LV13144B

LV13144B - Method for manufacturing concrete products

Info

Publication number: LV13144B
Application number: LVP-03-142A
Authority: LV
Inventors: Girts Adminis
Original assignee: Girts Adminis
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2004-05-20
Also published as: ATE469743T1; EP1661678A4; EP1661678B1; RU2243887C1; WO2005016609A1; EP1661678A1; DE602004027510D1

Description

BETONA IZSTRĀDĀJUMU IZGATAVOŠANAS PAŅĒMIENS

Izgudrojums attiecas uz celtniecības nozari, konkrētāk - uz smalkgraudaina betona izstrādājumu, īpaši - mazo arhitektūras formu, izgatavošanas tehnoloģiju.

Patreizējā tehnikas līmenī ir pazīstams sarežģītas konfigurācijas betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiens, kas ietver betonmasas sagatavošanu, veidņa piepildīšanu ar cietējošu javu, ar cietējošu javu piepildīta veidņa ievietošanu inertā vidē, piemēram - ūdenī, javas sablīvēšanu, vibrējot vai nu tikai veidni vai vienlaicīgi veidni un inerto vidi, bet pēc javas sablīvēšanas veidni izņem no inertās vides un atveidņo izstrādājumu (skat.patentu RU-C1-Nr.2140352,1998.).

Ar aprakstīto paņēmienu izgatavotā izstrādājuma virsma iznāk gluda, tajā nav gaisa burbuļu atstātu iedobju un citu redzamu defektu. Zināmā sarežģītās konfigurācijas betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiena galvenais trūkums - tas nenodrošina iegūto betona izstrādājumu augstu salizturību.

Ir zināms arī sarežģītas konfigurācijas betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiens, kurš ņemts par prototipu, un kurš ietver smalkgraudainas betonmasas sagatavošanu, izmantojot piidvielu - tīras kvarca smiltis un/vai kvarcītu ar graudu izmēru līdz 10 mm, saistvielu un plastifikatoru, katru veidni izgatavo no atsevišķām detaļām, bet betonmasas sablīvēšanu veidnī, piemēram, ar vibropresēšanas paņēmienu, realizē, nodrošinot uz veidņa sānu sieniņām 3-4 atmosfēras lielu spiedienu. Atveidņošanu veic tūlīt pēc betonmasas noblīvēšanas veidnī, nodrošinot vienlaicīgu katras veidņa detaļas atdalīšanu no visiem izstrādājuma punktiem, ar kuriem attiecīgā veidņa detaļa bija saistīta, un pēc tam izstrādājumu iztur cietēšanas kamerā ar temperatūru ap 20°C un gaisa mitrumu 100%, līdz tas sasniedz 70% no izlaides betona normētās izturības (skat patentu RU-C1-Nr.2188755, 2001.).

Tomēr zināmajam sarežģītas konfigurācijas betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmienam ir sekojoši trūkumi. Pirmkārt, ar šo paņēmienu izgatavotiem izstrādājumiem nepiemīt augsta salizturība, jo betonmasas sablīvēšanu veidnī veic tādā spiediena diapazonā, kas nodrošina sablīvēta betona izstrādājuma tūlītējai atveidņošanai nepieciešamo stiprību, bet neizslēdz arī cementa piena izveidošanos. Cementa piens, aizpildot lielās poras, palielina 0,04-1,0 pm izmēra poru daudzumu gatavajā izstrādājumā, no kā (pēc pētījumu rezultātiem) pirmām kārtām ir atkarīga izstrādājuma salizturība. Bez tam betonmasas sablīvēšanai veidņos, nodrošinot 3-4 atmosfēru spiedienu uz veidņu sieniņām, nepieciešamas relatīvi sarežģītas un tātad dārgas iekārtas. Otrkārt, dotā paņēmiena ieteicamajā variantā kvarca smilšu graudu izmērus izvēlas ne mazākus par 0,14 mm, kas nopietni sašaurina pielietojamo izejvielu bāzi, jo dabīgās kvarca pildvielas parasti satur līdz 15% šādas frakcijas graudu.

Patentējamais izgudrojums atrisina tehnisku problēmu - ļauj iegūt jebkuras sarežģītības formas augstas salizturības (virs 200 cikliem pēc TOCT 1065-95) betona izstrādājumus ar smilšakmenim līdzīgu neslidenu un nodilumizturīgu, putekļus neveidojošu virsmu, vienlaikus vienkāršojot to izgatavošanas tehnoloģisko procesu, pielietojot salīdzinoši vienkāršas un lētas tehnoloģiskās iekārtas. Sasniegtie tehniskie rezultāti ir veidnī iepildāmajai betona masai vienlaicīgi pieliekamā spēka samazinājums un poru ar 00,04 +10pm samazinājums sacietējušā betona masā līdz 7,5% no izstrādājuma tilpuma.

Vēlamais rezultāts tiek sasniegts tādejādi, ka betona izstrādājumu izgatavošanas procesā (kurš ietver betonmasas sagatavošanu, izmantojot kvarca pildvielu ar graudu izmēru līdz 10 mm, betonmasas iepildīšanu veidņos, atveidņošanu un betona izstrādājuma izturēšanu tā cietēšanai piemērotā temperatūras un mitruma režīmā):

- betonmasu sagatavo, izmantojot kvarca pildvielu ar rupjuma moduli M no 1,75 līdz 3,0 un māla un putekļu daļiņu saturu ne lielāku par 3 masas procentiem,

- betonmasu iepilda veidņos pa slāņiem, noblietējot atsevišķi katru slāni, pie tam katra slāņa biezums nenoblietētā veidā nepārsniedz 200 mm,

- ūdens - cementa attiecību ū/c izvēlas atkarībā no smilšu rupjuma moduļa M atbilstoši sakarībai: ū/c=(0,9+1,1)x(0,72-0,2M),

- iedarbojoties uz betonmasas sablīvējamo slāni ar blietēšanas līdzekļiem, nodrošina spiedienu diapazonā 1,8+2,9 kN/cm².

Bez tam vēlamo rezultātu sasniedz tādejādi, ka

- veidņus izgatavo no atsevišķām daļām,

- izstrādājumu atveidņošanu veic, nodrošinot veidņa vai katras veidņa detaļas vienlaicīgu atdalīšanos no izstrādājuma visos izstrādājuma punktos, ar kuriem veidnis vai attiecīgā veidņa detaļa bija saistīta, izmanto kvarca smiltis ar graudu izmēru ne lielāku par 5mm.

Piedāvātā betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiena priekšrocības attiecībā pret zināmo, kas ņemts par prototipu, ir tādas, ka augstāk minētie kvarca pildvielas gralunometriskā sastāva parametri, ūdens - cementa attiecības atkarība no kvarca pildvielas rupjuma moduļa lieluma, kā arī betonmasas iepildīšanas veidnī režīma parametri, noblietējot veidnī pa atsevišķiem slāņiem ieklājamo betonmasu, kas iegūta, izmantojot pildvielu ar noteiktu granulometrisko sastāvu un tam atbilstošu ūdens - cementa attiecību, nodrošina efektīvu blietēšanas slodzes izplatīšanos betonmasas slānī ne tālāk par 100 mm no blietēšanas slodzes pielikšanas vietas. Rezultātā tiek panākta vienmērīga betonmasas blietēšana katrā slānī visā tā biezumā, izslēdzot cementa piena izdalīšanos uz atveidņotā izstrādājuma, pie tam gatavajā izstrādājumā poras ar izmēru 00,04 -*-10pm aizņem ne vairāk par 7,5 tilpuma procentiem, bet betona izstrādājums iegūst smilšakmenim līdzīgu nodilumizturīgu putekļus neveidojošu virsmu.

Ja blietējamais betonmasas slānis ir biezāks par 200mm, tad ar augstākminēto blietēšanas slodzi, kas iedarbojas uz blietējamo slāni, netiek nodrošināts veidnī ieklājamo betonmasas slāņu sablīvēšanas vienmērīgums. Izmantojot kvarca pildvielu ar rupjuma moduli M mazāku par 1,75 vai lielāku par 3,0, netiek nodrošināta betona izstrādājuma iegūšana ar smilšakmenim līdzīgu virsmu. Ja kvarca pildvielas sastāvā būs vairāk par 3 masas procentiem māla un putekļu daļiņu, tas radīs visu gatavā izstrādājuma parametru, tai skaitā salizturības, samazināšanos.

Betonmasas sablīvēšanai veidnī pieliekamā spēka samazināšana ļauj šī betona veida izstrādājumu ražošanai izmantot salīdzinoši vienkāršas un līdz ar to lētas tehnoloģiskās iekārtas.

Tālāk izgudrojums tiek ilustrēts ar konkrētiem piemēriem, kuri, tomēr, nav vienīgie iespējamie, taču uzskatāmi demonstrē vēlamo tehnisko rezultātu sasniegšanas iespēju ar augstāk minēto būtisko pazīmju kopumu.

Betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiens tiek realizēts šādi. Sagatavo smalkgraudainu betonmasu, par pildvielu izmantojot kvarca smiltis, piemēram, kvarca smiltis, kurās graudu izmērs nepārsniedz 10mm (vēlamajā šī paņēmiena realizēšanas variantā -5mm), mālu un putekļu daļiņas kopā nepārsniedz 3 masas procentus, bet smilšu rupjuma modulis M ir robežās no 1,75 līdz 3,0, kā arī saistvielu un nepieciešamības gadījumā plastifikatoru. Par saistvielu izmanto portlandcementu, cementu un cementu ar sārmizturīgas minerālās krāsvielas piedevu vai krāsaino cementu.

Betonamasai var pievienot dažādas piedevas - tādas kā plastifikatori, mikrosilīcijs u.tml., taču to klātbūtne nedrīkst izmainīt pildvielu granulometriskā sastāva pieļaujamos robežlielumus, kuri, jāatzīmē, dod iespēju izmantot betona ražošanai krietni plašāku izejvielu bāzi nekā prototipā. Pieļaujamais piedevu daudzums eksperimentāli jāatrod katrā konkrētā gadījumā, lai rezultātā gatavā izstrādājumā nebūtu vairāk par 7,5 tilpuma procentiem poru ar izmēru 0,04-M,Opm.

Ūdens-cementa attiecību izvēlas atkarībā no kvarca pildvielas rupjuma moduļa M saskaņa ar noteikto atkarību:

ū/c=(0,9-1,1)x(0,72-0,2M).

Pildvielu pēc tās rupjuma moduļa M izvēlas atkarībā no formējamā betona izstrādājuma vēlamās virsmas (smilšakmens veida, kura virsma tiek imitēta) un tā, cik filigrāns ir izgatavojamais betona izstrādājums. Pie tam rupjuma modulim M jābūt robežās no 1,75 līdz 3,0.

Pēc tam betonmasu iepilda veidnī pa slāņiem, kuru biezums nesablīvētā veidā nepārsniedz 200mm (ieteicams 100-H200mm) un katru slāni atsevišķi sablīvē, pie tam iedarbojoties uz betonmasas sablīvējamo slāni ar blietēšanas līdzekļiem, nodrošina spiedienu diapazonā 1,8+2,9 kN/cm². Ieteicams izmantot blietējamās ierīces ar uzgaļa laukumu no 1 līdz 20 cm².

Betona izstrādājumus armē, izvietojot starp veidnī iepildāmā betona slāņiem rievotus armatūras stieņus. Šāds armēšanas veids atvieglo betonmasas blietēšanas procesu.

Betonizstrādājuma veidnis var būt gan viengabalains, gan sastāvošs no atsevišķām detaļām, bet jebkurā gadījumā veidņa konstrukcijai jābūt tādai, lai atveidņošanas procesā nodrošinātu veidņa vai katras veidņa detaļas vienlaicīgu atdalīšanos no izstrādājuma visos izstrādājuma punktos, ar kuriem veidnis vai attiecīgā veidņa detaļa bija saistīta.

Pēc betona noblīvēšanas veidni no betona izstrādājuma var noņemt jebkurā brīdī, izņemot - ja izstrādājums ir tik liels, ka pirms sacietēšanas tas var sabrukt no pašsvara. Šajā gadījumā atveidņot var tikai pēc betona sacietēšanas.

Pēc betonmasas ieklāšanas veidnī un līdz brīdim, kad betons sasniedz 70% no izlaides izturības, izstrādājumi tiek turēti vidē, kurā ir nodrošināta betona cietēšana. To var nodrošināt ar jebkuru no zināmajiem paņēmieniem, tai skaitā, ja izstrādājums netiek atveidņots, vienkārši nosedzot tā vaļējo plakni ar tvaika necaurlaidīgu un termoizolējošu materiālu; izstrādājumu pēc atveidņošanas izturot vidē ar 18°+20°C temperatūru un relatīvo gaisa mitrumu tuvu 100%.

Tālāk piedāvātais paņēmiens tiek ilustrēts ar rezultātiem, kas iegūti četriem paraugiem, kuri izgatavoti, izmantojot kvarca pildvielu ar graudu izmēru līdz 5 mm un šādu putekļu un mālu daļiņu saturu (masas procentos) un rupjuma moduli (M) atbilstoši: pirmajam paraugam - 0,6 masas %, M=3,0; otrajam paraugam - 0,6 masas %, M=2,5; trešajam paraugam - 1,3 masas %, M=2,12; ceturtajam paraugam -2,7 masas %, M=1,75. Ūdens - cementa attiecība ū/c pirmajam paraugam bija 0,13; otrajam paraugam 0,22; trešajam paraugam 0,3; ceturtajam paraugam 0,37. Visi paraugi tika atveidņoti tūlīt pēc betona ieblietēšanas, nodrošinot veidņu daļu vienlaicīgu atdalīšanos no visas betona izstrādājuma virsmas. Pēc atveidņošanas paraugi tika izturēti 18°-20° temperatūrā pie gaisa relatīvā mitruma 95+98%.

Paraugu pārbaude tika veikta pēc 28 betona cietēšanas diennaktīm. Spiedes pretestība tika noteikta atbilstoši TOCT 10180-90 prasībām, salturība atbilstoši TOCT 10060-95 prasībām, nodilumizturība - atbilstoši TOCT 13087-81 prasībām, bet poru izmēri un daudzums ar dzīvsudraba porozimetru AUTOPORE 11 9220. Visiem iegūtajiem paraugiem bija smilšakmenim līdzīga gluda virsma, salturība F 200, spiedes pretestība no 38,4 līdz 43,3 MPa. Poru, kuru izmērs ir robežās no 0,04 līdz 1,0pm, tilpuma daļa bija pirmajā paraugā 7,5%, otrajā - 7,4%, trešajā- 5,9%, bet ceturtajā - 5,0% no kopējā parauga tilpuma. Paraugu virsmas nodilums sastāda 0,28 - 0,32 g/cm².

Šie rezultāti pierāda piedāvātā betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiena atbilstību patentspējas kritērijam - rūpnieciskajai izmantojamībai.

Claims

IZGUDROJUMA FORMULA

1. Betona izstrādājumu izgatavošanas paņēmiens, kas ietver smalkgraudainas betonmasas sagatavošanu, izmantojot kvarca pildvielu ar graudu izmēru līdz 10 milimetriem, betonmasas iepildīšanu veidnī, atveidņošanu un betona izstrādājuma izturēšanu tā cietēšanai piemērotā temperatūras un mitruma režīmā, kas atšķiras ar to, ka betonmasu sagatavo, izmantojot kvarca pildvielu ar rupjuma moduli M no 1,75 līdz 3,0 un māla un putekļu daļiņu saturu^ne lielāku par 3 masas procentiem; betonmasu iepilda veidņos pa slāņiem, noblietējot atsevišķi katru slāni, pie tam katra slāņa biezums nenoblietētā veidā nepārsniedz 200 mm; ūdens - cementa attiecību ū/c izvēlas atkarībā no kvarca pildvielas rupjuma moduļa M atbilstoši likumsakarībai ū/c=(0,9+1,1)x(0,720,2M), bet, iedarbojoties uz betonmasas sablīvējamo slāni ar blietēšanas līdzekļiem, nodrošina spiedienu diapazonā 1,8+2,9 kN/cm².

2. Paņēmiens pēc 1. punkta, kas atšķiras ar to, ka veidnis sastāv no atsevišķām detaļām.

3. Paņēmiens pēc 1. vai 2. punkta, kas atšķiras ar to, ka atveidņošanu veic, nodrošinot veidņa vai katras veidņa detaļas vienlaicīgu atdalīšanos no izstrādājuma visos izstrādājuma punktos, ar kuriem veidnis vai attiecīgā veidņa detaļa bija saistīta.

4. Paņēmiens pēc punkta 1, kas atšķiras ar to, ka izmanto kvarca pildvielu ar graudu izmēru līdz 5 mm.