RU2750535C1 - Method for producing cellular concrete products - Google Patents

Abstract

FIELD: building materials.SUBSTANCE: invention relates to building materials, in particular to methods of manufacturing aerated concrete products. The method includes preparing a mixture, placing it in a mold and evacuating, during which vibration is carried out, until the formed structure is fixed, which is determined by stopping the increase in the volume of the mixture. At the same time, the temperature of the water for preparing the mixture is 58-60°С, vibration vacuuming is carried out at a mixture temperature of 40-42°С at the time of pouring it into a mold heated to a temperature of 54-56°С.EFFECT: improvement of physical and mechanical characteristics, reduction of shrinkage deformations.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к способам изготовления ячеистобетонных изделий. The invention relates to building materials, and in particular to methods of manufacturing aerated concrete products.

Известен способ изготовления ячеистых гипсобетонных изделий [Авторское свидетельство СССР №1357400, кл. С04В 40/00, 1986], включающий приготовление теста, укладку его в форму, вибрацию и воздействие вакуума на смесь в пределах 0,092-0,096 МПа в течение 80-90 с, а затем выдержку в вакууме до фиксации полученной структуры. A known method of manufacturing cellular gypsum concrete products [USSR author's certificate No. 1357400, class. С04В 40/00, 1986], including the preparation of the dough, placing it in a mold, vibration and the effect of vacuum on the mixture in the range of 0.092-0.096 MPa for 80-90 s, and then holding in vacuum until the resulting structure is fixed.

Недостаток известного способа изготовления ячеистых гипсобетонных изделий заключается в низких физико-механических характеристиках и неравномерной пористой структуре материала из-за длительной вакуумной обработки и использовании для фиксации образовавшейся ячеистой структуры быстротвердеющего вяжущего. The disadvantage of the known method for the manufacture of cellular gypsum concrete products is low physical and mechanical characteristics and uneven porous structure of the material due to prolonged vacuum treatment and the use of a fast-hardening binder to fix the formed cellular structure.

Наиболее близкими к заявленному техническому решению принятому за прототип, является способ изготовления ячеистобетонных изделий [Патент РФ №2035295, кл. В28В 1/50, 1995], включающий приготовление смеси, укладку ее в форму и вакуумирование до момента фиксации образовавшейся структуры, определяемой по прекращению увеличения объема смеси, при этом вакуумирование, во время которого осуществляется вибрирование, ведется при температуре смеси 60-90°С. Недостатками данного способа являются низкие физико-механические характеристики и неравномерная пористая структура. Кроме того, этот наиболее близкий к заявленному изобретению способ изготовления ячеистых бетонных изделий недостаточно эффективен, т.к. для получения ячеистых изделий расходуется большое количество электроэнергии для прогрева смеси до температуры 60-90°С. Closest to the claimed technical solution adopted as a prototype is a method of manufacturing aerated concrete products [RF Patent No. 2035295, class. В28В 1/50, 1995], including the preparation of the mixture, laying it in a mold and evacuation until the formed structure is fixed, determined by the cessation of the increase in the volume of the mixture, while the evacuation, during which vibration is carried out, is carried out at a mixture temperature of 60-90 ° С ... The disadvantages of this method are low physical and mechanical characteristics and uneven porous structure. In addition, this method of making cellular concrete products, which is closest to the claimed invention, is not effective enough, since to obtain cellular products, a large amount of electricity is consumed to warm up the mixture to a temperature of 60-90 ° C.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: приготовление смеси, укладка ее в форму и вакуумирование, во время которого осуществляется вибрирование, до момента фиксации образовавшейся структуры, определяемой по прекращению увеличения объема смеси. The following set of prototype features coincides with the essential features of the invention: preparation of the mixture, placing it in a mold and evacuation, during which vibration is carried out, until the formed structure is fixed, determined by stopping the increase in the volume of the mixture.

Изобретение направленно на создание ячеистобетонных изделий с высокими физико-механическими характеристиками, меньшими усадочными деформациями и равномерной пористой структурой, при изготовлении которых расходуется минимальное количество энергоресурсов. The invention is aimed at creating aerated concrete products with high physical and mechanical characteristics, lower shrinkage deformations and a uniform porous structure, in the manufacture of which a minimum amount of energy is consumed.

Это достигается тем, что способ изготовления ячеистобетонных изделий включает приготовление смеси, укладку ее в форму и вакуумирование, во время которого осуществляется вибрирование, до момента фиксации образовавшейся структуры, определяемой по прекращению увеличения объема смеси. При этом температура воды для приготовления смеси составляет 58-60°С, вакуумирование ведется при температуре смеси 40-42°С в момент заливки ее в форму, нагретую до температуры 54-56°С. This is achieved by the fact that the method for manufacturing aerated concrete products includes preparing a mixture, placing it in a mold and evacuating, during which vibration is carried out, until the formed structure is fixed, which is determined by stopping the increase in the volume of the mixture. In this case, the temperature of the water for preparing the mixture is 58-60 ° C, the evacuation is carried out at a temperature of the mixture 40-42 ° C at the time of pouring it into a mold heated to a temperature of 54-56 ° C.

Проведенный анализ известных способов изготовления ячеистобетонных изделий, при котором температура воды для приготовления смеси составляет 58-60°С, вибровакуумирование проводится при температуре смеси 40-42°С в момент заливки ее в форму, нагретую до температуры 54-56°С, позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого способа критерию «новизна».The analysis of known methods for the manufacture of aerated concrete products, in which the temperature of the water for preparing the mixture is 58-60 ° C, vibration vacuuming is carried out at a temperature of the mixture of 40-42 ° C at the time of pouring it into a mold heated to a temperature of 54-56 ° C, allows you to make conclusion on the compliance of the proposed method with the criterion of "novelty".

Сравнение заявляемых решений не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не подтвердило наличие в последних признаков, совпадающих с их отличительными признаками, или признаков, влияющих на достижение указанного технического результата. Это позволило сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solutions not only with the prototype, but also with other known technical solutions in this field of technology did not confirm the presence in the latter of features that coincide with their distinctive features, or features that affect the achievement of the specified technical result. This made it possible to conclude that the invention meets the “inventive step” criterion.

Характеристика используемых компонентов:Characteristics of the components used:

1. Портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Н, производимый в ОАО «Белгородский цементный завод», нормальная густота – 24,5%, сроки схватывания: начало 2-25 час-мин, конец 4-00 час-мин, прочность при сжатии 53 МПа;1. Portland cement grade CEM I 42.5N, produced at JSC "Belgorod Cement Plant", normal density - 24.5%, setting time: beginning 2-25 hr-min, end 4-00 hr-min, compressive strength 53 MPa;

2. Песок кварцевый немолотый Белгородского карьера, плотность 2460 кг/м^3, модуль крупности 1,1-1,6, насыпная плотность 1360 кг/м³; 2. Unmilled quartz sand of the Belgorod quarry, density 2460 kg / m ^3, size modulus 1.1-1.6, bulk density 1360 kg / m ³ ;

3. Водопроводная вода. 3. Tap water.

Приготовленная смесь оптимального состава укладывалась в форму размером 10×10×10 см на 60% объема формы. При проведении испытаний использовались разогретые сырьевые материалы, чаша и формы. Форма со смесью помещалась в лабораторную вибровакуумную установку, включающую вибростол, вакуумкамеру, вакуумнасос и вакуумметр. The prepared mixture of the optimal composition was placed in a 10 × 10 × 10 cm mold for 60% of the mold volume. The tests used heated raw materials, bowl and molds. The mold with the mixture was placed in a laboratory vibro-vacuum installation, including a vibrating table, a vacuum chamber, a vacuum pump, and a vacuum gauge.

После кратковременного вибрирования смеси в течение 10-15 с и приобретения ее вязко-пластичного состояния при нулевом вакууме в вакуумкамере постепенно создавалось требуемое разряжение с помощью вакуумнасоса до момента прекращения увеличения объема смеси. После фиксации объема смеси в форме вакуум снимали, определяли плотность и прочность на сжатие приготовления смеси. Температура воды затворения, смеси, формы, прочность смеси и средняя плотность образцов представлены в таблице 1. After a short vibration of the mixture for 10-15 s and the acquisition of its viscous-plastic state at zero vacuum, the required vacuum was gradually created in the vacuum chamber using a vacuum pump until the increase in the volume of the mixture stopped. After fixing the volume of the mixture in the mold, the vacuum was removed, and the density and compressive strength of the mixture preparation were determined. Mixing water temperature, mixture, shape, mixture strength and average density of samples are presented in Table 1.

Таблица 1Table 1

Физико- механические свойства ячеистобетонных изделийPhysical and mechanical properties of cellular concrete products

ПримерExample Температура воды затворения, °СMixing water temperature, ° С Температура смеси, °СMix temperature, ° С Температура формы,°СMold temperature, ° С Средняя плотность ρ_с, кг/м³ Average density ρ _s, kg / m ³ Прочность на сжатие, МПаCompressive strength, MPa ПрототипPrototype 7575 7575 7575 890890 1,4891.489 ПредлагаемыйThe proposed 1one 50fifty 3434 5454 600600 1,71.7 22 5555 3737 5454 550550 1,61.6 33 5858 4040 5454 430430 1,951.95 4four 6060 4242 5656 455455 2,04 2.04 5five 6060 4242 5858 440440 1,651.65 66 7070 4545 5454 450450 1,51.5

Согласно данным таблицы 1, при вибровакуумном способе изготовления образцов температура воды затворения 58-60°С, температура смеси 40-42°С в момент заливки ее в форму, нагретую до 54-56°С является оптимальной, позволяющей получать ячеистобетонные изделия с наилучшими физико-механическими характеристиками и равномерной пористой структурой. При повышении температуры процессы гидратации цемента и накопления первичных тонкодисперсных продуктов гидратации, являющиеся причиной увеличения значений реологических свойств газобетонной смеси, протекают более интенсивно. Однако при параметрах способа меньше нижнего граничного значения (пример 1, 2) вспучивание происходит медленнее, чем схватывание, поэтому пузырьки газа локализуются, образуя неоднородный материал с нарушенной структурой. В связи с этим получался газобетон с повышенной средней плотностью и пониженной прочностью. According to the data in Table 1, with the vibro-vacuum method for making samples, the mixing water temperature is 58-60 ° C, the temperature of the mixture is 40-42 ° C at the time of pouring it into a mold heated to 54-56 ° C, is optimal, allowing you to obtain aerated concrete products with the best physical properties. -mechanical characteristics and uniform porous structure. With an increase in temperature, the processes of cement hydration and the accumulation of primary finely dispersed hydration products, which are the reason for an increase in the values of the rheological properties of the aerated concrete mixture, proceed more intensively. However, when the parameters of the method are less than the lower limit value (example 1, 2), swelling occurs more slowly than setting, therefore, gas bubbles are localized, forming an inhomogeneous material with a broken structure. In this regard, aerated concrete was obtained with an increased average density and reduced strength.

Дальнейшее повышение температуры смеси и формы (пример 3, 4) позволяло ускорить процесс вспучивания смеси, за счет чего плотность материала уменьшается и возрастает пластическая прочность. A further increase in the temperature of the mixture and the mold (examples 3, 4) made it possible to accelerate the process of swelling of the mixture, due to which the density of the material decreases and the plastic strength increases.

При параметрах способа больше граничного значения (пример 5, 6) прочность на сжатие ячеистого бетона уменьшается. Это объясняется тем, что с повышением температуры вяжущее гидратируется и связывается очень быстро, а газ, улетучиваясь, начинает частично разрушать уже сформированную и начинающую твердеть макроструктуру ячеистого бетона, за счет чего происходит усадка формовочной смеси. Кроме того, макроструктура нарушается и парами, создающимися при высокой температуре формовочной смеси. Микротрещины и сообщающиеся поры уменьшают прочность ячеистого бетона.When the parameters of the method are greater than the boundary value (example 5, 6), the compressive strength of aerated concrete decreases. This is due to the fact that as the temperature rises, the binder hydrates and binds very quickly, and the gas, volatilizing, begins to partially destroy the already formed and starting to harden the macrostructure of aerated concrete, due to which the molding mixture shrinks. In addition, the macrostructure is also disturbed by the vapors generated at the high temperature of the molding sand. Microcracks and interconnected pores reduce the strength of aerated concrete.

За счет того, что температура воды для приготовления смеси составляет 58-60°С, вакуумирование смеси производят при температуре 40-42°С в момент заливки ее в форму, нагретую до температуры 54-56°С, получается ячеистобетонное изделие с наилучшими физико-механическими характеристиками и равномерной пористой структурой, расходуя при этом минимальное количество энергозатрат.Due to the fact that the temperature of the water for preparing the mixture is 58-60 ° C, the mixture is evacuated at a temperature of 40-42 ° C at the time of pouring it into a mold heated to a temperature of 54-56 ° C, a cellular concrete product is obtained with the best physical mechanical characteristics and uniform porous structure, while consuming a minimum amount of energy consumption.

Claims (1)

Способ изготовления ячеистобетонных изделий, включающий приготовление смеси, укладку ее в форму и вакуумирование, во время которого осуществляется вибрирование, до момента фиксации образовавшейся структуры, определяемой по прекращению увеличения объема смеси, отличающийся тем, что температура воды для приготовления смеси составляет 58-60°С, вибровакуумирование ведется при температуре смеси 40-42°С в момент заливки ее в форму, нагретую до температуры 54-56°С.A method for the manufacture of aerated concrete products, including the preparation of a mixture, placing it in a mold and evacuation, during which vibration is carried out, until the formed structure is fixed, determined by the cessation of an increase in the volume of the mixture, characterized in that the temperature of the water for preparing the mixture is 58-60 ° C , vibration vacuuming is carried out at a mixture temperature of 40-42 ° C at the time of pouring it into a mold heated to a temperature of 54-56 ° C.