым соотношением – В/Т, т.е. отношением количества воды к суммарной массе твердых компонентов. Возможно получение пенобетона теплоконструкционной плотности на водотвердом соотношении от 0,3. При уменьшении плотности водопотребность смеси увеличивается. С целью уменьшения цикла приготовления и технологичности укладки на практике применяют В/Т 0,45 – 0,65. Базовое количество компонентов для производства фибропенобетонаприведены в таблице: * Количество воды так же может изменятся от её химического состава. Жесткая вода может быть подкорректирована умягчением. Как правило, применение водопроводной питьевойводы для приготовления пенобетона проблем не вызывает. Увеличение водопотребности так же обусловлено увеличением площади поверхности твердых веществ.

 

** Количество пенообразователя так же зависит от его марки и хим. состава воды. Могут применяться различные пенообразователи, например, пожарные «ПО-3», «Морпен», а также пенообразователи для пенобетона «ПБ-2000», «Пионер», «ПБ-2000 люкс», «Пеностром», «Аэрос», «Синтетик-ST» , «ТАСМ (ПБ)» и т.д.

 

Коррекция воды и пенообразователя легко производиться в два этапа пробными замесами:1 этап. Определение количества пенообразователя.

 

Во включенный смеситель заливаем воду на 20 – 30 % больше указанной в таблице нормы. Загружаем цемент, песок по норме плотности, а пенообразователя на 30 – 40 % меньше. После 5 – 8 минут работы смесителя подъем смеси останавливается по причине нехватки пенообразователя. Не останавливая смеситель начинаем доливать пенообразователь небольшими порциями с интервалами времени от одной до двух минут до подъема уровня края воронки к верхней части колбы. Рекомендуется по времени уложиться в 15 – 20 минут, начиная от загрузки цемента.

 

Фиксируем общее количество залитого пенообразователя.

 

2 этап. Определение количества воды.

 

Во включенный смеситель заливаем воду на 20 % меньше указанной в таблице нормы. Загружаем цемент, песок в количестве 1 этапа и пенообразователь, определенный первым этапом или на 10 % больше. После 5 – 8 минут работы смесителя подъем смеси останавливается по причине нехватки воды. Не останавливая смеситель начинаем доливать воду небольшими порциями с интервалами времени 0,5 – 1,0 минут до подъема уровня края воронки к верхней части колбы. Рекомендуется по времени так же уложиться в 15 минут, начиная от загрузки цемента.

Фиксируем общее количество залитой воды.

 

После подбора количества воды и пенообразователя можно сделать пробный замес, который по времени не должен превышать 10 минут, после чего смесь «зависает» у верхней кромки колбы смесителя. Допустимо увеличение количества воды для сокращения рабочего цикла до 6 – 8 минут.

 

Таким образом определяется количество конкретной, местной воды и пенообразователя или при их смене, и проверке качества. А так же при изменении удельной поверхности сухих компонентов из-за их помола, ввода асбеста в качестве фибры, использование вместо песка каких либо микродисперсных инертных, как правило, повышающих качество пенобетонов.

 

 

Включить смеситель, в ёмкость залить необходимое количество водопроводной воды, загрузить песок и цемент, влить пенообразователь. Порядок загрузки компонентов не является обязательным, за исключением воды или ее растворов, например с модификаторами и (или) пенообразователем. Крышка смесителя при приближении загрузочного ковша поднимается автоматически и опускается после выгрузки. Допускается поднимать крышку в процессе работы вручную, но не в процессе выключения смесителя (возможны брызги от схлопывания воздушной воронки). Через 3 – 5 минут пенобетон готов – раствор поднимется до верхней кромки ёмкости, где установлен отбойник, смеситель можно выключить. После разгрузки, в случае прерывистого режима работы, не закрывая затвора можно произвести толчковое включение смесителя для более полного освобождения растворной ёмкости.

При переходе с одной марки и плотности пенобетона на другую, а так же, в зависимости от жесткости применяемой в каждом конкретном случае воды и марки пенообразователя, необходим точный подбор. Для этого количество воды, при пробных партиях замесов уменьшается на десять процентов, а количество пенообразователя увеличивается. Замес производится в течение десяти минут (предел пенообразования). За тем, небольшими порциями добавляется вода до получения полного объема ёмкости в процессе его работы и фиксируется водопотребность конкретного состава смеси. После установления водопотребности, снижается количество пенообразователя до оптимального. Таким образом, устанавливается потребность воды и пенообразователя. Оптимальным считается такое соотношение, где время приготовления замеса, 1/3 м³, не будет превышать пять – восемь минут.

www.sarmat-tornado.ru

Технология производства сухих строительных смесей

Навигация:Главная → Все категории → Бетонная смесь

Технология производства сухих строительных смесей Технология производства сухих строительных смесей

Сухие строительные смеси – это композиции, состоящие из вяжущего, наполнителей, заполнителей и добавок (модификаторов, противоморозных, красителей и т.п.) , приготовленных в заводских условиях.

Большое распространение в строительстве получили сухие бетонные и растворные смеси.

По назначению сухие смеси подразделяются на: монтажные для замоноличивания стыков и монтажа классов В 7,5; В10; В 12,5; В 15; В 22,5; морозостойкостью F 50 и F 75; – кладочные цементно-песчаные классов В 5;В 7,5; В 10; В 15; морозостойкостью F 35 и F 50; – штукатурные цементно-песчаные и цементно-известково-песчаные для ручной и механизированной подачи классов В5; В 7,5; В 10, В 15; морозостойкостью F 35 и F50; – плиточные цементно-песчаные классов В 7,5; В 10; В 15; морозостойкостью F 35 и F 50; – шпаклевочные для выравнивания поверхностей под окраску, оклейку обоями и т.д.

В качестве вяжущих материалов при производстве сухих бетонных смесей используют портландцемент марок 400 и 500, известь-пушенку, гипс строительный полуводный. Заполнителем является кварцевый песок с модулем крупности более 2.5.

В зависимости от вида применяемого вяжущего сухие смеси имеют следующие области применения: – них поверхностей бетонных или кирпичных в помещениях с относительной влажностью воздуха свыше 60% – портландцемент марки не ниже 400, шлакопортландцемент марки 400, пуццолановый портландцемент; – для оштукатуривания наружных поверхностей не подвергающихся систематическому увлажнению: каменных, кирпичных и бетонных, деревянных и гипсовых – портландцемент марки 400, известь, известь с добавкой гипсового вяжущего, смесь извести и гипса, водостойкие гипсовые вяжущие; – для оштукатуривания внутренних поверхностей (стены, перегородки, перекрытия) в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60% – каменных и бетонных – портландцемент марки 400, – деревянных и гипсовых – известь с добавлением гипсового вяжущего, водостойкие гипсовые вяжущие; – для кладочных и монтажных смесей для надземных конструкций в помещениях с относительной влажностью воздуха менее или равной 60% и для фундаментов, возводимых в маловлажных грунтах – портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент; – для кладочных и монтажных смесей для надземных конструкций в помещениях с относительной влажностью более 60% и для фундаментов, возводимых во влажных грунтах – портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент; – для кладочных и монтажных смесей для фундаментов, возводимых во влажных агрессивных (сульфатных) грунтах и для конструкций с морозостойкостью F200 и выше – сульфатостойкий портландцемент; – для кладочных смесей для надземных конструкций в помещениях с относительной влажностью воздуха менее или равной 60 % – портландцемент, шлакопортландцемент, смесь портландцемента и извести.

Приготовление сухих смесей производят следующим образом: мелкий заполнитель предварительно подвергается виброгрохочению, сушке и просеиванию через вибросито. Затем заполнитель, вяжущее и добавки поступают на весовую линию с помощью винтовых дозаторов. Для пигментов имеются специальные емкости, оборудованные каналом пневматической подачи. После отвешивания материалы поступают в смеситель, где осуществляют перемешивание исходных компонентов до получения однородной массы. Из смесителя приготовленная смесь через загрузочную воронку по подъемно – транспортному оборудованию поступает в затарочную машину.

Производство сухих смесей осуществляют на специализированных заводах. Технологическая схема завода сухих смесей представлена на рис.7.5.1.

Рис. 7.5.1. Технологическая схема мини-завода сухих смесей: 1 – грейферный погрузчик; 2 – виброгрохот; 3- питатель ленточный; 4 – сушильный барабан; 5 – барабанный грохот; 6- вибропитатель; 7 – вертикальный шнек; 8 – элеватор; 9 – вибросито; 10 – бункер мелкого песка; 11 – бункер крупного песка; 12 – винтовые питатели; 13 – склад вяжущего; 14 – Винтовые питатели; 15 – дозатор пластифицирующих добавок; 16- дозатор противоморозных добавок; 17 – дозатор песка и цемента; 18 – смеситель; 19- вертикальный шнек; 20- затарочная машина; 21 – ленточный конвейер

Похожие статьи:Ремонт и восстановление бетонных изделий

Навигация:Главная → Все категории → Бетонная смесь

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

stroy-spravka.ru


Смотрите также