CZ290261B6 - Způsob výroby granulovaných přísad do stavebních hmot - Google Patents

Abstract

Je pops n zp sob v²roby granulovan²ch p° sad do stavebn ch hmot v zan²ch cementem a v pnem, jako jsou kup° kladu zkapal ova betonu, zesilova barev, l tka vytv °ej c vzduchov p ry, barviva na b zi anorganick²ch pigment , komponenty zvy uj c pevnost a podobn l tky, kter jsou uva ov ny pro nam ch n do such²ch, tekut²ch nebo pastovit²ch stavebn ch hmot. Aby se mohla levn vyrobit i z nestabiln ch l tek p° sada schopn skladov n a snadno pou iteln , p°edpokl d se, e p° sada nebo p° sady jsou v kapalin rozpt²leny nebo nam ch ny do v²choz suspenze, a e tato v²choz suspenze je n sleduj c m granula n m su ic m zp sobem s v °ivou vrstvou granulov na do meziproduktu nam chateln ho do stavebn hmoty.\

Description

Způsob výroby granulovaných přísad do stavebních hmot

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby granulovaných přísad do stavebních hmot vázaných cementem a vápnem, jako jsou například zkapalňovač betonu, zesilovač barev, látka vytvářející vzduchové póry, barviva na bázi anorganických pigmentů, komponenty zvyšující pevnost nebo podobné látky, které jsou používány pro namíchání do suchých, tekutých nebo pastových stavebních hmot.

Dosavadní stav techniky

Zejména v průmyslu betonářských výrobků se používají nejrůznější přísady, aby se mohly měnit vlastnosti a popřípadě také barva betonu. Tak může byt přimícháním určitých přísad do tekutých barev zvýšena schopnost zahušťování betonu, aby se tak zvýšila tlaková pevnost a rovnoměrné stlačení betonových výrobků. S redukcí obsahu cementu je naproti tomu spojena ekonomická výhoda. Lepší dispergovatelnost cementového klihu způsobuje též uzavřenější povrch a konečně zvýšená plasticita betonu podporuje rychlejší plnění forem a dlouhou životnost kamenných forem v důsledku malého opotřebení na jejich stěnách. Tak lze různými přísadami a kombinacemi látek docílit určitých vlastností betonu a výrobků z něho vyrobených.

Při kombinaci barev, barevných pomocných látek a technologicky v betonu zužitkovatelných příměsí, je však třeba brát ohled na snášenlivost těchto látek. Tyto přísady často tvoří chemicky nestabilní roztoky, přičemž dodatečným přimícháním dispergačních prostředků a chemických stabilizátorů se problém trvalé skladové stability kapaliny spíše zvyšuje.

Pro zabarvování betonových výrobků je ve stavebnictví již známo používání anorganických a organických pigmentů, přičemž se v praxi osvědčily zejména pigmenty na bázi anorganických barvicích pigmentů. Tyto pigmenty jsou v práškovém stavu přidávány do betonových směsí. Na základě dobré dispergovatelnosti dochází k úplnému homogennímu rozdělení pigmentového prášku v betonové směsi v několika minutách.

Nevýhoda použití práškových pigmentů spočívá v tom, že nemají dobrou tekutost při skladování, často se shlukují a hroudovatějí a na základě jemné dělitelnosti použitého prášku se musí počítat s více či méně silným znečištěním zařízení, továrny a prostředí.

K zabránění těchto nevýhod se jako barvicí prostředky použijí pigmentové granuláty. Takový způsob je popsán například v patentovém spisu DE 36 19 363, kde u pigmentového granulátu je při sušení rozprašováním vyráběna směs z vody, pigmentu a pojivá. Jako pigment jsou používány oxidy manganu, oxidu železa, organické pigmenty a/nebo uhlík, jakož i směsi z jednotlivých pigmentů. Jako pojivá, která působí v betonu jako dispergační pomocné prostředky, lze jmenovat: alkylbenzensulfonát, alkylnaftalensulfonát, ligninsulfonát, sulfátovaný polyglykoléter, melaninformaldehydové kondenzáty, naftalen, formaldehydové kondenzáty, kyselinu glukonovou, soli nízkomolekulámích částečně esterifikovaných kopolymerizátů styrenu-anhydridu kyseliny maleinové a kopolymery z vinylacetátu a kyseliny krotonové. Podíl pigmentů je přitom 2 až 6 % hmotnostních.

Hlavní nevýhoda sušení rozprašováním na výrobu granuli spočívá vtom, že se ve středech granálie vytváří dutý prostor podmíněný technickým postupem. Tím je pevnost granálie menší, takže granálie mohou být při dopravě a skladování zničeny a podíl částeček menších než 0,1 mm může být tak velký, že může být snížena tekutost materiálu.

Z patentového spisu DE 41 03 531 je známo, že k redukci podílu částeček menších než 0,1 mm jsou granálie vysušené rozprašováním výhodně 15 minut až 2 hodiny při teplotě až 300 °C přegranulovány v bubnech, šnecích nebo na otočných talířích.

Vysoké náklady na přegranulaci podstatně prodražují výrobní náklady pigmentových granulátů.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob výroby granulovaných přísad do stavebních hmot vázaných cementem a vápnem, jako jsou například zkapalňovač betonu, zesilovač barev, látka vytvářející vzduchové póry, barviva na bázi anorganických pigmentů, komponenty zvyšující pevnost nebo podobné látky, které jsou používány pro namíchání do suchých, tekutých nebo pastových stavebních hmot, jehož podstata spočívá v tom, že přísada nebo přísady jsou v kapalině rozptýleny nebo namíchány do výchozí suspenze přísady. Tato výchozí suspenze přísady je následujícím způsobem výroby granálií ze suspenze ve fluidní vrstvě při současném sušení granálií granulována do meziproduktu namíchatelného do stavební hmoty.

Podle výhodného provedení je výchozí suspenze přísady s obsahem 20 až 60 % hmotnostních obsahu pevných látek, a v případě anorganických barvicích pigmentů, vztaženo na obsah pevných látek, s obsahem 2 až 6 % hmotnostních pojiv, rozprašována do jemných kapek na stejnorodé zárodky, které se nacházejí ve fluidním loži fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou při teplotách 150 až 250 °C přiváděného vzduchu, a které jsou granulovány do granálií o průměru 0,1 až 1,25 mm s vlhkostí 0,5 až 5 % a kontinuálně jsou tříděny na těžší a lehčí částice.

Podle dalšího výhodného provedení se jako pojivá pro granulací anorganických barvicích pigmentů používají produkty v čisté formě nebo v jejich směsi, které jsou vhodné jako zkapalňovače betonu.

Podle dalšího výhodného provedení je teplota odvětrávaného vzduchu fluidního sušení na výrobu granálií s vířivou vrstvou 30 až 40 °C.

Podle dalšího výhodného provedení je přísadou, popřípadě příměsí, anorganický barvicí pigment na bázi oxidů kovů a/nebo umělé hmoty.

Výhoda navrženého řešení spočívá ve vytvoření cenově příznivého způsobu výroby přísady, která má dobrou výrobní stálost, která je v mísícím procesu stavebních hmot snadno použitelná, a která mění vlastnosti této stavební hmoty žádoucím způsobem, aniž by jiné parametry této stavební hmoty podstatně poškozovala.

Další výhoda způsobu spočívá v tom, že pomocí způsobu výroby granálií ze suspenze ve fluidní vrstvě při současném sušení granálií je vyráběn jemnozmný konečný produkt, který je bezprašný, a který má dobré pneumatické dopravní vlastnosti. Granulované barvicí a podobné přísady lze v exaktních dávkách přidávat do betonové směsi. Mimo to se granuláty v betonové směsi rychle rozpouštějí. Měření udávají, že rozpuštění granulátů a homogenní rozdělení přísady v betonové směsi nastává v čase menším než 100 vteřin. V betonu nedochází k vytváření vláknitých nečistot a hnízd s barvou.

Další výhoda spočívá vtom, že se nevytvářejí žádné duté granuláty, které vznikají u sušení rozprašováním. Vlivem pevnosti a vysoké sypné hustoty vyrobených granulátů se při přiměřené dopravě, skladování a zacházení, zabrání otěru nebo zničení granulátů a tím také vytváření prachu.

-2CZ 290261 B6

Příklady provedení vynálezu

Řešení se týká způsobu výroby granulovaných přísad do stavebních hmot vázaných cementem a vápnem, jako jsou například zkapalňovač betonu, zesilovač barev, látka vytvářející vzduchové póry, barviva na bázi anorganických pigmentů, komponenty zvyšující pevnost nebo podobné látky, které jsou používány pro namíchání do suchých, tekutých nebo pastových stavebních hmot. Přísada nebo přísady jsou v kapalině rozptýleny nebo namíchány do výchozí suspenze přísady, přičemž tato výchozí suspenze přísady je následujícím způsobem výroby granálií ze suspenze ve fluidní vrstvě při současném sušení granálií granulována do meziproduktu namíchatelného do stavební hmoty.

U tohoto způsobu jsou nejdříve přísady v kapalině rozptýleny do výchozí suspenze přísady. Přitom může být ve výchozí suspenzi přísady kombinováno také více přísad dohromady, aby se tyto přísady a s nimi spojené různé vlastnosti daly v betonu společně měnit. Je neškodné, jestliže tyto výchozí suspenze přísady zůstanou jen pro krátký časový interval, protože jsou následujícím způsobem výroby granálií ze suspenze ve fluidní vrstvě při současném sušení granálií granulovány do meziproduktu namíchatelného do stavební hmoty. Tento meziprodukt je ve své granulované formě při přiměřeném skladování prakticky neomezeně stabilní. Při použití se zcela rozpouští v betonovém mísícím procesu a nemění například tekutost této stavební hmoty nežádoucím způsobem.

Výchozí suspenze přísady s obsahem 20 až 60 % hmotnostních obsahu pevných látek, a v případě anorganických barvicích pigmentů, vztaženo na obsah pevných látek, s obsahem 2 až 6 % hmotnostních pojiv, je rozprašována dojemných kapek na stejnorodé zárodky, které se nacházejí ve fluidním loži fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou při teplotách 150 až 250 °C přiváděného vzduchu, a které jsou granulovány do granálií o průměru 0,1 až 1,25 mm s vlhkostí 0,5 až 5 % a kontinuálně jsou tříděny na těžší a lehčí částice.

Tato výchozí látka je prostřednictvím dvoulátkové trysky rozprašována do jemných kapek na stejnorodé zárodky, které se nacházejí ve fluidním loži fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou a s tříděním materiálu na těžší a lehčí částice. Při teplotách 150 až 250 °C přiváděného vzduchu dochází k vytváření granálií ve fluidní vrstvě.

Fluidní vrstva je provozována tak, že granálie s průměrem 0,1 až 1,25 mm a zbytkovou vlhkostí 0,5 až 5 % kontinuálně přes třídění na těžší a lehčí částice opouštějí fluidní vrstvu.

Teplota odvětrávání přiváděného přívodního vzduchu pro udržení fluidní vrstvy a pro fluidní sušení na výrobu granálií je 30 až 40 °C.

K výrobě granulované barvicí látky pro zabarvování stavebních hmot jsou jako výchozí materiály výhodně používány anorganické barvicí pigmenty na bázi oxidů kovů a uhlíku, zejména oxidy železa, které jsou s vodou a pojivý zpracovávány do suspenze. Výchozí suspenze barvicí látky se přitom skládá z 40 až 60 % hmotnostních obsahu pevných látek, vztaženo na obsah pevných látek, a z 2 až 6 % hmotnostních pojiv.

Jako pojivá se pro granulaci anorganických barvicích pigmentů používají produkty v čisté formě nebo v jejich směsi, vhodné jako zkapalňovač betonu. Teplota odvětrávaného vzduchu fluidního sušení na výrobu granálií s fluidní vrstvou je 30 až 40 °C. Přísadou, popřípadě příměsí, je anorganický barvicí pigment na bázi oxidů kovu a/nebo umělé hmoty.

Způsob výroby granulovaných přísad do stavebních hmot bude dále objasněn na základě příkladu jeho provedení:

Pro výrobu granulovaných barviv pro zabarvování stavebních hmot je z 50 % hmotnostních suchého obsahu červeného oxidu železa (Bayferrox 130), 3 % hmotnostních ligninsulfonátu

-3CZ 290261 B6 a 1 % hmotnostních Optapixu AC 95 s přidáním vody, vyráběna výchozí látka pro barvivo, přičemž údaje přísad pojiv jsou vztaženy na obsah pevných látek.

Tato výchozí suspenze přísady je rozprašována dojemných kapek na stejnorodé zárodky, které se nacházejí na fluidním loži fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou a s tříděním materiálu na těžší a lehčí částice. Při teplotách 160 °C přiváděného vzduchu dochází ke tvorbě granulace a sušení materiálu ve fluidní vrstvě. Teplota odvětrávaného vzduchu je 35 °C.

Hotové granuláty jsou tříděním na těžší a lehčí částice odváděny z fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou. Vlhkost vyrobených granulátů činí 1 % a zrnitost leží mezi 0,1 až 1,0 mm. Granuláty jsou bezprašné a mají vysokou sypnou hustotu. Při přidání do míchačky na beton nastalo během 100 sekund úplné rozpuštění granálií a homogenní rozdělení barviv v betonové směsi.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby granulovaných přísad do stavebních hmot vázaných cementem a vápnem, jako jsou například zkapalňovač betonu, zesilovač barev, látka vytvářející vzduchové póry, barviva na bázi anorganických pigmentů, komponenty zvyšující pevnost nebo podobné látky, které jsou používány pro namíchání do suchých, tekutých nebo pastových stavebních hmot, vyznačující se tím, že přísada nebo přísady jsou v kapalině rozptýleny nebo namíchány do výchozí suspenze přísady, přičemž tato výchozí suspenze přísady je následným postupem výroby granálií ze suspenze ve fluidní vrstvě při současném sušení granálií granulována do meziproduktu namíchatelného do stavební hmoty.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výchozí suspenze přísady s obsahem 20 až 60 % hmotnostních obsahu pevných látek, a v případě anorganických barvicích pigmentů, vztaženo na obsah pevných látek, s obsahem 2 až 6 % hmotnostních pojiv, je rozprašována do jemných kapek na stejnorodé zárodky, které se nacházejí ve fluidním loži fluidního sušicího zařízení na výrobu granálií s fluidní vrstvou při teplotách 150 °C až 250 °C přiváděného vzduchu, a které jsou granulovány do granálií o průměru 0,1 až 1,25 mm s vlhkostí 0,5 až 5 % a kontinuálně jsou tříděny na těžší a lehčí částice.
3. 3. Způsob podle některého z nároků la 2, vyznačující se tím, že jako pojivá se pro granulaci anorganických barvicích pigmentů používají produkty v čisté formě nebo v jejich směsi, které jsou vhodné jako zkapalňovače betonu.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že teplota odvětrávaného vzduchu fluidního sušení na výrobu granálií s fluidní vrstvou je 30 až 40 °C.
5. 5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že přísadou, popřípadě příměsí, je anorganický barvicí pigment na bázi oxidů kovu a/nebo umělé hmoty.