Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЯЧЕИСТО-БЕТОННОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при производстве ячеистых бетонов.

Известен способ оперативного назначения рецептуры ячеисто-бетонной смеси, имеющей в своем составе известь, включающий подготовку, определение содержания всех компонентов и корректировку рецептуры смеси по результатам анализа текучести ячеистой массы, прочности образцов /Чехов А.П. и др. Справочник по бетонам и растворам, Киев, Будiвельник, 1972, стр.128-130/ [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят то, что известный способ обладает большой трудоемкостью. Кроме того, процесс анализа идет медленно и не позволяет оперативно вмешаться в непрерывный технологический цикл изготовления ячеистого бетона путем внесения поправок в рецептуру при изменении качества исходного сырья, в частности извести, для следующего замеса.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу по совокупности признаков является способ оперативного назначения рецептуры ячеисто-бетонной смеси /Жернаков Н.И., Мясников В.Н., Козюк М.Ф. Патент РФ на изобретение №2237040/ [2]. В этом способе осуществляется анализ температуры бетона в массиве перед его резкой и энтальпии, определяемой экспресс-методом, а также корректировка содержания компонентов с использованием компьютера, микропроцессор которого программируют на основании экспериментальной зависимости температуры бетона в массиве от содержания извести при заданных величинах энтальпии извести, также заложенных в программу. Этот способ принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят то, что в известном способе анализ температуры бетона в массиве определяется перед его резкой, что не обеспечивает достаточно быструю коррекцию рецептуры приготовления смеси на изменение энтальпии извести.

Сущность изобретения - повышение качества ячеисто-бетонных изделий и сокращение времени корректировки масс компонентов смеси при производстве ячеисто-бетонной смеси.

Технический результат - повышение качества ячеисто-бетонных изделий, оперативная корректировка масс компонентов смеси для следующего замеса при изменении энтальпии извести.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе производства ячеисто-бетонной смеси, включающем в себя подготовку и перемешивание в смесителе портландцемента, извести с известным значением энтальпии, гипса, воды, кремнеземистого компонента, обратного шлама, алюминиевой пудры, измерение температуры смеси в смесителе в процессе перемешивания, выгрузку смеси из смесителя в форму с последующей ее выдержкой, дополнительно экспериментально определяют зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси, определяющего значение массы дозируемой извести для следующего замеса, от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии, измеряют фактическую температуру смеси в момент выгрузки, сравнивают значение фактической температуры смеси в момент выгрузки с требуемым значением, определяют значение коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии, знак которого зависит от знака рассогласования требуемой температуры выгрузки от фактической, в результате из экспериментально определенной зависимости коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии определяется значение коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси, затем вычисляется новое значение массы дозируемой извести для следующего замеса, оно определяется из произведения массы отдозированной извести на рассогласование единицей от значения коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси, новое значение массы дозируемой извести вводится в рецептуру следующего замеса.

На чертежах представлено: на фиг.1 показаны кривые динамики процессов нагрева ячеисто-бетонной смеси при гашении извести массой m₀ в условиях вариации значения ее энтальпии i_изв. На этих кривых показан момент времени t_В, в который происходит выгрузка смеси. В этот момент времени измеряется температура смеси выгрузки Т_В. Кривая 2 для динамической соответствует значению энтальпии , при этом Т_В=Т_ВО. Для динамических кривых 1 и 3 значение энтальпии извести i_изв, соответственно, равно , _.

На фиг.2 изображена экспериментально определенная зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), позволяющая по известной величине коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси γ определить значение коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси β и с помощью выражения m=m_O·(1-β), здесь m_O - масса извести при известном значении энтальпии , определить значение массы m извести для следующего замеса.

На фиг.3 изображена функциональная схема устройства оперативной корректировки масс компонентов смеси для следующего замеса при изменении энтальпии извести, где приняты следующие обозначения: блок задания температуры при выгрузке Т_ВО 2, блок задания рецепта 6, который содержит в себе блок задания массы извести m₀ 1, блок, реализующий зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), 4, блок памяти 13, первое устройство сравнения 10 и второе устройство сравнения 11, блок деления 3, блок умножения 12, блок задания единицы 5, дозаторы компонентов смеси 7, смеситель 8 с датчиком измерения температуры смеси в момент выгрузки 9.

Блок задания температуры при выгрузке Т_ВО 2 формирует сигнал задания температуры при выгрузке смеси Т_ВО, который поступает на вход блока деления 3 и на прямой вход первого устройства сравнения 10. На инверсный вход первого устройства сравнения 10 поступает сигнал с выхода блока памяти 13. Выход датчика измерения температуры смеси в момент выгрузки 9 соединен с входом блока памяти 13. Значение температуры выгрузки Т_В запоминается в блоке памяти 13 и обновляется там после выгрузки очередного замеса. Выход первого устройства сравнения 10 соединен с входом делимого блока деления 3. На выходе блока деления 3 формируется коэффициент отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии γ=(Т_ВО-Т_В)/Т_ВО. На выходе блока, реализующего зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), формируется сигнал коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси β, который подается на инверсный вход второго устройства сравнения 11, прямой вход которого соединен с выходом блока задания единицы 5. На выходе второго устройства сравнения 11 формируется сигнал (1-β), который подается на второй вход блока умножения 12. Первый вход блока умножения 12 соединен с выходом блока задания массы извести m₀ 1, формирующего сигнал, определяющий значение массы m₀. Поэтому на выходе блока умножения 12 формируется сигнал, определяющий значение массы извести m=m_O·(1-β), который подается на вход блока задания рецепта 6. Выход блока задания рецепта подается на вход дозаторов компонентов смеси 7, выход которых соединен со смесителем 8, оснащенным датчиком измерения температуры смеси в момент выгрузки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Принимая во внимание, что динамика изменения температуры смеси T_см(t) при гашении извести описывается апериодическим звеном второго порядка [3, 4], а максимальное тепловыделение Q_изв=m_изв·i_изв, где i_изв - энтальпия, m_изв - масса извести, можно считать, что влияние вариации энтальпии i_изв на температуру смеси Т_см можно скомпенсировать изменением величины массы извести m_изв.

На фиг.1 показаны динамические процессы нагрева ячеисто-бетонной смеси при гашении извести массой m₀ в условиях вариации значения ее энтальпии i_изв в диапазоне , полученные по результатам вычислительных экспериментов [5, 6]. На фиг.1 задан момент времени t_В, в который происходит выгрузка смеси. В этот момент времени измеряется температура смеси Т_В. Кривая 2 для динамической соответствует значению энтальпии , при этом Т_В=Т_ВО. Для динамических кривых 1 и 3 значение энтальпии извести i_изв, соответственно, равно , . Анализ результатов обработки динамических кривых (фиг.1) позволяет определить: относительный коэффициент β=(Т_УСТ-Т_ОУСТ)/Т_ОУСТ, где Т_ОУСТ, Т_УСТ - максимальные температуры смеси, приготовленной при известном значении энтальпии и при значении энтальпии, не равном , соответственно; и относительный коэффициент γ={Т_ВО-Т_В)/Т_ВО, где Т_ВО, Т_В - температуры при выгрузке смеси, приготовленной при известном значении энтальпии и при значении энтальпии, не равном , соответственно. На основании этих расчетов строится зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), показанная на фиг.2. Эта зависимость позволяет по известной величине коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси γ определить значение коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси β и с помощью выражения m=m_O·(1-β), здесь m_O - масса извести при известном значении энтальпии , определить значение массы m извести для следующего замеса. Величина m вводится в рецептуру смеси. Вышесказанное можно осуществить на базе устройства для оперативной корректировки масс компонентов смеси для следующего замеса при изменении энтальпии извести, изображенной на фиг.3. Это устройство работает следующим образом: если температура смеси в момент выгрузки Т_В=Т_ВО, то на выходе блока деления 3 значение коэффициента γ=0, следовательно, на выходе блока, реализующего зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), 4 коэффициент β=0, поэтому значение массы на выходе блока умножения 12 m=m_O, и коррекции дозирования извести не происходит. Если температура смеси в момент выгрузки Т_В≠Т_ВО, то на выходе блока деления 3 значение коэффициента γ≠0, а знак γ зависит от знака рассогласования (Т_ВО-Т_В). В результате на выходе блока, реализующего зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), 4 формируется значение коэффициента β, определяемого экспериментальной зависимостью β=f(γ), реализованной в блоке, реализующем зависимость относительного коэффициента отклонения максимального значения температуры во время выдержки смеси от относительного коэффициента отклонения температуры в момент выгрузки смеси при изменении значения энтальпии β=f(γ), 4. Поэтому значение массы на выходе блока умножения 12 определяется зависимостью m=m_O·(1-β), и осуществляется коррекция дозирования извести для следующего замеса. Это приводит к тому, что температура смеси при выгрузке следующего замеса Т_В приближается к значению температуры смеси при выгрузке Т_ВО, заданной блоком задания температуры при выгрузке Т_ВО 2.

Заявленный способ позволяет автоматически оперативно уточнять значение массы извести в рецептуре при производстве ячеисто-бетонной смеси.

С применением заявленного способа повышается качество производства ячеисто-бетонных изделий за счет стабилизации температурного режима при гашении извести и сокращается время корректировки масс компонентов смеси.

Источники информации

1. Чехов А.П. и др. Справочник по бетонам и растворам. - Киев: Будiвельник, 1972, с.128-130.

2. Пат. 2237040 Российская Федерация, МПК 7 C04B 38/02. Способ оперативного назначения рецептуры ячеисто-бетонной смеси / Жернаков Н.И., Мясников В.Н.; заявитель и патентообладатель ОАО «Коттедж». - №2002110345/03.