RU2410237C1 - Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления - Google Patents
Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410237C1 RU2410237C1 RU2009142886/03A RU2009142886A RU2410237C1 RU 2410237 C1 RU2410237 C1 RU 2410237C1 RU 2009142886/03 A RU2009142886/03 A RU 2009142886/03A RU 2009142886 A RU2009142886 A RU 2009142886A RU 2410237 C1 RU2410237 C1 RU 2410237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- water
- ultrasonic
- mixing
- intensity
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
Способ и установка предназначены для получения смесей цемента с другими материалами, а именно жидкого цементного теста, при использовании ультразвука. Способ приготовления водно-цементной смеси включает смешивание цемента с водой и ультразвуковую обработку полученной смеси полем с интенсивностью (7÷70)104 Вт/м2 при избыточном давлении. Установка для осуществления этого способа включает емкость для смешивания цемента с водой, ультразвуковой генератор с указанной интенсивностью поля и насос, установленный между ними. Технический результат - повышение прочности и скорости ее нарастания, плотности, водонепроницаемости, морозостойкости бетона, полученного с использованием водно-цементной смеси. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Группа изобретений относится к способам и устройствам для получения смесей цемента с другими материалами, например жидкого цементного теста, смешиванием с использованием ультразвука.
Известен способ приготовления водно-цементной смеси, реализуемый установкой для приготовления бетонных и растворных смесей (заявка RU 93056065, MПK6 B28C 9/00, опубл. 20.05.1996 г.). Сущность способа состоит в том, что осуществляют смешивание цемента с водой при одновременном воздействии на цементное тесто ультразвуком. Установка для приготовления водно-цементной смеси содержит растворомешалку и ультразвуковой генератор, воздействующий на стенки растворомешалки.
Недостатком такого способа и устройства для его реализации является недостаточная степень эффективности активации цементного теста, что объясняется невысокой интенсивностью ультразвукового воздействия на цементное тесто через стенки растворомешалки, неравномерностью и неполнотой по объему действия акустического поля на цементное тесто.
Наиболее близкими к заявляемым способу и установке является способ приготовления водно-цементной смеси и оборудование для получения суспензий (пат. JP 8319485, МПК В28С 5/48, опубл. 03.12.1996 г.). Способ включает смешивание цемента с водой и одновременную или последующую ультразвуковую обработку полученной смеси. Установка для приготовления водно-цементной смеси содержит емкость для смешивания цемента с водой, ультразвуковой генератор и установленный после него насос.
Выполнение ультразвуковой обработки после смешивания цемента с водой позволяет несколько повысить эффективность активации цементного теста за счет принудительного диспергирования в воде цементного порошка и предотвращения образования крупных частиц.
Однако при использовании такого способа и оборудования для его осуществления низка эффективность активации цементного теста, что объясняется низкой интенсивностью ультразвукового воздействия на цементное тесто через стенки емкости для смешивания или стенки накопительного бака и неравномерностью действия акустического поля на цементное тесто, так как ультразвуковой генератор установлен на днище емкости для смешивания или на днище корпуса накопительного бака. При мощности генератора 100-2000 ватт и при КПД не более 50% интенсивность ультразвуковых колебаний составит менее 104 Вт/м2. При такой интенсивности ультразвуковых колебаний генератор работает в режиме акустического воздействия, и производиться только диспергирование агрегатов цементных зерен до той степени, которая определяется частотой и амплитудой колебания, временем обработки и водоцементным соотношением.
Задачей изобретения является создание способа приготовления водно-цементной смеси и установки для его осуществления, обеспечивающих повышение эффективности активации цементного теста за счет повышения интенсивности ультразвукового воздействия на цементное тесто и обеспечения возможности предпочтительного доизмельчения крупных зерен цемента, содержащихся в общей массе используемого цемента.
Технический результат достигается за счет того, что в способе приготовления водно-цементной смеси, включающем смешивание цемента с водой и ультразвуковую обработку полученной смеси, ультразвуковую обработку производят полем с интенсивностью (7÷70)104 Вт/м2 при избыточном давлении.
Технический результат достигается за счет того, что в установке для приготовления водно-цементной смеси, содержащей емкость для смешивания цемента с водой, ультразвуковой генератор и горизонтальный центробежный насос, насос установлен между емкостью для смешивания цемента с водой и ультразвуковым генератором, имеющим интенсивность поля (7÷70)104 Вт/м2.
Единый технический результат при использовании заявляемых способа и установки для его осуществления достигается мощным ультразвуковым воздействием в сочетании с подачей подготовленного к обработке водно-цементного теста под избыточным давлением, что позволяет обеспечить значительную его активацию за счет:
- более высокой степени диспергирования цементных агрегатов в цементном тесте и разрушения структуры высокодисперсной системы, что обеспечивает высокую степень однородности теста, дополнительной констракции системы цемент - вода за счет процесса перераспределения воды в этой системе и уменьшения сольватной пленки воды при изменении физико-химических свойств воды при ультразвуковом воздействии;
- доизмельчения зерен цемента предпочтительно фракции более 40÷50 мкм;
- повышения коагуляционной плотности цементного теста при протекании процессов констракции и воздействия радиационного давления;
- увеличения диффузионных и массообменных процессов в макро- и микросистеме цементного теста и, как следствие, ускорения реакций гидратации клинкерных составляющих цемента, и увеличения количества кристаллических зародышей новообразований за счет процесса коллапсирования.
Заявляемая группа изобретений поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема установки для приготовления водно-цементной смеси.
Установка содержит емкость 1 для смешивания цемента с водой, горизонтальный центробежный насос 2 и ультразвуковой генератор 3. Насос 2 установлен между емкостью 1 для смешивания цемента с водой и ультразвуковым генератором 3, имеющим интенсивность поля (7÷70)104 Вт/м2. Позициями 4, 5, 6 и 7 обозначены узлы подачи воды, цемента и пластифицирующих, и других добавок соответственно. В приведенном варианте для обеспечения подготовки цементного теста к ультразвуковой обработке при смешивании воды с цементом используется перемешивание лопастной мешалкой 8 в емкости 1. Для обеспечения рециркуляционной прокачки цементного теста при ультразвуковой обработке ультразвуковой генератор 3 трубопроводом 9 с клапаном 10 соединен с емкостью 1. Для подачи полученного цементного теста в бетоносмесительную емкость 11 для приготовления бетона служит трубопровод 12 с клапаном 13. Для повышения степени подготовки цементного теста в емкости 1 возможна установка вибратора 14.
Способ осуществляется на предлагаемой установке.
Вода и цемент узлами 4 и 5 подаются в емкость 1 для смешивания в количествах, соответствующих принятому для данного бетона водоцементному соотношению. Это соотношение изменяется в пределах от нормальной густоты цементного теста в зависимости от марки и изготовителя цемента до 1,0. Нижний предел водоцементного соотношения определяется возможностью прокачки цементного теста центробежным насосом и работы ультразвукового генератора 3 в кавитационном режиме с учетом предварительной подготовки цементного теста путем перемешивания цементного теста как с проведением добавления в него пластифицирующих добавок узлом 6 и вибрационного воздействия вибратором 14 с частотой не менее 100 Гц, так и без проведения вышеуказанного, верхний предел этого соотношения - технологической разумностью. При необходимости пластифицирующие и другие добавки узлами 6 и 7 подаются в емкость 1 для смешивания в количествах, соответствующих принятому регламенту. Количество добавок изменяется в пределах от 0,0% до 20,0% от веса цемента, используемого при смешивании с водой. В емкости 1 путем перемешивания лопастной мешалки 8 и/или без добавления в него пластифицирующих добавок и вибрационного воздействия производится смешивание цемента с водой, снижение динамической вязкости цементного теста путем частичного разрушения структуры высокодисперсной системы с низкими значениями водоцементного соотношения. Перемешивание осуществляется в течение 40÷60 секунд. Предварительная подготовка цементного теста производится для достижения определенной степени однородности, снижения эффективной вязкости и напряжения сдвига. После проведения смешивания компонентов открывают клапан 10 и запускают центробежный насос 2. При этом цементное тесто подвергается интенсивному ультразвуковому воздействию с помощью генератора 3. Ультразвуковая обработка цементного теста производится в генераторе 3 ультразвуковым полем интенсивностью (7÷70)104 Вт/м2 с амплитудой колебания 1÷2 мм. Для выполнения ультразвуковой обработки полем интенсивностью (7÷70)104 Вт/м2 в генераторе необходимая мощность извлекается из энергии "затопленной струи" непосредственно подводящего трубопровода, уменьшая давление в нем не менее, чем на 0,3 МПа. Время ультразвуковой обработки определяется производительностью насоса 2, пропускной способностью генератора 3, степенью предварительной подготовки цементного теста, водоцементным соотношением, температурой исходной воды и изменением температуры цементного теста в процессе ультразвуковой обработки, и достижением необходимой степени активации.
Исходя из выше изложенного, минимальное время активации 2÷3-разовая прокачка объема цементного теста через генератор 3 и максимальное - 12-13-ти разовая прокачка.
Несмотря на высокий коэффициент поглощения ультразвуковых колебаний цементным тестом, конструкция предлагаемого к использованию генератора 3 обеспечивает акустическое воздействие на весь объем теста, проходящего через генератор 3.
Бетон, затворенный на актированном данным способом тесте, обладает повышенной прочностью, плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и сокращением времени набора прочности на стадии схватывания и твердения. При этом на 28 сутки прирост прочности бетона увеличивается на 45÷60% от проектной прочности марочного бетона, или для получения необходимой марки бетона потребность в цементе уменьшается до 30÷40% в зависимости от получаемой марки бетона.
Для приготовления цементного теста с конкретными физико-механическими характеристиками и прежде всего для повышения прочности, водонепроницаемости бетона и/или сокращения расхода цемента на стадии подготовки цементного теста возможна подача дополнительных добавок: промышленного (добавки, ускоряющие или замедляющие твердение, с морозостойким эффектом и т.д.), минерального (мел, известняк, кварцевый песок и т.д.) и техногенного (металлургические шламы и шлаки, зола ТЭЦ и т.д.) происхождения с последующим ультразвуковым воздействием на приготовленную смесь. Ультразвуковое воздействие на цементное тесто с добавками позволяет получить высокооднородную смесь и повысить реакционную активность добавок.
Предлагаемым способом на предлагаемой установке получали водно-цементную тесто для изготовления бетона марки - 250, с пластифицирующей добавкой. Параметры процесса и характеристики бетона, полученного из водно-цементного теста приведены в таблице:
| Интенсивность поля, Вт/м2 | Давление на входе генератора, МПа | Время воздействия ультразвука, мин. | Увеличение прочности бетона на 28 сутки, % | Увеличение плотности бетона на 28 сутки, % | Увеличение класса бетона по водонепроницаемости |
| 7×104 | 0,32 | 3 | 45 | 2,1 | 1÷2 |
| 40×104 | 0,41 | 3 | 60 | 3,4 | 2÷3 |
| 70×104 | 0,41 | 2 | 60 | 3,5 | 2÷3 |
Таким образом, использование предлагаемой группы изобретений позволяет повысить эффективность активации цементного теста за счет повышения интенсивности ультразвукового воздействия на цементное тесто и обеспечения возможности дополнительного избирательного доизмельчения цементных зерен размером более 40-50 мкм.
Claims (2)
1. Способ приготовления водно-цементной смеси, включающий смешивание цемента с водой и ультразвуковую обработку полученной смеси, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку производят полем с интенсивностью (7÷70)104 Вт/м2 при избыточном давлении.
2. Установка для осуществления способа по п.1, содержащая емкость для смешивания цемента с водой, ультразвуковой генератор и насос, который установлен между емкостью для смешивания цемента с водой и ультразвуковым генератором, имеющим интенсивность поля (7÷70)104 Вт/м2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009142886/03A RU2410237C1 (ru) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009142886/03A RU2410237C1 (ru) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2410237C1 true RU2410237C1 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=46308333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009142886/03A RU2410237C1 (ru) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410237C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583380C2 (ru) * | 2014-05-27 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" | Способ активации маточного раствора |
| DE102019120939A1 (de) * | 2019-08-02 | 2021-02-04 | Sonocrete GmbH | Verfahren zum Bereitstellen einer Zementsuspension durch einen Zementvormischer und Verfahren zum Mischen von Beton und Mörtel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1567258A1 (ru) * | 1987-11-02 | 1990-05-30 | Научно-проектно-техническое объединение "Белстройнаука" | Способ смешивани и обработки жидкофазных систем |
| WO2008152111A2 (de) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Loerke Paul | Verfahren zum herstellen von betonmischung |
-
2009
- 2009-11-19 RU RU2009142886/03A patent/RU2410237C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1567258A1 (ru) * | 1987-11-02 | 1990-05-30 | Научно-проектно-техническое объединение "Белстройнаука" | Способ смешивани и обработки жидкофазных систем |
| WO2008152111A2 (de) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Loerke Paul | Verfahren zum herstellen von betonmischung |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583380C2 (ru) * | 2014-05-27 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" | Способ активации маточного раствора |
| DE102019120939A1 (de) * | 2019-08-02 | 2021-02-04 | Sonocrete GmbH | Verfahren zum Bereitstellen einer Zementsuspension durch einen Zementvormischer und Verfahren zum Mischen von Beton und Mörtel |
| WO2021023598A1 (de) | 2019-08-02 | 2021-02-11 | Sonocrete GmbH | Zementvormischer, eine vorrichtung zur herstellung einer betonmischung und verfahren zur herstellung einer zementsuspension |
| DE102019120939B4 (de) | 2019-08-02 | 2021-12-23 | Sonocrete GmbH | Verfahren zum Bereitstellen einer Zementsuspension durch einen Zementvormischer und ein Verfahren zum Mischen von Beton oder Mörtel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2864714A (en) | Method of producing aerated cementitious material | |
| CN101033124A (zh) | 利用固体废弃物制备保温砂浆的方法 | |
| US20220162129A1 (en) | Systems and methods of sequestering carbon dioxide in concrete | |
| CN103819154A (zh) | 一种以废弃瓷质砖为粗、细骨料的再生混凝土及其制备方法 | |
| CN111356564A (zh) | 混合物生成系统 | |
| RU2410237C1 (ru) | Способ приготовления водно-цементной смеси и установка для его осуществления | |
| CN108997023A (zh) | 一种氟石膏基多元复合轻质高强墙体材料及其制备方法 | |
| CN108178609A (zh) | 一种可固化氯离子的海砂包覆浆液及强化方法 | |
| RU2496748C1 (ru) | Способ приготовления бетонной смеси | |
| JP7470262B2 (ja) | 二酸化炭素固定化装置及び二酸化炭素固定化方法 | |
| JP7555296B2 (ja) | 二酸化炭素の固定化方法 | |
| KR101479722B1 (ko) | 고분말 포졸란재료 기포슬러리와 라텍스의 후첨가 배합에 의한 하이브리드 콘크리트 제조방법 | |
| CN117700180A (zh) | 微纳米气泡水协同无氟无碱速凝剂制备喷射砼的方法及砼 | |
| CN102050637B (zh) | 一种泡沫混凝土材料、泡沫混凝土及制备方法 | |
| CN118373703A (zh) | 一种脱硫灰泡沫轻质土及其制备方法 | |
| FR2933092A1 (fr) | Procede de declenchement et/ou d'acceleration de prise d'un materiau pateux non refractaire a prise hydraulique | |
| CN118047566A (zh) | 一种基于工程余泥渣土的绿色地质聚合物的制备方法 | |
| CN106365542B (zh) | 一种抗硫酸盐混凝土及其施工方法 | |
| RU2245865C2 (ru) | Ячеистобетонная смесь и способ ее приготовления | |
| CN107117897A (zh) | 一种中低频振动改性水泥基材料强度和耐久性的方法 | |
| CN106587867A (zh) | 以河砂为原料制备的砌块及其制备方法 | |
| RU96351U1 (ru) | Установка для приготовления жидкого цементного теста | |
| RU2134250C1 (ru) | Способ получения неавтоклавного зольного ячеистого бетона | |
| JP7281028B1 (ja) | 練り混ぜ装置および練り混ぜ方法 | |
| RU2737608C1 (ru) | Способ приготовления сухой смеси для производства ячеистого бетона |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121120 |