RU2109629C1

RU2109629C1 - Method of preparation of cellular building mixes based on gypsum-containing mineral binder and device for its realization

Info

Publication number: RU2109629C1
Application number: RU96124434A
Authority: RU
Inventors: Евсей Ефимович Шамис; Валентина Ефимовна Зубко; Олег Викторович Дудко; Андрей Юрьевич Жуков; Марина Борисовна Мандровская
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ИНЖИН-ГИПС"; Евсей Ефимович Шамис; Валентина Ефимовна Зубко; Олег Викторович Дудко; Андрей Юрьевич Жуков; Марина Борисовна Мандровская
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: preparation is carried out continuously; in the process of agitation the mix components are influenced by activating cavitation impulses. Cavitation impulses of force are excited by counter impacts of jets of air and solution of air-entraining admixture at a pressure of 0.5 to 6.5 atm and components of cellular mix agitated at a rate of 14.5 to 47.5 m/s. Continuous-action mixer for preparation of cellular building mixes has a cylindrical body with the upper loading and lower unloading branch pipes, and a drive shaft. The vertical drive shaft carries a distributing plate with a guide inclined ring and horizontal brackets with vertical pins forming a spider; nozzles used to feed impact jets of air and solution of air-entraining admixture are installed slantingly in opposite directions on the inner surfaces of the body vertical wall and bottom. EFFECT: enhanced strength and sound-insulating indices of products, reduced thermal conductivity and volume-weight. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству изделий из быстротвердеющих строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего. The invention relates to the production of products from quick-hardening building mixtures based on gypsum-containing mineral binder.

Известен смеситель для приготовления гипсовых смесей, в котором в полость замкнутого корпуса с верхним подводящим и нижним отводящим патрубками, вертикальным полым приводным валом с концевой перфорированной частью, имеющим закрепленные на нем распределительную тарелку и радиальные кронштейны с вертикальными пальцами и сквозными каналами для подачи пены в зону смешивания, непрерывно через верхний патрубок подают гипсосодержащее вяжущее, которое непрерывно перемешивают с подаваемой пеной воздействием радиальных кронштейнов с вертикальными пальцами, и выгружают непрерывно полученную ячеистую строительную смесь через нижний разгрузочный патрубок [1]. A known mixer for the preparation of gypsum mixtures, in which in the cavity of the closed housing with the upper inlet and lower outlet pipes, a vertical hollow drive shaft with an end perforated part, having a distribution plate fixed thereon and radial brackets with vertical fingers and through channels for supplying foam into the zone mixing, continuously through the upper pipe serves a gypsum-containing binder, which is continuously mixed with the foam supplied by the action of vertical radial brackets fingers, and unload continuously obtained cellular mortar through the lower discharge pipe [1].

Недостатками указанного способа приготовления ячеистой смеси на основе гипсосодержащего минерального вяжущего и смесителя для его осуществления является низкое качество получаемой ячеистой смеси, обуславливаемое неравномерным распределением в ней пены. The disadvantages of this method of preparing a cellular mixture based on a gypsum-containing mineral binder and a mixer for its implementation is the low quality of the resulting cellular mixture, due to the uneven distribution of foam in it.

Наиболее близкими к предложенным способу приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего и смесителю непрерывного действия для приготовления ячеистых смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего по своей технической сущности, являются известные способ приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего, включающий непрерывные подачи последнего, воздухововлекающей добавки и воды в зону смешения, перемешивание их воздействиями пальцев горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала и выдачу готового продукта, и смеситель непрерывного действия для приготовления ячеистых смесей на основе гипсосодержащего вяжущего, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным верхним и разгрузочным нижним патрубками, приводной вертикальный вал с распределительной тарелкой и расположенными под ней горизонтальными кронштейнами, имеющими вертикальные пальцы и приспособление для подачи воды и воздухововлекающей добавки [2]. Closest to the proposed method for the preparation of cellular construction mixtures based on a gypsum-containing mineral binder and a continuous mixer for the preparation of cellular mixtures based on a gypsum-containing mineral binder in their technical essence, are the known method for the preparation of cellular construction mixtures based on a gypsum-containing mineral binder, including continuous supply of the latter air-entraining additives and water in the mixing zone, mixing them with the effects of a finger horizontal brackets of the vertical drive shaft and the delivery of the finished product, and a continuous mixer for the preparation of cellular mixtures based on gypsum-containing binder, containing a cylindrical body with a loading upper and discharge lower nozzles, a vertical drive shaft with a cam plate and horizontal brackets located below it with vertical fingers and a device for supplying water and air-entraining additives [2].

Недостатками этого способа приготовления ячеистой гипсосодержащей строительной смеси и смесителя непрерывного действия для его осуществления является недостаточная прочность изделий, получаемых из приготовленной по этому способу ячеистой строительной смеси, при снижении их удельного веса для повышения их теплоизолирующих характеристик. The disadvantages of this method of preparing a cellular gypsum-containing building mixture and a continuous mixer for its implementation is the insufficient strength of the products obtained from the cellular building mixture prepared by this method, while reducing their specific gravity to increase their heat-insulating characteristics.

Целью изобретения является получение изделий с повышенными прочностными и звукоизолирующими показателями, низкой теплопроводности и малого объемного веса из ячеистой строительной смеси на основе гипсосодержащего минерального вяжущего. The aim of the invention is to obtain products with high strength and sound insulating characteristics, low thermal conductivity and low bulk density from a cellular building mixture based on gypsum-containing mineral binder.

Указанная цель достигается тем, что в способе приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего, включающем непрерывную подачу последнего, воздухововлекающей добавки и воды в зону смешения, их перемешивание воздействием на них пальцами горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала и выдачу готового продукта, в процессе перемешивания компоненты смеси активируют воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемых встречными воздействиями струй предварительно приготовленного 0,1-5,0%-ного водного раствора воздухововлекающей добавки и воздуха, оси которых наклонены в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно под углом 15-75^o и 20-80^o, подаваемых в зону смешения под давлением 0,5-6,5 атмосфер и скорости перемешивания, равной 14,5-47,5 м/с, при этом подачу вяжущего в зону смешения производят под углом 5-50^o.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing cellular building mixtures based on gypsum-containing mineral binder, including the continuous supply of the last, air-entraining additives and water into the mixing zone, mixing them with the fingers of the horizontal brackets of the vertical drive shaft and issuing the finished product during mixing the components of the mixture are activated by the effects of cavitational force pulses excited by counterpropagating jets previously prepared nnogo 0.1-5.0% aqueous solution and air-entraining additives air whose axes are inclined in the vertical and horizontal planes, respectively, at an angle of 15-75 ^o and 20-80 ^o, supplied to the mixing zone under a pressure of 0.5-6 , 5 atmospheres and a mixing speed of 14.5-47.5 m / s, while the binder is fed into the mixing zone at an angle of 5-50 ^o .

Смеситель непрерывного действия для приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего вяжущего, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным верхним и разгрузочным нижним патрубками и приводным вертикальным валом, на котором установлена распределительная тарелка и размещенные под ней горизонтальные кронштейны с вертикальными пальцами, и приспособление для подачи воды и воздухововлекающей добавки, снабжен соплами для раздельной подачи струи воздуха и водного раствора воздухововлекающей добавки под давлением 0,5-6,5 атмосфер навстречу друг другу под углом 15-75^o и 20-80^o в вертикальной и горизонтальной плоскостях, установленными соответственно на внутренней поверхности вертикальной стенки корпуса и внутренней поверхности нижнего торца корпуса, распределительная тарелка вертикального вала выполнена с наклоненным под углом 5-50^o в вертикальной плоскости направляющим ободком, при этом приспособление для подачи воды и воздухововлекающей добавки соединено с соплом струйной подачи водного раствора последней, диаметр цилиндрического корпуса составляет 5,5-8,5 его высоты, а уровни расположения осей горизонтальных кронштейнов вертикального вала и торца воздухоподводящего сопла отстоят от внутренней поверхности днища цилиндрического корпуса соответственно на 0,075-0,25 и 0,2-0,45 его высоты.A continuous mixer for the preparation of cellular construction mixtures based on a gypsum-containing binder, comprising a cylindrical body with a loading upper and discharge lower nozzles and a vertical drive shaft, on which a distribution plate and horizontal brackets with vertical fingers placed under it, and a device for supplying water and air-entraining are installed additives, equipped with nozzles for separate supply of a stream of air and an aqueous solution of air-entraining additives under pressure 0,5-6,5 atm towards each other at an angle of 15-75 ^o and 20-80 ^o in the vertical and horizontal planes, respectively, mounted on the inner surface of the vertical wall of the housing and the inner surface of the lower end of the body, the vertical shaft junction plate is formed with a tilted at an angle of 5-50 ^o in the vertical plane of the guide rim, with a device for supplying water and air-entraining additives is connected to the nozzle jet of the aqueous solution of the latter, the diameter of the cylindrical housing component its height is 5.5-8.5, and the levels of the vertical location of horizontal brackets shaft axes and the air supply nozzle end spaced from the inner surface of the cylindrical housing bottom and respectively 0,075-0,25 0.2-0.45 its height.

Кроме того, в способе приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего вяжущего в состав подаваемого воздуха могут быть включены активирующие получаемый продукт газы в количестве 3,5-20,5% от объема воздуха, а в смесителе непрерывного действия для приготовления ячеистых смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего воздухоподводящее сопло снабжено инжектором для подачи активирующих получаемый продукт газов. In addition, in the method for preparing cellular building mixtures based on a gypsum-containing binder, the gases that activate the product obtained can be included in the amount of 3.5-20.5% of the air volume in the feed air, and in a continuous mixer for preparing cellular mixtures based on gypsum-containing mineral binder air supply nozzle is equipped with an injector for supplying gases activating the resulting product.

При решении вышеуказанных задач возникает технический эффект, заключающийся в том, что за счет дополнительных активирующих воздействий кавитационными силовыми импульсами в процессе смешения компонентов ячеистой строительной смеси более эффективно используется гипсосодержащее минеральное вяжущее, благодаря чему при том же расходе последнего изделия из ячеистой строительной смеси, приготовленной по технологии предлагаемого способа, обладают повышенными прочностными, тепло- и звукоизолирующими свойствами и пониженным объемным весом. In solving the above problems, a technical effect arises, consisting in the fact that due to additional activating effects by cavitation power pulses in the process of mixing the components of the cellular building mixture, gypsum-containing mineral binders are more effectively used, due to which, at the same flow rate of the last product from the cellular building mixture, prepared according to the technology of the proposed method, have increased strength, heat and sound insulating properties and reduced volumetric weight m

На фиг. 1 схематично изображен общий вид смесителя непрерывного действия для приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего в разрезе; на фиг. 2 - вид в плане на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1 в разрезе в увеличенном масштабе. In FIG. 1 schematically shows a General view of a continuous mixer for the preparation of cellular building mixtures based on gypsum-containing mineral binder in a section; in FIG. 2 is a plan view of FIG. one; in FIG. 3 - node I in FIG. 1 in a section on an enlarged scale.

Сущность предложенного способа заключается в том, что в зону смешения непрерывно подают гипсосодержащее минеральное вяжущее, которое непрерывно перемешивается со скоростью 14,5-47,5 м/с с 0,1-5,0%-ным водным раствором воздухововлекающей добавки горизонтальными кронштейнами с вертикальными пальцами вертикального приводного вала, при этом перемешиваемые в зоне смешения компоненты ячеистой строительной смеси активируют воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемых соударениями направленных навстречу друг другу наклоненных в вертикальной и горизонтальных плоскостях соответственно под углом 15-75 и 20-80^o частиц струй, подаваемых в зону смешения под давлением, равным 0,5-6,5 атмосфер, воздуха и водного раствора воздухововлекающей добавки, при этом вяжущее подают в зону смешения под углом 5-50^o вертикальной плоскости.The essence of the proposed method lies in the fact that a gypsum-containing mineral binder is continuously fed into the mixing zone, which is continuously mixed at a speed of 14.5-47.5 m / s with 0.1-5.0% aqueous solution of an air-entraining additive with horizontal brackets with vertical fingers of the vertical drive shaft, while the components of the cellular building mix mixed in the mixing zone are activated by the action of cavitation force pulses excited by collisions directed towards each other, inclined in vertical and horizontal planes, respectively, at an angle of 15-75 and 20-80 ^o particles of jets supplied to the mixing zone under pressure equal to 0.5-6.5 atmospheres, air and an aqueous solution of air-entraining additives, while the binder is fed into the mixing zone under an angle of 5-50 ^o vertical plane.

Пример приготовления ячеистой строительной смеси на основе гипсосодержащего минерального вяжущего. В верхний загрузочный патрубок цилиндрического корпуса смесителя с вертикальным приводным валом непрерывно подают гипсосодержащие минеральное вяжущее, которое под углом 35^o в вертикальной плоскости поступает в зону смешения, где на него в процессе перемешивания со скоростью 37 м/с с 3,5%-ным водным раствором воздухововлекающей добавки воздействуют кавитационными силовыми импульсами, возбуждающими от соударения частиц струй, направленных под давлением в 3,5 атмосферы навстречу друг другу, оси которых наклонены в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно под углом 45 и 50^o, и удаляется из смесителя непрерывно через разгрузочный нижний патрубок.An example of the preparation of a cellular building mixture based on gypsum-containing mineral binder. Gypsum-containing mineral binders are continuously fed into the upper loading pipe of the cylindrical mixer body with a vertical drive shaft, which at an angle of 35 ^° in the vertical plane enters the mixing zone, where it is mixed with a speed of 37 m / s with 3.5% aqueous with a solution of an air-entraining additive, they are exposed to cavitation force pulses, exciting from the collision of the particles of the jets directed under pressure in 3.5 atmospheres towards each other, the axes of which are inclined vertically and horizontally hydrochloric planes respectively at 45 and 50 ^o, and is removed from the mixer continuously through a bottom discharge nozzle.

Смеситель непрерывного действия для приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, в котором вдоль его продольной оси установлен приводной вертикальный вал 2 с образующими крестовину горизонтальными кронштейнами 3, имеющими воздействующие на перемешиваемые компоненты вертикальные пальцы 4. Над горизонтальными кронштейнами 3 на приводном вертикальном вале 2 закреплена распределительная тарелка 5 с направляющим ободком 6, наклоненным под углом 5-50^o в вертикальной плоскости. На днище 7 цилиндрического корпуса 1 смонтировано сопло 8 для подачи раствора воздухововлекающей добавки, соединенное с устройством 9 для приготовления последнего и подачи его под давлением в сопло 8, а на внутренней поверхности 10 вертикальной стенки цилиндрического корпуса 1 установлено воздухоподводящее сопло 11. Продольные оси сопел 8 и 11, установленных навстречу друг другу, наклонены в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно под углом 15-75^o и 20-80^o, а уровни расположения продольных осей горизонтальных кронштейнов 3 и торца воздухоподводящего сопла 11 отстоят от внутренней поверхности днища цилиндрического корпуса соответственно на 0,075-0,25 и 0,2-0,45 высоты.The continuous mixer for the preparation of cellular building mixtures based on gypsum-containing mineral binder consists of a vertical cylindrical body 1, in which a vertical drive shaft 2 is installed along its longitudinal axis, with horizontal brackets 3 forming vertical crosses having vertical fingers acting on the components being mixed 4. Above horizontal brackets 3, a distribution plate 5 is fixed to the vertical drive shaft 2 with a guide rim 6 inclined beneath glom 5-50 ^o in the vertical plane. A nozzle 8 is mounted on the bottom 7 of the cylindrical body 1 for supplying an air-entraining additive solution, connected to a device 9 for preparing the latter and supplying it under pressure to the nozzle 8, and an air supply nozzle 11 is installed on the inner surface 10 of the vertical wall of the cylindrical body 1. The longitudinal axis of the nozzles 8 and 11 arranged towards each other, are inclined in the vertical and horizontal planes, respectively, at an angle of 15-75 ^o and 20-80 ^o, and the location of levels of the longitudinal axes of horizontal brackets 3 and the end air supply nozzles 11 are spaced from the inner surface of the bottom of the cylindrical housing, respectively, and at 0,075-0,25 0.2-0.45 height.

Смеситель работает следующим образом. Включают привод вращения вертикального вала 2 и одновременно, включив подачу воздуха и раствора воздухововлекающей добавки в сопла 8 и 11, подают в загрузочный патрубок 13 гипсосодержащее минеральное вяжущее на распределительную тарелку 5 и, которое, скользя по направляющему ободку 6, поступает под углом 5-50^o в вертикальной плоскости в зону смешения, где перемешивается со скоростью 14,5-47,5 м/с вертикальными пальцами 4 горизонтальных кронштейнов 3 вертикального вала 2 с раствором воздухововлекающей добавки, подаваемого струей из сопла 11 навстречу струе воздуха из сопла 8 под давлением 0,5-6,5 атмосфер, благодаря чему кинетическая энергия частиц соударяющихся струй переходит в зоне смешения в кавитационные силовые импульсы, активирующие смешиваемые компоненты приготавливаемой ячеистой строительной смеси, которая затем непрерывно выгружается из корпуса 1 через разгрузочный 14 патрубок.The mixer operates as follows. The rotational drive of the vertical shaft 2 is turned on and at the same time, by turning on the supply of air and an air-entraining additive solution to the nozzles 8 and 11, a gypsum-containing mineral binder is fed into the loading nozzle 13 onto the distribution plate 5 and which, sliding along the guide rim 6, comes at an angle of 5-50 ^o in the vertical plane of the mixing zone, where it is mixed with the speed 14,5-47,5 m / s vertical finger 4 horizontal brackets 3 of the vertical shaft 2 with a solution of air-entraining additives, supplied from the jet nozzle 11 navstre in the air stream from the nozzle 8 under a pressure of 0.5-6.5 atmospheres, due to which the kinetic energy of the particles of the colliding jets passes into the mixing zone into cavitation force pulses that activate the mixed components of the prepared cellular building mixture, which is then continuously discharged from the housing 1 through the unloading 14 branch pipe.

После укладки приготовленной ячеистой строительной смеси на основе гипсосодержащего минерального вяжущего в формы, ее выдержке в формах до затвердевания и распалубке были проведены сопоставительные испытания образцов изготовленных по технологии согласно предлагаемому способу и способу-прототипу, которые приведены в таблице. After laying the prepared cellular building mixture on the basis of gypsum-containing mineral binder in the molds, holding it in the molds before hardening and dismantling, comparative tests of samples made by technology according to the proposed method and the prototype method are shown in the table.

Параметры образцов, изготовленных из ячеистых строительных смесей, приготовленных согласно предложенному способу и способу-прототипу. The parameters of the samples made from cellular building mixtures prepared according to the proposed method and the prototype method.

Claims

1. Способ приготовления ячеистых строительных смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего, включающий непрерывные подачу последнего, воздухововлекающей добавки и воды в зону смешения, их перемешивание воздействием на них пальцами горизонтальных кронштейнов приводного вертикального вала и выдачу готового продукта, отличающийся тем, что в процессе перемешивания компоненты смеси активируют воздействиями кавитационных силовых импульсов, возбуждаемыми встречными воздействиями струй предварительно приготовленного 0,1 - 5,0%-ного водного раствора воздухововлекающей добавки и воздуха, оси которых наклонены в вертикальной и горизонтальных плоскостях соответственно под углом 15 - 75 и 20 - 80^o, подаваемых в зону смешения под давлением 0,5 - 6,5 атмосфер и скорости перемешивания, равной 14,5 - 47,5 м/с, при этом подачу вяжущего производят под углом 5,0 - 50,0^o в вертикальной плоскости.1. The method of preparation of cellular building mixtures based on gypsum-containing mineral binder, including the continuous supply of the last, air-entraining additives and water into the mixing zone, mixing them with the fingers of the horizontal brackets of the vertical drive shaft and issuing the finished product, characterized in that during the mixing the components the mixtures are activated by the effects of cavitation force pulses excited by the counter impacts of the jets of the previously prepared 0.1 - 5.0% n of aqueous air-entraining additives and air whose axes are inclined in the vertical and horizontal planes, respectively, at an angle of 15 - 75 and 20 - 80 ^o, fed to the mixing zone under a pressure of 0.5 - 6.5 atmospheres and a stirring rate of 14.5 - 47.5 m / s, while the binder is produced at an angle of 5.0 - 50.0 ^o in the vertical plane.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав подаваемого воздуха дополнительно включает активирующие получаемый продукт газы в количестве 3,5 - 20,0% от объема воздуха. 2. The method according to p. 1, characterized in that the composition of the supplied air further includes activating the resulting product gases in an amount of 3.5 - 20.0% of the volume of air.

3. Смеситель непрерывного действия для приготовления ячеистых смесей на основе гипсосодержащего минерального вяжущего, содержащий цилииндрический корпус с загрузочным верхним и разгрузочным нижним патрубками, приводной вертикальный вал с распределительной тарелкой и установленными под ней горизонтальными кронштейнами, имеющими вертикальные пальцы, и приспособление для подачи воды и воздухововлекающей добавки, отличающийся тем, что оно снабжено соплами для раздельной подачи струй воздуха и водного раствора воздухововлекающей добавки под давлением 0,5 - 6,5 атмосфер, навстречу друг другу под углами 15 - 75 и 20 - 80^o в вертикальной и горизонтальных плоскостях, установленных соответственно на внутренней поверхности вертикальной стенки цилиндрического корпуса, и внутренней поверхности днища, распределительная тарелка вертикального вала выполнена с наклоненным под углом 5 - 50^o в вертикальной плоскости направляющим ободком, при этом приспособление для подачи воды и воздухововлекающей добавки соединено с соплом струйной подачи водного раствора, диаметр цилиндрического корпуса составляет 5,5 - 8,5 его высоты, а уровни расположения горизонтальных осей кронштейнов и торца воздухоподводящего сопла отстоят от внутренней поверхности днища цилиндрического корпуса соответственно на 0,075 - 0,25 и 0,2 - 0,45 его высоты.3. A continuous mixer for the preparation of cellular mixtures based on gypsum-containing mineral binder, comprising a cylindrical body with loading upper and unloading lower pipes, a vertical drive shaft with a cam plate and horizontal brackets with vertical fingers mounted under it, and a device for supplying water and air entraining additives, characterized in that it is equipped with nozzles for the separate supply of jets of air and an aqueous solution of air-entraining add Pressure ki 0.5 - 6.5 atmospheres, toward each other at angles of 15 - 75 and 20 - 80 ^o in the vertical and horizontal planes, respectively, mounted on the inner surface of the vertical wall of the casing, and the inner surface of the bottom, the distribution plate of the vertical shaft made with a guide rim inclined at an angle of 5-50 ^° in a vertical plane, while the device for supplying water and an air-entraining additive is connected to the nozzle of the jet supply of an aqueous solution, the diameter of the cylindrical body CA is 5.5 - 8.5 of its height, and the levels of the horizontal axis of the brackets and the end of the air supply nozzle are 0.075 - 0.25 and 0.2 - 0.45 of its height, respectively, from the inner surface of the bottom of the cylindrical body.

4. Смеситель по п.3, отличающийся тем, что воздухоподающее сопло снабжено инжектором для подачи активирующих получаемый продукт газов. 4. The mixer according to claim 3, characterized in that the air supply nozzle is equipped with an injector for supplying gases activating the resulting product.