PL248447B1 - Sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego, charakteryzujący się tym, że masę mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości stanowi: cement CEM II A-M (S-LL) 52,5N, CEM II A-S 42,5 R, pył krzemionkowy, popiół lotny krzemionkowy, włókna rozproszone bazaltowo-polimerowe, piasek, certyd, żwir, domieszka PCE upłynniająco-stabilizującą i wodę, które wprowadza do mieszalnika w następującej kolejności: kruszywo piasek, żwir, certyd wraz z zbrojeniem rozproszonym oraz porcja wody pomniejszona o wodę znajdującą się w kruszywie, która ulega wymieszaniu, następnie wprowadza spoiwo CEM II A-M 52,5N, CEM II A-S 42,5R, pył krzemionkowy i popiół lotny, po wstępnym wymieszaniu, wprowadza domieszkę kompleksową i pozostałą część wody i miesza  podczas którego następuje pełna homogenizacja składników oraz stabilizacja do współczynnika W/C (0,51), do uzyskania konsystencji klasa F6 z utrzymaniem konsystencji, którą wlewa do wcześniej przygotowanych form, przy czym mieszanka podawana jest przy pomocy rękawa gumowego przyczepionego do wózka transportowego skąd pod wpływem grawitacji spływa do formy, przy czym nadmiar powietrza oraz zagęszczanie świeżej mieszanki w formie prowadzi się na skonfigurowanych stołach produkcyjnych, z pojedynczą wibracją, po czym poddaje procesowi dojrzewania poprzez naparzanie w zamkniętej komorze, podczas którego dodatkowo wprowadza CO₂ powstający ze spalania paliwa stosowanego do podgrzewania powietrza w komorze.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego przeznaczonych do wznoszenia wszelkiego typu obiektów kubaturowych jedno- i wielokondygnacyjnych dla budownictwa mieszkaniowego, usługowego oraz przemysłowego.

Znana jest z opisu zgłoszonego wynalazku P.421186 technologia wytwarzania wysokojakościowych elementów modułowych dla budownictwa szkieletowego, która polega na wieloetapowym procesie wytwórczym, pozwalającym na stworzenie z elementów składowych gotowego prefabrykatu, w postaci modułowego elementu konstrukcyjnego. W proponowanej linii technologicznej systemy informatyczne zaprogramują całą linię produkcyjną, zestawiając wszystkie składniki i parametry w sposób umożliwiający nowe, niespotykane wcześniej ułożenie części składowych modułu. Po dokonaniu programowania w ciągu zestawionej linii technologicznej elementy składowe przejdą proces zautomatyzowanego dostosowania, montażu, a następnie finalnego przygotowania technicznego i elektrycznego, prowadząc do powstania, po opuszczeniu ciągu technologicznego, gotowego elementu modułowego w postaci prefabrykatu konstrukcyjnego. Wszystkie maszyny tworzą w komplecie linię technologiczną, umożliwiającą wytworzenie całych ścian montowanych potem na budowie na przygotowanej płycie fundamentowej. Po dokonaniu parametryzacji za pomocą oprogramowania z centrum ciesielskiego powstają dostosowane do wymogów konstrukcyjnych belki, używane na stołach montażowych własnej konstrukcji. Po ułożeniu i skręceniu belek ze sobą na stole nabija się płyty OSB. Następnie suwnica przenosi ścianę i układa ją płytą OSB do dołu na stole rolkowym. Uzyskana dzięki procesowi struktura modułu, pozwalająca na niemal idealne dopasowanie jego elementów dzięki nowatorskiemu wykorzystaniu mierników laserowych i ich sprzężenia z systemem informatycznym, pozwoli na wprowadzenie do wewnątrz ścian materiału izolacyjnego w postaci aerozolu, który dotąd nie był wykorzystywany w budownictwie modułowym. Jest to materiał zastępujący dotychczas wykorzystywaną wełnę mineralną, o znacznie lepszych właściwościach. Całość pozwoli na uzyskanie innowacyjnego produktu, o pozycji konkurencyjnej na rynku.

Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP1482101 element konstrukcyjny ściany, sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego ściany i środek łączący dla elementu konstrukcyjnego ściany. Sposób wytwarzania elementu konstrukcyjnego ściany charakteryzuje się tym, że wytwarzana jest pierwsza warstwa betonu, a na niecałkowicie jeszcze związaną pierwszą warstwę betonu nakładana jest warstwa izolacji, przy czym elementy łączące i/lub środki łączące wkładane są poprzez warstwę izolacji w pierwszą warstwę betonu tak, że elementy łączące lub środki łączące z jednej strony rozciągają się w pierwszej warstwie betonu, a z drugiej strony wystają na stronie warstwy izolacji, odwróconej do pierwszej warstwy betonu, i ewentualnie pierwsza warstwa betonu jest zagęszczana oraz wytwarzana jest druga warstwa betonu, w której środki łączące umieszczane są tak, że środki łączące rozciągają się zarówno w drugiej warstwie betonu, jak również wystają z drugiej warstwy betonu oraz korzystnie za pomocą stołu obrotowego co najmniej w znacznym stopniu związana pierwsza warstwa betonu wraz z warstwą izolacji, elementami łączącymi i/lub środkami łączącymi zbliżana jest do drugiej warstwy betonu tak, że elementy łączące rozciągają się w drugiej warstwie betonu.

Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP2642042 element ściany prefabrykowanej izolującej termicznie do zastosowania w ścianach betonowych pionowych i proces wytwarzania. Proces wytwarzania elementu ściany prefabrykowanej izolacyjnej termicznie do zastosowania w ścianach betonowych pionowych obejmuje: odlewanie poziome w formie prefabrykacji pierwszej warstwy betonu o grubości 100 do 600 mm, na którą nakłada warstwę tkaniny izolacyjnej włóknistej na bazie poliamidu z żywicą fenolową o grubości 3 mm, zaś rdzeń tkaniny o grubości co najmniej 1 mm pozostaje wolny od betonu.

Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP1783293 zbrojony element izolacyjny dla termoizolacyjnej ściany prefabrykowanej i ściana prefabrykowana, jak również sposób jej wytwarzania. Sposób wytwarzania izolacyjnej ściany prefabrykowanej z betonu ze zbrojonym elementem izolacyjnym, znamienny jest następującymi etapami: - wytwarzanie elementu izolacyjnego z płytą izolacyjną i umieszczonym na niej zbrojeniem; - przygotowywanie przestrzeni zalewowej oszalowanej bocznie dla elementu izolacyjnego; - umieszczanie elementu izolacyjnego w przestrzeni zalewowej i unieruchamianie w przestrzeni zalewowej; - wypełnianie pustej przestrzeni utworzonej pomiędzy elementem izolacyjnym i oszalowaniem betonem przygotowywanym na miejscu.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego, polegający na przygotowaniu mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości, wprowadzeniu jej do form kształtowych i poddaniu zagęszczeniu masy betonowej oraz poddaniu jej procesowi dojrzewania, charakteryzujący się tym, że masę mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości w ilości na 1 m³ stanowi: cement CEM II A-M (S-LL) 52,5N w ilości 260 kg, CEM II A-S 42,5 R w ilości 100 kg, pył krzemionkowy w ilości 22 kg, popiół lotny krzemionkowy w ilości 80 kg, włókna rozproszone bazaltowo-polimerowe w ilości 2 kg, piasek średni 0-2 mm w ilości 485 kg, certyd 4-8 mm w ilości 159 kg, certyd 8-16 mm w ilości 373 kg, żwir frakcji 2-8 mm w ilości 115 kg, domieszka PCE upłynniająco-stabilizująca w ilości 5,0 kg i woda w ilości 195 kg (do stanu suchego kruszywa), które wprowadza się do mieszalnika w następującej kolejności: kruszywo piasek, żwir, certyd wraz ze zbrojeniem rozproszonym oraz porcja wody pomniejszona o wodę znajdującą się w kruszywie, która ulega wymieszaniu w czasie 30 s. Następnie wprowadza się spoiwo CEM II A-M 52,5N, CEM II A-S 42,5R, pył krzemionkowy i popiół lotny, po wstępnym wymieszaniu w czasie 15 s, wprowadza się domieszkę kompleksową i pozostałą część wody i miesza w czasie 95 s, podczas którego następuje pełna homogenizacja składników oraz stabilizacja do współczynnika W/C (0,51). Proces mieszania prowadzi się z prędkością obrotową rotatora mieszalnika 10 obr./min. i gwiazdy mieszającej 40 obr./min, zaś w pełnym cyklu mieszania składników w czasie 140 s, do uzyskania konsystencji klasa F6 o średnicy rozpływu 630 do 690 [mm] metodą stolika rozpływowego wg PN-EN 12350-5 z utrzymaniem konsystencji w czasie 30 min o dopuszczalnej utracie konsystencji w klasie F5 560 do 620 mm, którą wlewa się do wcześniej przygotowanych form. Mieszanka podawana jest przy pomocy rękawa gumowego przyczepionego do wózka transportowego skąd pod wpływem grawitacji spływa do formy, zaś proces zabudowy odbywa się w temperaturze 5 do 25°C.

Nadmiar powietrza oraz zagęszczanie świeżej mieszanki w formie prowadzi się na skonfigurowanych stołach produkcyjnych, z pojedynczą wibracją o sile wymuszającej 550 kg i mocy 0,5 KW w czasie 1 min, po czym mieszankę betonową poddaje się procesowi dojrzewania poprzez naparzanie w zamkniętej komorze o temperaturze 40 do 45°C i wilgotności powietrza 80 do 85%, podczas którego dodatkowo wprowadza się CO2 powstający ze spalania paliwa stosowanego do podgrzewania powietrza w komorze.

Wynalazek pozwala na wyprodukowanie lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego, polegający na przygotowaniu mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości w klasie D1.8 i wytrzymałości betonu lekkiego na ściskanie LC 35/38 wg PN-EN 206, PN-B-06265, klasie mrozoodporności betonu F100, ocena wg PN-B-06265, przyczepności według badania metodą pull-off - pomiar wytrzymałości betonu i warstw wykończeniowych na odrywanie wg PN-EN 1542, PN-EN 12636, średnia wartość na odrywanie 0,5-1,0 MPa, gęstości stwardniałego kompozytu betonu lekkiego: < 1800 kg/m³ (± 50 kg/m³ tolerancja wynikająca ze zmiennej gęstości kruszywa lekkiego), klasa gęstości D1.8 zgodnie z PN-EN 206, współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/m^K]: 0,32 oraz niepalności, reakcja na ogień: klasyfikacja ogniowa Euroklasa A1 (wartość tabelaryczna zdefiniowana na podstawie zastosowania materiałów niepalnych).

Dodatkową cechą wykorzystania mieszanki kompozytowej betonu lekkiego zmodyfikowanego strukturalnie jest redukcja masy własnej elementu prefabrykowanego o około 15 do 20% (w stosunku do prefabrykatów wykonanych z betonów zwykłych) co jednocześnie przekłada się na niższe wskaźniki zbrojenia w zależności od rodzaju i przeznaczenia elementu. Utrzymanie urabialności/konsystencji płynności mieszanki mierzonej metodą rozpływu min. F5 do F6, ocena zgodnie z normą PN-EN 12350-5, dzięki zastosowaniu domieszki finalnej stanowi mieszaninę polikarboksyeterów, kopolimerów wielocząsteczkowych, biocydu i układu odpieniającego o odpowiednim stopniu lepkości (co zapobiega segregacji) oraz płynności mieszanki. Wynalazek pozwala na uzyskanie jednorodności mieszanki na rozkładzie kruszyw równomiernie na całym przekroju betonu.

Sposób według wynalazku pozwala na wyprodukowanie prefabrykatów wielkowymiarowych w postaci gotowych ścian o wysokiej jakości i podwyższonych parametrach użytkowych, przeznaczonych do wznoszenia wszelkiego typu obiektów kubaturowych jedno- i wielokondygnacyjnych, poprzez zastosowanie nowatorskiej mieszanki betonowej zmodyfikowanej strukturalnie o niskiej gęstości, zwiększając jednocześnie dotychczasowe możliwości produkcyjne oraz poszerzając aktualną ofertę o nową grupę produktów tj. jedno- i wielowarstwowe ściany prefabrykowane zastosowane do wznoszenia obiektów powtarzalnych i kontraktowych (wg indywidualnego projektu) dla budownictwa mieszkaniowego, usługowego oraz przemysłowego.

Przykład wykonania I

W przykładzie wykonania sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego, polegający na przygotowaniu mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości, wprowadzeniu jej do form kształtowych i poddaniu zagęszczeniu masy betonowej oraz poddaniu jej procesowi dojrzewania, charakteryzuje się tym, że masę mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości w ilości na 1 m³ stanowi: cement CEM II A-M (S-LL) 52,5N w ilości 260 kg, CEM II A-S 42,5 R w ilości 100 kg, pył krzemionkowy w ilości 22 kg, popiół lotny krzemionkowy w ilości 80 kg, włókna rozproszone bazaltowo-polimerowe w ilości 2 kg, piasek średni 0-2 mm w ilości 485 kg, certyd 4-8 mm w ilości 159 kg, certyd 8-16 mm w ilości 373 kg, żwir frakcji 2-8 mm w ilości 115 kg, domieszka PCE upłynniająco-stabilizująca w ilości 5,0 kg i woda w ilości 195 kg (do stanu suchego kruszywa), które wprowadza się do mieszalnika w następującej kolejności: kruszywo piasek, żwir, certyd wraz ze zbrojeniem rozproszonym oraz porcja wody pomniejszona o wodę znajdującą się w kruszywie, która ulega wymieszaniu w czasie 30 s. Następnie wprowadza się spoiwo CEM II A-M 52,5N, CEM II A-S 42,5R, pył krzemionkowy i popiół lotny, po wstępnym wymieszaniu w czasie 15 s, wprowadza się domieszkę kompleksową i pozostałą część wody i miesza w czasie 95 s, podczas którego następuje pełna homogenizacja składników oraz stabilizacja do współczynnika W/C (0,51). Proces mieszania prowadzi się z prędkością obrotową rotatora mieszalnika 10 obr./min. i gwiazdy mieszającej 40 obr./min, zaś w pełnym cyklu mieszania składników w czasie 140 s, do uzyskania konsystencji klasa F6 o średnicy rozpływu 630 [mm] metodą stolika rozpływowego wg PN-EN 12350-5 z utrzymaniem konsystencji w czasie 30 min o dopuszczalnej utracie konsystencji w klasie F5 560 mm, którą wlewa się do wcześniej przygotowanych form. Mieszanka podawana jest przy pomocy rękawa gumowego przyczepionego do wózka transportowego skąd pod wpływem grawitacji spływa do formy, zaś proces zabudowy odbywa się w temperaturze 5°C. Nadmiar powietrza oraz zagęszczanie świeżej mieszanki w formie prowadzi się na skonfigurowanych stołach produkcyjnych, z pojedynczą wibracją o sile wymuszającej 550 kg i mocy 0,5 KW w czasie 1 min. Mieszankę betonową poddaje się procesowi dojrzewania poprzez naparzanie w zamkniętej komorze o temperaturze 40°C i wilgotności powietrza 80%, podczas którego dodatkowo wprowadza się CO2 powstający ze spalania paliwa stosowanego do podgrzewania powietrza w komorze.

Przykład wykonania II

W przykładzie wykonania sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego, polegający na przygotowaniu mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości, wprowadzeniu jej do form kształtowych i poddaniu zagęszczeniu masy betonowej oraz poddaniu jej procesowi dojrzewania, charakteryzuje się tym, że masę mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości w ilości na 1 m³ stanowi : cement CEM II A-M (S-LL) 52,5N w ilości 260 kg , CEM II A-S 42,5 R w ilości 100 kg, pył krzemionkowy w ilości 22 kg, popiół lotny krzemionkowy w ilości 80 kg, włókna rozproszone bazaltowo-polimerowe w ilości 2 kg, piasek średni 0-2 mm w ilości 485 kg, certyd 4-8 mm w ilości 159 kg, certyd 8-16 mm w ilości 373 kg, żwir frakcji 2-8 mm w ilości 115 kg, domieszka PCE upłynniająco-stabilizująca w ilości 5,0 kg i woda w ilości 195 kg (do stanu suchego kruszywa), które wprowadza się do mieszalnika w następującej kolejności: kruszywo piasek, żwir, certyd wraz ze zbrojeniem rozproszonym oraz porcja wody pomniejszona o wodę znajdującą się w kruszywie, która ulega wymieszaniu w czasie 30 s. Następnie wprowadza się spoiwo CEM II A-M 52,5N, CEM II A-S 42,5R, pył krzemionkowy i popiół lotny, po wstępnym wymieszaniu w czasie 15 s, wprowadza się domieszkę kompleksową i pozostałą część wody i miesza w czasie 95 s, podczas którego następuje pełna homogenizacja składników oraz stabilizacja do współczynnika W/C (0,51). Proces mieszania prowadzi się z prędkością obrotową rotatora mieszalnika 10 obr./min. i gwiazdy mieszającej 40 obr./min, zaś w pełnym cyklu mieszania składników w czasie 140 s, do uzyskania konsystencji klasa F6 o średnicy rozpływu 690 [mm] metodą stolika rozpływowego wg PN-EN 12350-5 z utrzymaniem konsystencji w czasie 30 min o dopuszczalnej utracie konsystencji w klasie F5 620 mm, którą wlewa się do wcześniej przygotowanych form. Mieszanka podawana jest przy pomocy rękawa gumowego przyczepionego do wózka transportowego skąd pod wpływem grawitacji spływa do formy, zaś proces zabudowy odbywa się w temperaturze 25°C. Nadmiar powietrza oraz zagęszczanie świeżej mieszanki w formie prowadzi się na skonfigurowanych stołach produkcyjnych, z pojedynczą wibracją o sile wymuszającej 550 kg i mocy 0,5 KW w czasie 1 min. Mieszankę betonową poddaje się procesowi dojrzewania poprzez naparzanie w zamkniętej komorze o temperaturze 45°C i wilgotności powietrza 85%, podczas którego dodatkowo wprowadza się CO2 powstający ze spalania paliwa stosowanego do podgrzewania powietrza w komorze.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania lekkich płytowych prefabrykatów wielkowymiarowych ze zmodyfikowanego strukturalnie kompozytu betonu lekkiego polegający na przygotowaniu mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości, wprowadzeniu jej do form kształtowych i poddaniu zagęszczaniu masy betonowej oraz poddaniu jej procesowi dojrzewania, znamienny tym, że masę mieszanki betonowej o zmodyfikowanej strukturalnie i niskiej gęstości w ilości na 1 m³ stanowi : cement CEM II A-M (S-LL) 52,5N w ilości 260 kg, CEM II A-S 42,5 R w ilości 100 kg, pył krzemionkowy w ilości 22 kg, popiół lotny krzemionkowy w ilości 80 kg, włókna rozproszone bazaltowo-polimerowe w ilości 2 kg, piasek średni 0-2 mm w ilości 485 kg, certyd 4-8 mm w ilości 159 kg, certyd 8-16 mm w ilości 373 kg, żwir frakcji 2-8 mm w ilości 115 kg, domieszka PCE upłynniająco-stabilizująca w ilości 5,0 kg i woda w ilości 195 kg (do stanu suchego kruszywa), które wprowadza się do mieszalnika w następującej kolejności: kruszywo piasek, żwir, certyd wraz ze zbrojeniem rozproszonym oraz porcja wody pomniejszona o wodę znajdującą się w kruszywie, która ulega wymieszaniu w czasie 30 s, następnie wprowadza się spoiwo CEM II A-M 52,5N, CEM II A-S 42,5R, pył krzemionkowy i popiół lotny, po wstępnym wymieszaniu w czasie 15 s, wprowadza się domieszkę kompleksową i pozostałą część wody i miesza w czasie 95 s, podczas którego następuje pełna homogenizacja składników oraz stabilizacja do współczynnika W/C (0,51), przy czym proces mieszania prowadzi się z prędkością obrotową rotatora mieszalnika 10 obr./min. i gwiazdy mieszającej 40 obr./min, zaś w pełnym cyklu mieszania składników w czasie 140 s, do uzyskania konsystencji klasa F6 o średnicy rozpływu 630 do 690 [mm] metodą stolika rozpływowego wg PN-EN 12350-5 z utrzymaniem konsystencji w czasie 30 min o dopuszczalnej utracie konsystencji w klasie F5 560 do 620 mm, którą wlewa się do wcześniej przygotowanych form, przy czym mieszanka podawana jest przy pomocy rękawa gumowego przyczepionego do wózka transportowego skąd pod wpływem grawitacji spływa do formy, zaś proces zabudowy odbywa się w temperaturze 5 do 25°C, przy czym nadmiar powietrza oraz zagęszczanie świeżej mieszanki w formie prowadzi się na skonfigurowanych stołach produkcyjnych, z pojedynczą wibracją o sile wymuszającej 550 kg i mocy 0,5KW w czasie 1 min, po czym mieszankę betonową poddaje się procesowi dojrzewania poprzez naparzanie w zamkniętej komorze o temperaturze 40 do 45°C i wilgotności powietrza 80 do 85%, podczas którego dodatkowo wprowadza się CO2 powstający ze spalania paliwa stosowanego do podgrzewania powietrza w komorze.