Результат интеллектуальной деятельности: Способ приготовления фибробетонной смеси

Изобретение относится к области строительства и может найти применение при изготовлении фибробетонных изделий и конструкций, при ремонтных работах, а также непосредственно на стройплощадке.

Известен способ приготовления фибробетонной смеси путем раздельного дозирования компонентов смеси: вяжущего (например, цемента), мелкого и крупного заполнителей, фибры, воды и последующего приготовления смеси, для чего сначала перемешивают всухую песок с заполнителем и затем вводят требуемое количество предварительно просеянных через сито фибр. После этого в смесь добавляют цемент и воду или сначала цемент, а затем воду с добавками и продолжают перемешивание до получения однородного состава бетонной смеси (Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - С. 67).

Недостатком известного способа являются сложность дозирования фибры, за счет ее волокнистости, что снижает точность дозирования, а также сложность получения однородной смеси при перемешивании, за счет комкования фибры. При этом в процессе дозирования и приготовления смеси происходят потери цемента и повышается запыленность, что ухудшает микроклимат, например, в цехе и окружающую экологию. Кроме этого требуется дополнительное устройство по введению фибры (там же, с. 67-68), что, в целом, снижает эффективность использования известного способа.

Известен также способ приготовления фибробетонной смеси, включающий подачу в смеситель минерального вяжущего, мелкого заполнителя, фибры, воды затворения, последующее перемешивание до однородного состояния и выгрузку (А. с. СССР 663586, кл. В28С 5/40, 1977). Недостатком известного способа является пониженная производительность процесса приготовления фибробетонной смеси за счет использования промежуточных операций по хранению, дозированию и транспортированию фибры, а также низкая однородность получаемой смеси за счет комкования фибры в процессе перемешивания ее компонентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному способу приготовления фибробетонных смесей является способ приготовления фибробетонных смесей, включающий подачу и принудительное перемешивание в два этапа в смесителе ее компонентов, на первом из которых подают и принудительно перемешивают мелкий заполнитель с неметаллической фиброй в виде минерального волокна, а на втором этапе в приготовленную на первом этапе смесь компонентов вводят минеральное вяжущее (А. с. СССР 1765018, кл. В28С 5/40, 1990).

Недостатками указанного способа являются недостаточная точность его дозирования и неоднородность приготовленной фибробетонной смеси, сложность реализации способа за счет выполнения трудоемкой операции по дозированию, а также образование потерь и запыленности (с точки зрения экологии) при дозировании и перемешивании, что снижает эффективность способа.

Задачей настоящего изобретения является разработка более эффективного способа приготовления фибробетонных смесей за счет упрощения способа, улучшения структуры получаемой фибробетонной смеси, снижения трудоемкости процессов дозирования и приготовления смеси.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности приготовления фибробетонных смесей за счет уменьшения количества технологических операций, повышения точности дозирования и однородности приготовленной фибробетонной смеси, а также за счет исключения запыленности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе приготовления фибробетонных смесей, включающего дозирование, подачу и принудительное перемешивание компонентов в два этапа, предварительно дозируют компоненты фибробетонной смеси, прессованием изготавливают разрушаемые в воде сухие фиброцементные гранулы с заданным содержанием фибры, затем на первом этапе мелкий заполнитель и воду подают в смеситель, а на втором этапе в смеситель вводят фиброцементные гранулы и перемешивают. При этом в состав фиброцементных гранул может вводится добавка.

Введение фибры и цемента в смесь вместе - в виде готовых дозированных растворимых фиброцементных гранул с конкретным (заданным) содержанием в них фибры позволяет, во-первых, при использовании не сыпучего цемента, а цемента в виде гранул, добиться практически отсутствия потерь и запыленности с точки зрения экологии в процессе транспортировки, дозирования и перемешивания, во-вторых, вместо выполнения двух операций дозирования - отдельно цемента и отдельно фибры использовать при приготовлении смеси только одну операцию по дозированию фиброцементных гранул, которые должны быть заранее изготовлены, в-третьих, более удобно дозировать, особенно при небольших объемах работ, а также не требуются дополнительные устройства по введению и хранению фибры, в-четвертых, более точно дозировать гранулы, чем отдельно фибру за счет включения конкретного содержания фибры в готовых гранулах, которые должны быть заранее изготовлены, в-пятых, достигается лучшая однородность смеси - процесс перемешивания осуществляется без комкования за счет возможности более равномерного распределения не волокон - фибры, а гранул в объеме смеси, что, в целом повышает эффективность использования способа.

Способ реализуется следующим образом.

Приготовление фибробетонной смеси начинают с операции дозирования, входящих в нее компонентов: цемента, заполнителя, фибры, добавки и воды и последующего изготовления фиброцементных гранул с заданным в них содержанием фибры и, если требуется, то и необходимой добавки.

При этом фиброцементные гранулы с включением добавки могут быть изготовлены методом прессования (согласно, например, разработке: https://pandia.ru/text/78/013/84539.php).

После дозирования компонентов смеси их загружают в смеситель и производят перемешивание для получения готовой фибробетонной смеси.

Эффективность реализации способа получения фибробетонной смеси во многом зависит от рационального выполнения основных операций, оптимального количества этих операций с учетом характера вредного воздействия на окружающую среду пыли.

Поэтому способ приготовления фибробетонной смесь на основе гранулированного фиброцемента может быть использован более эффективно как с точки зрения экономической, так и экологической, т.е. реализовываться более эффективно, чем в известных технологиях, так как вся новая технологическая цепочка обеспечивает возможность более качественного получения готовой фибробетонной смеси.

Таким образом, разработан способ приготовления фибробетонной смеси, эффективность которого складывается из следующих факторов:

- отказ от выполнения операции и, соответственно, аппаратов по дозированию фибры, при этом более удобно дозировать гранулы, особенно при небольших объемах работ;

- вместо выполнения двух операций дозирования - отдельно цемента и отдельно фибры используется только одна операция по дозированию фиброцементных гранул;

- отсутствие потерь и исключение запыленности с точки зрения экологии при выполнении операций по расфасовке, транспортировке, дозированию и др.;

- отказ от использования энергоемких скоростных смесителей;

- возможность использования упрощенной технологии быстрого приготовления фибробетонной смеси;

- возможность достижения более высокой однородности фибробетонной смеси, при этом процесс перемешивания осуществляется без комкования за счет более равномерного распределения гранул в объеме смеси;

- возможность создания (обеспечения) более лучших санитарно-гегиенических условий работы, качественного и быстрого выполнения ремонтно-реставрационных работ в помещениях с высокими экологическими требованиями по запыленности.

Для обоснования работоспособности предлагаемого технического решения - способа получения фибробетонной смеси повышенной эффективности были выполнены лабораторные испытания.

Проверка способа была выполнена с применением фиброцементных гранул диаметром 12 мм, изготовленных на прессе П-10 из сухой смеси, включающая шлакопортландцемент и стеклянную фибру длиной волокон 2,5 мм в количестве 5% к объему гранулы. Шлакопортландцемент был выбран из условия, что шлак, зола и др. вещества снижают слипаемость цементных частиц (сайт: https://helpiks.org/1-128612.html). После изготовления сухих фиброцементных гранул готовилась растворная смесь при соотношении фиброцементных гранул и кварцевого песка как 1:3 с модулем крупности М_к=1,5. Водоцементное отношение задавалось 0,6. Растворная смесь приготавливалась с использованием ручного миксера. Было отмечено, что в процессе перемешивания гранулы разрушались в водной среде без комкования. При этом не наблюдалось образования цементной пыли.

Учитывая полученные положительные результаты испытаний способа получения фибробетонной смеси повышенной эффективности за счет применения готовых фиброцементных гранул, можно сделать вывод, что использование предлагаемой технологии позволит достигнуть более высокой однородности фибробетонной смеси, упростить процесс приготовления фибробетонной смеси, снизить цементные потери и улучшить санитарно-гегиенических условия работы.