Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к технологии гранитоцементных изделий из мелкозернистых бетонов, и может быть использовано для изготовления элементов отделки цоколей стен зданий, брусчатки для дорог и тротуаров, плитки для полов и других атмосфере- и износостойких изделий.
Известен способ изготовления мелкозернистого бетона из смеси цемента и песка в соотношении Ц/П 0,34…0,4, после перемешивания сухих компонентов вводят необходимое количество воды затворения (В/Ц=0,5…0,6), которая предварительно подвергнута обработке в механоактиваторе при скорости вращения ротора 3350…3600 об/мин, в течение 1…5 мин (А.С. №2306289, кл. С04В 28/04, C02F 1/34).
Недостатком данного технического решения является относительно невысокая прочность на сжатие и при изгибе, а также повышенная водопотребность и расход вяжущего вещества вследствие нерационально подобранного гранулометрического состава заполнителей.
Известно устройство - помольно-смесительные бегуны, предназначенные для изготовления, в том числе, и строительных смесей. В устройстве компоненты смеси подвергаются одновременному перемешиванию и измельчению за счет сложного пространственного движения чаши в разных плоскостях (А.С. №1202623, кл. В02С 25/00).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления изделий из бетонной смеси, включающей вяжущее низкой водопотребности, полученное путем совместного помола портландцемента и пластификатора С-3, мелкий заполнитель - механическую смесь природного песка и отсева дробления гранита, модификатор и воду. В этом способе бетонную смесь получают смешиванием указанных компонентов с последующим формованием путем прессования и твердения в нормальных условиях (RU 2345969, С04В 28/04, С04В 111/20). Однако предложенный способ изготовления и состав бетонной смеси не позволяет изготавливать изделия при вибропрессовании (табл.5 «Состав 9-10» прототипа) с высокой прочностью на сжатие и особенно при изгибе, а также с гомогенной структурой бетонной смеси, которая не обеспечивает стабильность свойств изделий (по плотности и прочности).
Целью изобретения является улучшение гомогенности бетонной смеси и стабильности свойств бетона при одновременном повышении прочностных показателей (предела прочности на сжатие и при изгибе).
Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления гранито-цементных изделий из бетонной смеси, включающем смешивание в течение 1…5 мин мелкозернистого заполнителя (отсев дробления гранитов) - 80-85 масс.% с портландцементным связующем - 15...20 масс.%, водой - 30…35 масс.% от массы цемента и пластифицирующей добавкой 0,5…2,0 масс.% от массы цемента и вибропрессованием изделий при частоте колебаний 40…50 Гц, амплитуде колебаний 0,3…0,7 мм и давлении прессования 3·10-3…6·10-3 МПа с последующим их твердением в нормальных температурно-влажностных условиях, смешивание компонентов ведут в помольно-смесительных бегунах при давлении катков на смесь 0,02…0,05 МПа с одновременной вибрацией при частоте колебаний 40…50 Гц и амплитуде колебаний 0,7…0,8 мм, а гранитоцементная смесь содержит компоненты при следующем их соотношении, масс.%:
|
Способ реализуется с использованием устройств - помольно-смесительных бегунов и вибропрессующей установки (электромагнитная автоматизированная резонансная виброплощадка с прессующим устройством).
Фракционированные минеральные заполнители (гранитные отсевы) дозируются и перемешиваются с портландцементом, водой и пластифицирующей добавкой в помольно-смесительных бегунах с одновременной вибрацией при давлении катков на смесь 0,02…0,05 МПа и вибрацией - при частоте колебаний 40…50 Гц, амплитуде колебаний 0,7…0,8 мм.
Приготовленная мелкозернистая бетонная смесь (удобоукладывае-мость бетонной смеси составляет 40…50 с) формуется способом вибропрессования в изделия типа плит или другие фасонные изделия при частоте колебаний 40…50 Гц, амплитуде колебаний 0,3…0,7 мм и давлении прессования 3·10-3…6·10-3 МПа с последующим твердением в нормальных температурно-влажностных условиях.
Составы мелкозернистых бетонных смесей, из которых осуществляется вибропрессование изделий, приведены в табл.1.
Использование фракционированного заполнителя из отсевов дробления гранита позволяет получить наиболее плотную упаковку их зерен и при наличии пластифицирующей добавки серии Glenium® ACE-430 (или ее аналогов) обеспечивает повышение прочностных показателей (предела прочности на сжатие и при изгибе). Одновременно сокращается расход дорогостоящего цементного связующего.
|
Технологические параметры осуществления предлагаемого способа изготовления и свойства полученных изделий представлены в табл.2.
Из табл.1 и 2 следует, что по количественному содержанию компонентов смеси класс бетона по прочности В 5 0 обеспечивают составы 6, 9 и 12. По расходу цемента рациональными являются составы 6 и 9.
В табл.3 приведены прочностные характеристики и морозостойкость изделий, полученных для состава 5 табл.1 и 2 при различных давлениях на смесь при обмятии, при частоте колебаний 50 Гц и амплитуде колебаний 0,8 мм, в табл.4 аналогичные характеристики изделий при различных значениях виброускорений (виброускорение Аω2, где А - амплитуда колебаний; ω=2πf - круговая частота колебаний), при давлении обмятия, равном 0,04 МПа.
|
|
Наличие оптимальных значений давления на смесь при обмятии объясняется тем, что при малых значениях давления не достигается полное обволакивание зерен заполнителя цементным связующим, а при повышенных давлениях начинается изменение гранулометрического состава смеси, в частности, происходит разрушение зерен крупной фракции. Оба фактора снижают не только прочностные, но и другие свойства изделий.
Наличие оптимальных значений параметров вибрации обусловлено тем, что при малых виброускорениях смесь не переходит в псевдоожиженное состояние, а при повышенных ускорениях начинается расслаивание смеси. Оба фактора снижают гомогенность смеси и негативно сказываются на прочностных и других свойствах изделий.
Повышение прочностных и других свойств изделий, получаемых по предлагаемому способу, расширяет область их применения, увеличивает срок службы. Представляется возможным использование этих изделий в условиях воздействия температурно-динамических знакопеременных нагрузок.
Полученные изделия характеризуются пределом прочности на сжатие - 50…55 МПа; пределом прочности при изгибе - 10…11 МПа; морозостойкостью 300 циклов.
Способ изготовления гранитоцементных изделий из мелкозернистых бетонов, включающий смешивание в течение 1 - 5 мин мелкозернистого заполнителя - отсев дробления гранитов с портландцементом водой и пластифицирующей добавкой, вибропрессованием изделий из полученной смеси, с последующим их твердением в нормальных условиях - температура воздуха - 15 - 20°C, влажность воздуха - 90 - 100%, отличающийся тем, что смешивание ведут в помольно-смесительных бегунах с одновременной вибрацией при давлении катков 0,02 - 0,05 МПа, вибрацией при частоте колебаний 40 - 50 Гц и амплитудой колебаний 0,7 - 0,8 мм, а вибропрессование изделий осуществляют при частоте колебаний 40-50 Гц, амплитуде колебаний 0,3-0,7 мм и давлении прессования 3·10-6·10 МПа, при этом гранитоцементная смесь содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%: