RU2593685C2

RU2593685C2 - Process line for production of foam concrete articles

Info

Publication number: RU2593685C2
Application number: RU2014133314/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Яковлевич Носырев; Виталий Александрович Краснов; Сергей Анатольевич Галанский; Илья Сергеевич Максимов
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-08-10
Also published as: RU2014133314A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to preparation of foam concrete articles. Process line for production of foam concrete articles, including bins installed in a sequence and connected by mean of conveyance and batchers for dry components - cement, sand and fiber material, vessel with water feed device activator, vessel with a device for dozing solution of foaming agent, pump, foam generator and device for supply of compressed air to foam generator, foam-concrete mixer, remote control to control the process line and cutting complex to make concrete articles; activator is equipped with strain gages which are connected to drives of dry components batchers and devices for water supply and a foaming agent, providing control of their loading in activator using the remote control to control the operation of the process line; cutting complex comprises stations of filling foamed concrete mass, holding forms with foam concrete, transverse and longitudinal cutting and hardening; additionally, there is an ultrasonic mixer, accumulating vessel with batcher, container for storage and supply of nanomaterials with batcher.

EFFECT: technical result is intensified strength of foam concrete mixture, higher compression strength of foam concrete articles, lower cement consumption, higher uniformity and stability of foam concrete mixture.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологическим процессам, а конкретно к приготовлению смесей цемента с другими материалами на технологических линиях для выпуска различных изделий, в том числе пенобетонных, может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов.The invention relates to technological processes, and specifically to the preparation of mixtures of cement with other materials on technological lines for the production of various products, including foam concrete, can be used in construction and the building materials industry.

Известна технологическая линия по производству пенобетонных изделий, включающая бункеры и питатели-дозаторы для сухих компонентов - цемента и песка, устройство для подачи воды, смеситель принудительного действия, емкость с дозатором для раствора пенообразователя, пеногенератор и пенобетоносмеситель, при этом бункер с питателями-дозаторами для сухих компонентов и устройство для подачи воды сообщены со смесителем принудительного действия, а пеногенератор и смеситель принудительного действия сообщены с пенобетоносмесителем при помощи индивидуальных продуктопроводов, устройство для подачи воды имеет активатор для получения активированной воды с псевдокристаллической структурой, в продуктопровод технологической линии, сообщающий смеситель принудительного действия с пенобетоносмесителем, подключен гомогенизатор для получения активированной высокогомогенной пескоцементной суспензии, причем технологическая линия снабжена постом предварительного прогрева массива пенобетона, выполненным с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты, за которым установлен резательный комплекс для получения пенобетонных изделий и мобильный или стационарный пост окончательной термовлажностной обработки готовых изделий, выполненный с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты [патент РФ №2242362, МПК B28C 11/08, B28C 5/38, опубл. 20.12.2004 г., БИ №35, Мироевский П.Р. и др. «Технологическая линия для производства пенобетонных изделий»].A known production line for the production of foam concrete products, including hoppers and dispenser feeders for dry components such as cement and sand, a water supply device, a forced action mixer, a container with a dispenser for a foaming solution, a foam generator and a foam mixer, with a hopper with dispenser feeders for dry components and a water supply device are communicated with a forced-action mixer, and a foam generator and a forced-action mixer are communicated with a foam mixer using individual product pipelines, the water supply device has an activator for producing activated water with a pseudocrystalline structure, a homogenizer is connected to the forced-flow mixer with a foam concrete mixer, to produce an activated highly homogeneous sand-cement slurry, and the production line is equipped with a pre-heating unit for the foam concrete array made with sources of electromagnetic fields of superhigh frequency, behind which Credited cutting set to produce foam concrete products and mobile or stationary post final hydrothermal treatment of finished articles made with the sources of the electromagnetic field of microwave frequency [RF patent №2242362, IPC B28C 11/08, B28C 5/38, publ. December 20, 2004, BI No. 35, P. P. Miroevsky and others. "Technological line for the production of foam concrete products"].

Недостатками этой линии являются значительная материалоемкость и энергоемкость, повышенный расход цемента, сложность получения пенобетонных изделий низкой плотности (200-250 кг/м³), высокая стоимость СВЧ-установок.The disadvantages of this line are the significant material and energy consumption, increased cement consumption, the difficulty of obtaining foam concrete products of low density (200-250 kg / m ³ ), the high cost of microwave installations.

Известна технологическая линия для производства пенобетонных изделий, включающая установленные в технологической последовательности и связанные транспортными средствами бункеры и питатели для сухих компонентов - цемента и песка, емкость с устройством для подачи воды, смеситель, емкость с дозатором для раствора пенообразователя, пеногенератор, пенобетоносмеситель и резательный комплекс для получения пенобетонных изделий, при этом бункеры с питателями для сухих компонентов и устройство для подачи воды сообщены со смесителем, а пеногенератор и смеситель сообщены с пенобетоносмесителем, дополнительно содержит бункер с питателем для фиброволокна и устройство для подачи сжатого воздуха в пеногенератор, смеситель выполнен в виде активатора, содержащего цилиндрический корпус и нижнюю коническую часть, в которой расположен приводной вал с закрепленным на нем перемешивающим диском с прорезями, корпус активатора размещен вертикально на стойках и связан с тензодатчиками тензовесового терминала, расположенными между обечайками, причем верхняя обечайка закреплена жестко на корпусе активатора, а нижняя - на стойках, тензодатчики соединены с приводами питателей сухих компонентов и устройством подачи воды, обеспечивая регулирование их загрузки в активатор, резательный комплекс содержит резательную машину, содержащую платформу для пенобетонного массива, устройство для вертикальной резки массива на отдельные блоки в виде распиловочных цепей, натянутых на раме, толкатель, установленный с возможностью перемещения вдоль платформы, и пульт управления работой элементов комплекса [патент РФ №2336999, МПК B28C 5/38, опубл. 27.10.2008 г., БИ №25, Черных В.Ф. и др. «Линия для производства пенобетонных изделий»].A known production line for the production of foam concrete products, including hoppers and feeders for dry components such as cement and sand, a container with a device for supplying water, a mixer, a container with a dispenser for a foaming solution, a foam generator, a foam mixer and a cutting complex, are installed in the technological sequence and connected by vehicles for foam concrete products, while hoppers with feeders for dry components and a device for supplying water are communicated with a mixer, and foam the herator and the mixer are in communication with the concrete mixer, further comprises a hopper with a fiber fiber feeder and a device for supplying compressed air to the foam generator, the mixer is made in the form of an activator containing a cylindrical body and a lower conical part, in which there is a drive shaft with a mixing disk with slots fixed to it , the activator housing is placed vertically on the uprights and connected to strain gauge strain gauge terminals located between the shells, and the upper shell is rigidly fixed and the activator housing, and the lower one on the racks, the load cells are connected to the drives of the dry component feeders and the water supply device, providing regulation of their loading into the activator, the cutting complex contains a cutting machine containing a platform for foam concrete array, a device for vertical cutting of the array into separate blocks in in the form of saw chains stretched on the frame, a pusher mounted with the ability to move along the platform, and a control panel for the operation of the elements of the complex [RF patent No. 2,336,999, IPC B28C 5/38, publ l 10.27.2008, BI No. 25, Chernykh V.F. and others. "Line for the production of foam concrete products"].

Недостатками этой линии являются: недостаточная интенсивность набора прочности и невысокая прочность пенобетонных изделий на сжатие; высокий расход цемента; низкая однородность и стабильность пенобетонной смеси.The disadvantages of this line are: insufficient strength gain and low compressive strength of foam concrete products; high consumption of cement; low uniformity and stability of the foam concrete mixture.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом изобретения является интенсификация набора прочности пенобетонной смеси, повышение прочности пенобетонных изделий на сжатие, снижение расхода цемента, повышение однородности и стабильности пенобетонной смеси.The technical result of the invention is the intensification of the set strength of the foam concrete mixture, increasing the strength of the foam concrete products in compression, reducing cement consumption, increasing the uniformity and stability of the foam concrete mixture.

Технический результат достигается тем, что в технологическую линию для производства пенобетонных изделий, включающую установленные в технологической последовательности и связанные транспортными средствами бункеры и питатели-дозаторы для сухих компонентов, например цемента, песка и фиброволокна, емкость с устройством для подачи воды, активатор, емкость с дозатором для раствора пенообразователя, насос, пеногенератор и устройство для подачи сжатого воздуха в пеногенератор, пенобетоносмеситель, пульт управления работой технологической линиии и резательный комплекс для получения пенобетонных изделий, при этом бункеры с питателями-дозаторами для сухих компонентов и устройство для подачи воды сообщены с активатором, емкость с питателем-дозатором для раствора пенообразователя соединена с пеногенератором, а пеногенератор и активатор соединены с пенобетоносмесителем, активатор снабжен тензодатчиками тензовесового терминала, которые связаны с приводами питателей сухих компонентов и устройствами подачи воды и пенообразователя, обеспечивая регулирование их загрузки в активатор с пульта управления работой технологической линии, резательный комплекс содержит посты заливки массива пенобетона, выдержки форм с пенобетоном, поперечной и продольной резки и твердения, дополнительно введены ультразвуковой смеситель, аккумулирующая емкость с питателем-дозатором, емкость для хранения и подачи наноматериалов с питателем-дозатором, который соединен с одним входом ультразвукового смесителя, а второй вход ультразвукового смесителя соединен с выходом емкости для раствора пенообразователя, а выход ультразвукового смесителя соединен с аккумулирующей емкостью с питателем-дозатором, который, в свою очередь, соединен с входом насоса, а выход насоса соединен с входом пеногенератора, который, в свою очередь, соединен с пенобетоносмесителем.The technical result is achieved by the fact that in the production line for the production of foam concrete products, including hoppers and feeders for dry components, such as cement, sand and fiber, installed in the technological sequence and connected by vehicles, a container with a device for supplying water, an activator, a container with a dispenser for a solution of a foaming agent, a pump, a foam generator and a device for supplying compressed air to a foam generator, a concrete mixer, a process control panel lines and a cutting complex for the production of foam concrete products, while the bunkers with dispenser feeders for dry components and a water supply device are in communication with the activator, the container with the dispenser feeder for the foam generator solution is connected to the foam generator, and the foam generator and activator are connected to the foam mixer, the activator is equipped with strain gauge load cells of the terminal, which are connected with drives of feeders of dry components and devices for supplying water and a foaming agent, providing regulation of their loading in an activator from the control panel of the operation of the production line, the cutting complex contains posts for filling the foam concrete array, holding molds with foam concrete, transverse and longitudinal cutting and hardening, an ultrasonic mixer, an accumulating container with a dispensing feeder, a storage and supply container for nanomaterials with a dispensing feeder were additionally introduced which is connected to one input of the ultrasonic mixer, and the second input of the ultrasonic mixer is connected to the output of the container for the foaming solution, and the output of the ultrasound second mixer coupled to the storage vessel to the powder feeder, which in turn is connected to a pump inlet and a pump outlet connected to the inlet of the foam generator, which in turn is connected with foam concrete.

Интенсификация набора прочности пенобетонной смеси и повышение прочности пенобетонных изделий на сжатие, снижение расхода цемента на пенобетонные изделия, повышение однородности и стабильности пенобетонной смеси обеспечивается за счет введения в технологическую линию емкости для хранения и подачи наноматериалов с питателем-дозатором, ультразвукового смесителя и аккумулирующей емкости с питателем-дозатором, что позволяет модифицировать пенобетонную смесь наноматериалами, например углеродным наноматериалом (УНМ), таким как «Таунит», суперпластификатором или гиперпластификатором.The intensification of the set strength of the foam concrete mixture and the increase in the compressive strength of foam concrete products, the reduction of cement consumption for foam concrete products, and the uniformity and stability of the foam concrete mixture are ensured by introducing into the production line a container for storing and feeding nanomaterials with a metering feeder, an ultrasonic mixer and an accumulating tank with dosing feeder that allows you to modify the foam concrete mixture with nanomaterials, such as carbon nanomaterial (CNM), such as Taunit ", Superplasticizer or hyperplasticizer.

Таунит - нитевидные образования поликристаллического графита в виде сыпучего порошка черного цвета. Гранулы УНМ микрометрических размеров имеют структуру спутанных пучков многостенных трубок (MWNT).Taunite - filamentous formations of polycrystalline graphite in the form of a loose powder of black color. Micrometric CNM granules have the structure of entangled bundles of multi-walled tubes (MWNT).

На чертеже приведена схема технологической линии для производства пенобетонных изделий.The drawing shows a diagram of a technological line for the production of foam concrete products.

Технологическая линия состоит из бункеров для песка 1, цемента 2 и фибролокна 3, емкости 4 для воды, которые через питатель песка 5, питатель цемента 6 и питатель фиброволокна 7 и устройства для дозировки воды и/или химических добавок в виде клапана 8 связаны с активатором 9, опор 10, обечайки 11, тензодатчиков 12, приводного вала 13 с диском 14, электродвигателя 15, емкости для хранения и подачи наноматериалов 16, питателя-дозатора 17 наноматериалов, ультразвукового смесителя 18, аккумулирующей емкости 19 с питателем-дозатором 20, емкости для раствора пенообразователя 21, пеногенератора 22, воздушного компрессора 23 и насоса 24 для подачи смеси раствора пенообразователя и наноматериала в пенобетоносмеситель 25, поста заливки массива 26, поста выдержки 27, устройства для поперечной и продольной разрезки массива 28, поста твердения изделий 29 и пульта управления 30 работой технологической линии.The production line consists of sand bins 1, cement 2 and fiberboard 3, water tanks 4, which are connected to the activator through a sand feeder 5, a cement feeder 6 and a fiber fiber feeder 7 and devices for dispensing water and / or chemical additives in the form of a valve 8 9, supports 10, shell 11, load cells 12, drive shaft 13 with disk 14, electric motor 15, containers for storing and supplying nanomaterials 16, metering feeder 17 nanomaterials, ultrasonic mixer 18, storage tank 19 with metering feeder 20, containers for foam solution a developer 21, a foam generator 22, an air compressor 23, and a pump 24 for supplying a mixture of a foaming agent and nanomaterial solution to a concrete mixer 25, an array pouring station 26, a holding station 27, a device for transverse and longitudinal cutting of the array 28, a hardening station for products 29, and a control panel 30 for operation technological line.

Установка для поперечной разрезки массива (не показана).Installation for cross cutting an array (not shown).

Технологическая линия работает следующим образом. В активатор 9, который обечайкой 11 опирается на опоры 10, из емкости 4 поступает вода через клапан 8 (блок для дозировки воды). После заданного количества воды датчики подают сигнал на закрытие клапана 8 (отключение блока). Затем включается электродвигатель 15, приводя в движение вал 13 с диском 14, а из бункера для песка 1, бункера с цементом 2 и бункера с фибролокном 3 через питатели песка 5, цемента 6 и фиброволокна 7 в активатор 9 последовательно загружается цемент, песок и фиброволокно, при этом тензодатчики 12 подают сигнал на остановку соответствующих питателей 5, 6 и 7 после загрузки в активатор 9 заданного количества компонентов, при этом вал 13 с диском 14 активатора 9 вращается со скоростью не менее 3000 об/мин, что обеспечивает быструю гомогенизацию смеси за счет ее турбулизации, активацию составляющих смеси путем создания активных центров на поверхности частиц и дополнительной диспергации, что позволяет ускорить процесс взаимодействия цемента с водой.The technological line works as follows. In the activator 9, which is supported by the shell 11 on the supports 10, water flows from the tank 4 through the valve 8 (block for dosing water). After a given amount of water, the sensors signal to close valve 8 (shutting down the unit). Then the electric motor 15 is turned on, driving the shaft 13 with the disk 14, and from the sand hopper 1, the hopper with cement 2 and the hopper with fiber optic 3 through the feeders of sand 5, cement 6 and fiber 7, cement, sand and fiber are sequentially loaded into the activator 9 moreover, the load cells 12 provide a signal to stop the corresponding feeders 5, 6 and 7 after loading a predetermined number of components into the activator 9, while the shaft 13 with the disk 14 of the activator 9 rotates at a speed of at least 3000 rpm, which ensures quick homogenization of the mixture in her account turbulization, activation of the constituents of the mixture by creating active centers on the surface of the particles and additional dispersion, which allows to accelerate the process of interaction of cement with water.

Гомогенизированная смесь подается в пенобетоносмеситель 25, куда одновременно от пеногенератора 22 поступает смесь пены и наноматериала, полученная в результате подачи в пеногенератор 22 сжатого воздуха компрессором 23 и смеси раствора пенообразователя и наноматериала насосом 24, вход которого соединен с выходом питателя-дозатора 20 аккумулирующей емкости 19, в которую из ультразвукового смесителя 18 поступает тщательно перемешанная смесь наноматериалов и раствора пенообразователя, который поступает из емкости для раствора пенообразователя 21, а подача наноматериалов в ультразвуковой смеситель 18 производится из питателя-дозатора наноматериалов 17, вход которого соединен с выходом емкости для хранения и подачи наноматериалов 16. В результате получается пенобетон со средней марочной плотностью менее 250 кг/м³ с расходом цемента 150-180 кг/м³, прочностью пенобетона на сжатие на 28-е сутки нормального хранения - 0,8-1,25 МПа.The homogenized mixture is fed into a concrete mixer 25, where at the same time a foam and nanomaterial mixture is received from the foam generator 22, obtained by supplying compressed air to the foam generator 22 by the compressor 23 and a mixture of the foaming agent and nanomaterial solution by the pump 24, the input of which is connected to the output of the metering feeder 20 of the storage tank 19 into which a thoroughly mixed mixture of nanomaterials and a foaming solution is supplied from an ultrasonic mixer 18, which comes from a container for a foaming solution I 21 and feed nanomaterials in an ultrasonic mixer 18 is produced from the powder feeder 17 nanomaterials having an input connected to the output storage container and feeding nanomaterials 16. The result is a foam with an average density branded least 250 kg / m ³ at a rate of 150- cement 180 kg / m ³ , foam concrete compressive strength on the 28th day of normal storage - 0.8-1.25 MPa.

В пенобетоносмесителе 25 получают пенобетонную смесь со стабильной однородной структурой, которую подают для заливки на пост заливки массива 26. После выдержки на посту 27 происходит откидывание бортов формы, и массив, например, с помощью захватов перемещают на пост поперечной и продольной резки 28, где производится сначала поперечная, а затем продольная резка массива для получения изделий заданной формы, после чего изделия подаются на пост твердения изделий 29 и пакетирования готовой продукции, на котором блоки накрываются, например, колпаком для сохранения тепла выделяемого при твердении цемента, что позволяет обойтись без специальных устройств для тепловой обработки изделий, а в холодное время в него подается теплый воздух для окончательного набора прочности изделиями.In the concrete mixer 25, a foam concrete mixture with a stable homogeneous structure is obtained, which is fed for pouring to the filling station of the array 26. After holding at the station 27, the sides of the mold are tilted, and the array, for example, is moved to the cross-section and longitudinal cutting station 28, where it is made first transverse, and then longitudinal cutting of the array to obtain products of a given shape, after which the products are fed to the post of hardening of products 29 and packaging of finished products, on which the blocks are covered, for example, a cap m for storing heat generated during cement curing, which eliminates the need of special devices for the thermal treatment of products, and in cold weather it is served warm air for final curing products.

Технологическая линия производства пенобетонных изделий позволит сократить расход цемента до 10%, получить высокогомогенную стабильную пенобетонную смесь, не зависящую от крупности используемого песка, интенсифицировать набор прочности бетонной смеси на 5-8%, повысить прочность бетона на сжатие одного и того же состава на 12-23%, например, со средней марочной плотностью менее 250 кг/м³.The technological line for the production of foam concrete products will reduce cement consumption by 10%, obtain a highly homogeneous stable foam concrete mixture independent of the size of the sand used, intensify the set strength of concrete mix by 5-8%, increase the compressive strength of concrete of the same composition by 12- 23%, for example, with an average brand density of less than 250 kg / m ³ .

Claims

Технологическая линия для производства пенобетонных изделий, включающая установленные в технологической последовательности и связанные транспортными средствами бункеры и питатели-дозаторы для сухих компонентов - цемента, песка и фиброволокна, емкость с устройством для подачи воды, активатор, емкость с дозатором для раствора пенообразователя, насос, пеногенератор и устройство для подачи сжатого воздуха в пеногенератор, пенобетоносмеситель, пульт управления работой технологической линиии и резательный комплекс для получения пенобетонных изделий, при этом бункеры с питателями-дозаторами для сухих компонентов и устройство для подачи воды сообщены с активатором, емкость с питатель-дозатором для раствора пенообразователя соединена с пеногенератором, а пеногенератор и активатор соединены с пенобетоносмесителем, активатор снабжен тензодатчиками тензовесового терминала, которые связаны с приводами питателей сухих компонентов и устройствами подачи воды и пенообразователя, обеспечивая регулирование их загрузки в активатор с пульта управления работой технологической линии, резательный комплекс содержит посты заливки массива пенобетона, выдержки форм с пенобетоном, поперечной и продольной резки и твердения, отличающаяся тем, что в технологическую линию дополнительно введены ультразвуковой смеситель, аккумулирующая емкость с питателем-дозатором, емкость для хранения и подачи наноматериалов с питателем-дозатором, который соединен с одним входом ультразвукового смесителя, а второй вход ультразвукового смесителя соединен с выходом емкости для раствора пенообразователя, а выход ультразвукового смесителя соединен с аккумулирующей емкостью с питателем-дозатором, который, в свою очередь, соединен с входом насоса, а выход насоса соединен с входом пеногенератора, который, в свою очередь, соединен с пенобетоносмесителем. Technological line for the production of foam concrete products, including hoppers and dispenser feeders for dry components such as cement, sand and fiber, installed in a technological sequence and connected by vehicles, a container with a water supply device, an activator, a container with a dispenser for a foaming solution, a pump, a foam generator and a device for supplying compressed air to a foam generator, a foam mixer, a control panel for the operation of the production line and a cutting complex for producing foam products, while bunkers with feeder-dispensers for dry components and a device for supplying water are communicated with the activator, a container with a feeder-dispenser for the foaming solution is connected to the foam generator, and the foam generator and activator are connected to the foam mixer, the activator is equipped with strain gauges of the weight-bearing terminal, which are connected with drives of feeders of dry components and devices for supplying water and a foaming agent, providing regulation of their loading into the activator from the control panel of the technological lines, the cutting complex contains posts for filling an array of foam concrete, holding molds with foam concrete, transverse and longitudinal cutting and hardening, characterized in that an ultrasonic mixer, an accumulating container with a metering feeder, a container for storing and feeding nanomaterials with a feeder are additionally introduced into the production line a dispenser that is connected to one input of the ultrasonic mixer, and the second input of the ultrasonic mixer is connected to the output of the container for the foaming solution, and the output of the ultrasonic mixture The boiler is connected to the storage tank with a metering feeder, which, in turn, is connected to the pump inlet, and the pump outlet is connected to the foam generator inlet, which, in turn, is connected to the foam mixer.