CZ353191A3 - Lehký granulát pro lehčené betony, způsob jeho přípravy a míchací zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Granulát, například vermikulit o hustotě menší než 1 a zrnitostí vyšší než 1,4 mm, je zpracováván postřikováním povrchu částic směsí obsahující tři přísady, a to povrchově aktivní činidlo, urychlovač tuhnutí a ztekucovací přísadu cementu, které jsou smíšeny s vodou. Pro jeho přípravu se používá míchací zařízení, které zahrnuje středový otočný hřídel (7), procházející pevnou násypkou (1) pro přívod částic, s nímž je pevně spojena otočná perforovaná deska (3). Hřídelem (7) prochází přívodní potrubí (6) pro kapalinu, ukončené rozprašovací tryskou (8).

Description

Vynález, se týká lehkých umělých nebo přírodnícl·; granulátů, zejména pro zvýšené vylehčení betonu při výrobě nenosných lehčených betonů. Rovněž se týká způsobu přípravy těchto obalovaných granulátů a míchacího zařízení k provádění tohoto způsobu.

Došavadní stav techniky

Při výrobě lehčených betonů se používají lehké granuláty jako například břidlice a expandované hlíny, pemza, pucolán, perlit, vermikalit, expandovaný polystyrén, dřevěné piliny a korek.

Z těchto granulátů, o hustotě menší než 1, je nejprve vytříděna jemná frakce, například s menším průměrem než 1,4 mm, aby se zabránilo adsorpci nadměrně velkého množství přísad, což by bylo na újmu požadovaným vlastnostem materiálu.

Uvedené granuláty jsou v základě charakterizovány velkou porézností vůči tradičnímu těžkému kamenivu. Na poréznosti velmi záleží, nebol může způsobovat nežádoucí vlastnosti při výrobě lehkého betonu, který má být hutný a mechanicky pevný a odolný, vysoká poréznost umožňuje, že lehké kamenivo 3Ílně pohlcuje vedu, která je potřebná ve velkém množství pro správnou hydrataci cementu a pro dosažení dobré zpracovatelnosti betonu.

Foužití značného množství záměsové vody přináší řadu dalších nevýhod, jako je zhoršení mechanických vlastností, prodloužení doby tuhnutí betonu, průměrnou zpracovatelnost betonu a riziko vyplavování cementu.

Podstata vynálezu

Předložený vynález umožňuje získávání lehkých granulátů, sloužících k výraznému vylehčení nenosnýeh betonů. Jejich dávky na krychlový metr betonu jsou sníženy, což dovoluje zvýšit množství použitého cementu, aniž by se měnila hustota zatvrdlého betonu a dále se zlepšuje zpracovatelnost čerstvého betonu pro nižší hodnoty vodního součinitele, to je poměru hmotností záměsové vody a cementu. Tohoto výsledku je dosaženo synergickým působením řady přísad, adsorbovaných na povrchu granulátů. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že povrch granulátu je obalen směsí přísad, obsahující povrchově aktivní činidlo, urychlovač tuhnutí cementu a ztekucovací přísadu.

Podle jednoho způsobu provedení tohoto vynálezu je povrchově aktivní činidlo s výhodou tvořeno povrchově aktivní aniontovou syntetickou látkou. Může sestávat nejméně z jednoho z následujících Činidel :

- abietanu sodného,

- solí etanolaminu, trietanolaminu,

- sulfonanů mastných alkoholů,

- alkylarylsulfonanů, .- sodných mýdel polyhydroxykarboxylických kyselin,

- alkalických mýdel přírodních mastných kyselin s uhlíkatým řetězcem od P° θΐ8>

povrchově aktivních proteinových derivátů na bázi zvířecí krve.

Toto povrchově aktivní činidlo vyvolává při míchání betonu uvolňování vzduchu a přispívá jednak k vylehčení betonu a ke zlepšení jeho hutnosti tím, že pohlcené jemné bublinky vzduchu se chovají jako jemný písek vyplňující mezery a jednak značně zlepšuje zpracovatelnost betonu do té míry, že může být ukládán pomocí čerpání. Množství tohoto vzduchu může být regulováno současně 3 množstvím záměsové vody a určováno dobou míchání, zvláště v závislosti na rychlosti míchání.

I'cdle dalšího provedení tohoto vynálezu je urychlovač tuhnutí cementu tvořen 3 výhodou dusičnanem a/nebo chloridem sodným. Může rovněž sestávat alespoň z jedné z následujících sloučenin :

chloridu sodného,

- sody, potaše, solí na alkalické bázi: uhličitanů, křemičitanů, fluorokřemičitanů, hlinitanů, boritanů, dusičnanu vápenatého, kyseliny štavelové.

Použity mohou být i veškeré další urychlovače tuhnutí cementu, které jsou schopny zlepšit mechanické vlastnosti v počáteční fázi procesu.

Podle ještě dalšího provedení tohoto vynálezu je ztekucovací přísada k cementu s výhodou tvořena sulfonanem polynaftalénu se 40% sušiny nebo kterýmkoli jiným známým činidlem 3 vyšší molekulovou hmotností, vhodným pro tuto aplikaci, například :

- lignosulfonanera sodným a lignosulfonanem vápenatým,

- melaminformaldehydovou pryskyřicí,

- abietanem sodným a abietanem draselným,

- pryskyřičnými mýdly.

Hlavní funkcí této přísady je zlepšit plasticitu a mecha nické vlastnosti betonu při současném snížení množství zámě sové vody.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob přípravy granulátů, jejichž povrch je opatřen pomocí adsorpce 3měsí již dříve popisovaných specifických přísad, podle něhož se v míchacím zařízení zpracovávají granuláty za přítomnosti této směsi přísad a vody.

Při provádění způsobu podle tohoto vynálezu se použije oro zpracování 1000 objemových jednotek granulátu směsi ze tří přísad, povrchově aktivního činidla, ztekucovacího činidla a urychlovače tuhnutí v poměru 1000/1000/4000 objeme-4-vých jednotek.

Předmětem vynálezu je rovněž míchací zařízení oro využití tohoto zoůsobu, které obsahuje středový otočný hřídel, procházející pevnou násypkou pro přívod částic, nesoucí otočnou perforovanou desku. Hřídelem prochází přívodní potrubí pro kapalinu, ukončené rozprašovací tryskou, vyústěné do rozprašovací komory.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresu, na kterém je vyobrazen příklad míchacího zařízení podle tohoto vynálezu.

Příklad provedení vynálezu

Další podrobnosti vynálezu budou podrobněji objasněny v následujícím popisu a příkladech jeho využití, které jsou zde uvedeny pouze pro větší názornost, aniž by omezovaly rozsah vynálezu.

Míchací zařízení, znázorněné na připojeném obrázku, obsahuje ve své horní části kuželovitý dávkovač nebo násypku JL, kterou prochází otočný hřídel v jehož ose je umístěno potrubí 6 pro přívod kapaliny. K otočnému hřídeli £ je připevněna perforovaná deska J,. Vnější stěna násypky 1 je opatřena žebry 2.

Spodní konec potrubí £ je opatřen rozprašovací tryskou 8. umístěnou uvnitř rozprašovací komory 2· Mezi perforovanou deskou a rozprašovací komorou £ je uspořádána nálevka £, která zužuje průměr toku vycházejícího z otvorů desky a převádí ho na rozměr rozprašovací komory 2· Rotující komora 12. jejíž stěna je opatřena bočními lopatkami 13. je poháněna motorem.

Příklad 1.

Příprava granulátu podle tohoto vynálezu.

Použije se vermikulit s následujícími vlastnostmi :

- sypná objemová hmota ... přibližně 60 kg/nP

- zrnitost ... 6 až 1,4 mm _5~

rozptýlí na otočnou desku 2· Tato deska 2 js perforovaná, čímž se zlepšuje již započatý turbulentní pohyb zrn granulátu. Tok je pak odváděn pevnou nálevkou 4, směrem ke vstupu do rozprašovací komory 2·

Směs kapalných přísad a vody je dopravována pod tlakem «· potrubím 2 ^a rozprašována tryskou 8 do středu proudu vířících zrn vermikulitu. Vířivý pohyb, udělený částicím, obzvláště podporuje jejich dobrý kontakt s rozprášenou kapalinou.

Vermikulit, povrchově zpracovaný, je pak zachycován v rotující komoře 12 a usměrňován k výstupnímu otvoru 15 pomocí lišty 16.

Tři přísady byly rozprášeny na 1000 litrů vermikulitu v následujících poměrech :

povrchově aktivní aniontové činidlo při 30% sušiny .....

................................... 1000 1 ztekucovací činidlo /naftalénsulfonan/ při 40% sušiny ... ................................... 1000 1

- urychlovač tuhnutí /dusičnan sodný / chlorid sodný, 50/

50% hmotnosti/ ................... 4000 g voda ............................ 34000 g

Příklady 2 až 4.

Vermikulit takto obalený je použit pro přípravu betonu majícího dále uvedené vlastnosti.

Příklad 2 uvádí zkušební vzorek, kdy vermikulit nebyl pře dem zpracován způsobem podle tohoto vynálezu.

Příklad 2

Příklad 3

Příklad 4

Složení na m ukládaného betonu

Vermikulit neupraven 1350 1

Vermikulit upraven 10C0 1

Vermikulit upraven 1000 1

-6 Cement CP 545 260 kg záměsová voda 370 kg

Poměr voda/cement 1,423 hustota vlhké betonové směsi 450 kg/m^J zpracovatelnost betonu zavlhlá betonová směs vzhled betonu porézní pevnost v tlaku po 7 dnech při

20°C a 50% relativní vlhkosti 0,4 MPa

Cement 545 Cement 545

300 kg	200 kg
záměsová	voda záměsová voda
240 kg	220 kg
0,800	1,1

450 kg/m^ 320 kg/m^ tekutý beton tekutý beton hutný hutný

MPa 0,4 MPa

Jak vyplývá z tabulky, jsou lehké betony s upravenými granuláty lepší než s vermikulitem neupraveným. Při ekvivalentní hustotě je množství záměsové vody nižší a reologic ké charakteristiky čerstvého betonu a rovněž užitné vlastnosti zatvrdlého betonu jsou jasně lepší.

Předložený vynález není omezen popsanými a znázorněnými příklady konkrétního provedení, ale vztahuje se i na četné další varianty, dosažitelné pro odborníka, aniž by se odchylovaly od základního principu vynálezu.

Průmyslová využitelnost vynálezu

Lehké granuláty, způsob jejich přípravy a míchací zařízení k provádění tohoto způsobu je možno využít pro výrobu neno3ných lehčených betonů.

Claims (1)

1. 7 É NÁROKY

   3.

   4.

   Lehký granulát pro lehčené betony, vyznačující s-e t í m, že jeho hustota je nižší než 1 a zrnitost vyšší než 1,4 mm a že jeho povrch je opatřen obalující vrstvou, tvořenou smě3Í povrchově aktivního Činidla, urychlovače tuhnutí cementu a ztekucovací přísady cementu, přičemž přísada urychlovače tuhnutí cementu je tvořena dusičnanem a / nebo chloridem sodným.

   Lehký granulát podle boču 1, vyznačující se tím, že je tvořen jedním z materiálů ze skupiny obsahující břidlice a expandované hlíny, pemzu, pucolán, perlit a vermikulit, expandovaný polystyrén, dřevěné piliny a korek.

   Lehký granulát podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se t í m, Že je tvořen vermikulitem.

   Lehký granulát podle bodu 1 až 3> vyznačující se t í m, že povrchově aktivní činidlo je tvořeno povrchově aktivní aniontovou syntetickou látkou.

   Lehký granulát podle bodu 1 až 4, vyznačující se t í m, že ztekucovací přísada cementu je tvořena sulfonanem polynaftalénu se 40% sušiny a vysokou molekulovou hmotností.

   Lehký granulát podle bodu 1 až 5» vyznačující se t í m, že je použit pro výrobu lehčeného nenosného betonu, určeného prc ukládání čerpáním.

   Způsob přípravy lehkého granulátu podle některého z bodú 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í si, že se v míchacím zařízení na granulát rozprašuje směs uvedených přísad s vodou.

   Způsob podle bodu 7» vyznačující se tím, že pro zpracování 1CC0 objemových jednotek granulátu se použije směsi tří přísad, obsahující povrchově aktivní činidlo/ztekucovací přísadu/urychlovsč tuhnutí v poměru 10OC/1OCC/4COO.

   8.

   8.

   ί f ze •7, procházejícího pevnou násypkou /1/ pro přívod částic, kde otočným hřídelem /7/, který nese otočnou perforovanou desku /3/, prochází přívodní potrubí /6/ kapaliny, ukončené rozprašovací tryskou /8/, která je vyústěna do rozprašovací komory /5/.

   10. Míchací zařízení podle bodu 9, vyznačující se t í m, že pod rotační perforovanou deskou /3/ je uspořádána nálevka /4/, jejíž vstupní výše situovaný otvor má průměr, kterému odpovídá průměr perforované desky /3/, a jejíž výstupní níže situovaný otvor je umístěn právě nad rozprašovací komorou /5/, přičemž jeho průměr odpovídá průměru této komory /5/· řečového otočného hřídele nige