close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8553

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8553
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) B 28C 5/00,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 40/00
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ
(21) Номер заявки: a 20030353
(22) 2003.04.18
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Полоцкий государственный университет" (BY)
(72) Автор: Шведов Александр Петрович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Полоцкий государственный
университет" (BY)
(56) Файнер М.Ш. Энергосберегающие модификаторы цементов и бетонов //
Энергосбережение в строительстве:
Тез. докл. конф. - Киев-Черновцы:
НИИСК "Композит". - 1996. - С. 64-85.
RU 2013422 С1, 1994.
RU 2016885 С1, 1994.
SU 1678811 A1, 1991.
DE 3722652 A1, 1989.
BY 8553 C1 2006.10.30
(57)
Способ приготовления цементных суспензий, включающий активирование электрическим током в течение 30-400 с в процессе непрерывного перемешивания в диэлектрической емкости цемента с водным раствором, содержащим суперпластификатор в качестве
добавки гидрофилизующего типа и добавки солей серной кислоты в качестве ускорителя
твердения, для активирования используют переменный синусоидальный электрический
ток, который изменяют в дискретном разрядно-импульсном режиме при соотношении
длительности паузы и импульса 1:(1,08-1,5) с амплитудным значением градиента напряжения активации 80-110 В/м или 240-300 В/м, или 650-710 В/м.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении бетонных смесей для возведения бетонных и железобетонных конструкций.
Известны способы приготовления цементных суспензий для ускорения твердения бетонов, включающие непрерывное перемешивание с последующей ультразвуковой и магнитной обработкой [1]. Ультразвуковая обработка проводится на частоте 22 кГц с
интенсивностью ультразвуковых колебаний 39-41 кВт/м2, а магнитная обработка проводится при напряжении магнитного поля 0,8-105-1,2-105 А/м. Предлагаемый способ многостадиен, для его осуществления требуется большое количество различного оборудования,
а это приводит к усложнению и повышению стоимости. Кроме того, при работе на предложенных параметрах требуются большие энергозатраты.
Наиболее близким является способ приготовления цементных суспензий, включающий активирование электрическим током, импульсами частотой 5 Гц, напряжением
1-8 кВ в течение 30-400 с в процессе непрерывного перемешивания цемента с водным раствором, содержащим добавку гидрофилизующего типа, например ЛСТ, находящимся в
диэлектрической емкости [2].
BY 8553 C1 2006.10.30
Однако существующий способ сложен в осуществлении, так как для его реализации
требуется высокое напряжение 1-8 кВ, а это требует дополнительных мер по обеспечению
электробезопасности. Кроме того, применение высокого напряжения приводит к большим
энергозатратам.
Задачей настоящего изобретения является снижение энергозатрат и упрощение процесса приготовления цементных суспензий.
Решение поставленной задачи состоит в том, что в известном способе приготовления цементных суспензий, включающем активирование электрическим током в течение 30-400 с в процессе непрерывного перемешивания в диэлектрической емкости
цемента с водным раствором, содержащим суперпластификатор в качестве добавки гидрофилизующего типа и добавки солей серной кислоты в качестве ускорителя твердения,
для активирования используют переменный синусоидальный электрический ток, изменяющийся в дискретном разрядно-импульсном режиме при соотношении длительности
паузы и импульса, равном 1: (1,08-1,5) с амплитудным значением градиента напряжения
активации, равном 80-110 В/м или 240-300 В/м, или 650-710 В/м.
В процессе активации, под воздействием различных процессов, вызванных прохождением электрического тока через цементную суспензию, происходит обработка цементных
зерен, что приводит к повышению активности цементной составляющей.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
иной дискретный разрядно-импульсный режим процесса активировния;
использование веществ для осуществления способа: суперпластификатор в качестве
добавки гидрофилизующего типа и соли серной кислоты в составе ускорителя твердения.
Предлагаемый режим активирования, в отличие от прототипа, где под действием
большого напряжения (энергии) происходит дробление цементных частиц, обеспечивает
отвод продуктов реакции с поверхности цементных частиц и образование готовых центров кристаллизации, аналогичных по составу и структуре используемому цементу.
Отвод продуктов гидратации происходит из-за соударений носителей тока в электролите, ионов с продуктами гидратации, находящимися на поверхности цементных зерен.
При соударениях энергия продуктов гидратации повышается, и они переходят на новые
энергетические уровни равновесия. Данные уровни имеют соответствующие значения
энергии. Поэтому воздействие должно иметь величину градиента напряжения, которое
обеспечит движение ионов со скоростью, позволяющей в момент удара передать продуктам гидратации количество энергии, необходимое для их перехода на другие уровни. После перехода продукты гидратации должны находиться вблизи цементных зерен, где
повышенная концентрация ионов и возможно образование центров кристаллизации, а не
удаляться в межзерновое пространство. Поэтому для активации необходимо использовать
переменный синусоидальный электрический ток.
При соотношении длительности паузы и импульса, равном 1:(1,08-1,5) продукты гидратации, получившие недостаточное количество энергии или не преодолевшие силы трения, успеют возвратиться в исходное состояние равновесия и повторить цикл.
В процессе активации благодаря отводу продуктов гидратации увеличивается некомпенсированный заряд цементных частиц. Это затрудняет дальнейший процесс активации.
Поэтому есть необходимость использовать вещества, уменьшающие заряд цементных частиц, к которым относятся добавки - ускорители твердения на основе солей серной кислоты. Суперпластификатор необходим для диспергирования (разделения) цементных частиц
и соответственно увеличения площади поверхности, т.е. и количества продуктов гидратации, что в конечном итоге приводит к повышению активности цементной составляющей.
Все это приведет к снижению энергозатрат и упрощению процесса приготовления цементных суспензий.
2
BY 8553 C1 2006.10.30
Пример.
Для приготовления бетонной смеси состава, кг/м3: цемент - 320; песок - 731; щебень 1217; вода - 150; суперпластификатор С-3 - 1,93; ускоритель твердения Na2SO4 - 0,82, с
осадкой конуса 6-10 см используется обработанная цементная суспензия. Приготовление
цементной суспензии состава: вода - 54 кг; суперпластификатор С-3 - 0,51 кг; ускоритель
твердения Na2SO4 - 0,82 кг; цемент - 102 кг, производится в диэлектрической емкости синусоидальным электрическим током, изменяющимся в дискретном разрядно-импульсном
режиме при соотношении длительности паузы и импульса, равном 1:1,18, и амплитудном
значении градиента напряжения, равном 274 В/м, в течение 240 с.
Приготовленная цементная суспензия используется в качестве первой порции воды
затворения при приготовлении бетонной смеси. Причем компоненты, идущие на приготовление цементной суспензии, учитываются в общем количестве материалов, идущих на
приготовление бетонной смеси. После тщательного перемешивания компонентов и обработанной цементной суспензии вводится оставшаяся часть воды совместно с суперпластификатором С-3. Общая продолжительность перемешивания - 3 мин.
Одновременно готовили бетонную смесь по прототипу. При этом в качестве добавки
гидрофилизующего типа использовалась добавка ЛCT в количестве 0,2 % от массы цемента. Обработку цементной суспензии производили воздействием 200 импульсов электрического тока частотой 5 Гц, напряжением 7 кВ в течение 240 с.
Приготовленные бетонные смеси укладывали в формы-кубики размером 100×100×100 мм
и уплотняли на виброплощадке. По истечении 28 суток образцы-кубики испытывали на
сжатие по ГОСТ 10180-90. Расход электроэнергии в процессе приготовления фиксировался при помощи электросчетчиков типа CD-U 44 в ГОСТ 6570-75. Данные испытаний и
режимы приготовления цементных суспензий приведены в таблице.
Предлагаемый способ
Опыт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Прототип 10
Режимы способа
Показатели способа
Вид гидрофилзующей
Градиент Соотноше- ПодвижРасход
НапряПрочдобавки и
напряже- ние длиность
электрожение
ность
количества %
ния об- тельности бетонэнергии на
обработбетона,
от массы обработки, паузы и ной смеобработку,
ки, кВ
МПа
рабатываеВ/м
импульса си, см
кВт/ч
мого цемента
80
1:1,5
8
47,8
0,93
90
1:1,28
10
46
0,89
Суперпласти110
1:1,08
6
46,5
0,95
фикатор С-3
240
1:1,08
6
46,3
1,3
- 0,5 %, уско274
1:1,18
8
47,0
1,0
ритель твер300
1:1,5
10
47,4
1,1
дения Na2SO4
650
1:1,20
8
46,3
1,8
- 0,8 %
680
1:1,5
9
47,5
1,7
710
1:1,08
6
46,2
1,4
ЛСТ 0,2 %
7,0
-
-
8
46,5
9,8
Как видно из таблицы, при использовании предложенного способа характеристики бетонных смесей (подвижность) и бетона (прочность) остаются на одном уровне с прототипом. При этом энергозатраты сокращаются в среднем в 10 раз, а сам процесс упрощается,
так как для приготовления цементной суспензии в предлагаемом способе используется
напряжение в 20 и более раз меньше, чем в прототипе.
3
BY 8553 C1 2006.10.30
Заявленный способ опробован в опытно-промышленных условиях производства
строительно-монтажных работ РУП "CMT № 22" г. Полоцка. Испытания подтвердили эффективность предлагаемого способа.
Источники информации:
1. Влияние приготовления цементных суспензий на ускорение твердения бетона.
Грушко И.М., Бирюков В.А., Селиванов И.К., Киселев И.Ф. // Бетон и железобетон. 1981. - № 3. - С. 38-40.
2. Файнер М.Ш. Энергосберегающие модификаторы цементов и бетонов // Энергосбережение в строительстве: Тез. докл. конф. - Киев - Черновцы, 1996. - С. 64-85 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
81 Кб
Теги
by8553, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа