Способ изготовления ванн из полимерсиликатного железобетона

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 О 3 В 40/02; В 32 В 13 1)5 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕКИ ПИ ПАТЕ КТ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАНН ИЗПОЛИМЕРСИЛИКАТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА(57) Использование: в цветной металлургии,а именно при изготовлении электролизныхванн. Сущность изобретения: формуют железобетонную ванну в металлической опалубке с последующей тепловой обработкойи окисловкой серной кислотой ее внутренобласти сооно к способам етение относится кеталлургии, а именния ванн,тен способ изготовления ваона на портландцементеания в металлической опаво влажных условиях, окти химически стойкими краки внутренней поверхностинипластом по подслою из р нн из путем лубке, раски сками свин- бероНедостатком известного способа является то, чтО такие ванны трудоемки в изготовлении, так как имеют сложную Изобр руженийм изготовле Извес железобет формиров твердения поверхнос и футеров цом иливи ида.ней поверхности, Ванну формуют из полимерсиликатного бетона с расстоянием от арматуры до ее внутренней поверхности 30- 50 мм, а до наружной 15 - 25 мм, тепловую обработку проводят последовательно в четыре периода в сушильной камере и подьемом температуры в каждом периоде не более 20 С/ч, при этом первый период осуществляют в течение 3 - 4 ч при температуре 30-.40 С, после чего производят расклиновку внутренней опалубки ванны, второй период осуществляют в течение 18 - 22 ч при температуре 45-60 С, затем производят распалубку и проводят третий период в течение 20-24 ч при температуре 65-85" С, затем ведут четвертый период при температуре 105 - 120 С и выдерживают 20 - 24 ч, Охлаждают ванну при температуре окружающей среды (не ниже 15 С), Достигается повышение долговечности и снижение стоимости ванны и эксплуатационных расходов. 1 табл,многослойную химзащиту. выполняемую Я вручную, требуют большого расхода дефи- (,) цитных материалов, как кислотостойкие д краски, битум, бензин, рубероид, свинец, винипласт. При этом химзащита часто по-с вреждается ударами электродов, а обычный бетон не кислотостоек, вследствие чего ван- СА ны, изготовленные таким образом, не долговечны и не надежны в эксплуатации,Наиболее близким техническим решением является способ изготовления, заключающийся в формовании ванны из железобетона на портландцементе в металлической опалубке, покрытии внутренней инаружной поверхности слоями полимерсиликатного бетона толщиной соответственно45 - 50 и 15 - 20 мм, твердении в воздушно-сухих условиях при температуре 45 - 50 С ипоследующей окисловки поверхности водным раствором серной кислоты.Однако известный способ обладает следующими недостатками: сложен и трудоемок в изготовлении, так как защитный слойиз полимерсиликатного бетона наносится 10вручную, возможно отслоение защитногослоя из полимерсиликатного бетона вследствие различия коэффициентов тепловогорасширения обычного и полимерсиликатного бетона, завышается срок изготовления 15ванн, необходимый для набора прочности исушки изделия, увеличивается толщина стенок и днища ванн.Цель изобретения - повышение срокаслужбы ванны при снижении времени изготовления и эксплуатационных затрат,Указанная цель достигается тем, что вспособе изготовления ванн из полимерсиликатного железобетона, включающем приготовление полимерсиликатной смеси, 25укладку ее в металлическую опалубку спредварительно установленной арматурой,уплотнение вибрированием, отверждение ввоздушно-сухих условиях и окисловку внутренней поверхности ванны, полимерсиликатную смесь укладывают монослоем собеспечением защитных слоев с внутренней стороны ванны 30-44 мм при двойномармировании или 45-50 мм - при одиночном и с наружной стороны ванны - 25 мм, а 35отверждение проводят в четыре этапа в сушильной камере со скоростью подъематемпературы в каждом этапе не более 20С/час, при этом первый этап проводят втечение 3 - 4 ч при температуре 30 - 40 С, 40после чего производят расклиновку внутренней опалубки ванны, второй этап осуществляют в течение 18 - 22 ч притемпературе 45 - 60 С, затем производят распалубку и проводят третий этап в течение 4520 - 22 ч при температуре 65 - 85 С и четвертый этап отверждения осуществляют притемпературе 105 - 120 С в течение 20 - 22 ч,Способ изготовления ванн реализуетсяследующим образом: полимерсиликатный 50бетон готовят в бетономешалке принудительного действия емкостью 1200 л.Состав полимерсиликатной смеси, применяемой для изготовления ванн, мас,фЖидкое стекло 13,81 - 15,20 55Кремнефтористыйнатрий 2,07 - 2,28Фуриловый спирт 0,41 - 0,45Молотый наполнителькислотостойкий 18,64 - 23,40 Песок кислотостОЙкиЙ 20,8 - 23,40 Щебень кислотостойкий 35,26 - 41,85 Затем арматуру ванны из стержней периодического профиля (сталь класса АШ) устанавливают в опалубке в проектное положение с помощью подкладок-фиксато- . ров из полимерсиликатногр бетона или металлических клиньев, бетонную смесь, уложенную в опалубку ванны, уплотняют поверхностными вибраторами, подвешенными к наружной поверхности ванны и на площадочном вибростенде, Для уменьшения адгезии к бетону стальную опалубку смазывают солидолом или парафином, растворенным в бензоле. Отформованные ванны подвергают тепловой обработке воздушно-сухим теплоносителем в трехкамерной сушильной установке по установленному режиму, применяя ступенчатый режим в четыре периода,Первый период тепловой обработки ванны с опалубкой ведут при равномерном повышении температуры от 30 до 40 С в первой камере трехкамерной тепловой установки, в течение 3 - 4 ч, с последующей расклиновкой внутренней опалубки ванны при температуре помещения 15 - 35 С в течение часа, Принятые параметры температуры и времени выбраны с учетом процессов структурообразования, пластической прочности цементного теста и хрупкой прочности затвердевшего цементного камня. При температуре тепловой обработки менее 30 С и времени менее 3 ч, скорость твердения замедляется и после расклиновки опалубки ванна может деформироваться. Нагрев выше 40 С и время более 4 ч нецелесообразны, так как сокращается период формирования структуры бетона, в конце которого цементное тесто превращается в камень, совершается довольно резкий переход от пластическои прочности цементного теста к хрупкой прочности затвердевшего цементного камня, При этом изделие теряет способность деформироваться без образования трещин при наличии жесткого вкладыша, препятствующего усадке. Затем после расклиновки внутренней опалубки в этой же первой камере трехкамерной сушильной установки осуществляют второй период тепловой обработки при температуре 45-60 в течение 18 - 22 ч с целью набора бетона распалубочной прочности. При этой температуре 45 - .60 и времени 18 - 22 ч йе происходит существенного нарушения структуры бетона испаряющимися парами воды, учитывая10 15 20 25 30 35 40 45 50 повышенное влагосодеркание бетона в начальный период сушки,Не происходит также и повреждения смазки внутренней поверхности опалубки, которая препятствует адгезии бетона к опалубке. Выдержка ванны при температуре менее 45 увеличивает период набора бетоном распалубочной прочности, при более 60 - ухудшается качество изделия. Затем производят полную распалубкуванны и помещают ее во вторую камеру трехкамерной сушильной установки и осуществляют третий период тепловой обработки в течение 20 - 24 ч при температуре 65 -85, после чего ванну помещают в третью камеру и осуществляют четвертый период тепловой обработки при равномерном повышении температуры до 105 - 120 С с продолжительностью 20 - 24 чВ течение третьего и четвертого периодов сушки при указанных параметрах температуры и времени распалубленная ванна набирает дальнейшую прочность. Постепенное повышение температуры в эти периоды позволяет ускорить процесс набора прочности и сушки бетона, при этом вследствие равномерного испарения влаги создаются благоприятные условия для сохранения плотной структуры бетона. К началу этих периодов бетон потерял значительную часть влаги и дальнейшее ступенчатое повышение температуры не ведет к нарушению структуры цементного камня. После сушки при 105 - 120 С наблюдается дальнейшее повышение прочности цементного камня, что связано с испарением гигроскопической влаги и.обезвоживанием геля кремниевой кислоты.Таким образом, учитывая повышенные требования к полимерсиликатному бетону по проницаемости, влагопоглощению, кислотостойкости, трещиностойкости, прочности, режим тепловой обработки установлен в направлении уменьшения интенсивности теплового воздействия, в конце сушки влажность бетона в изделии близка к воздушно- сухой, прочность равна 30-40 МПа,Итак, формование ванны полностью из полимерсиликатного железобетона и указанный ступенчатый режим тепловой обработки в четыре периода позволяют обеспечить сокращение технологического цикла, повышение эксплуатационной надежности и долговечности изделия, снижение трудоемкости изготовления, экономию дефицитных материалов и эксплуатационных расходов, повышение производительности ванн. Повышенная толщина защитного слоябетона у арматуры принята со стороны внутренней поверхности ванн не менее 30 - 50 мм. со стороны наружной поверхности 15- 25 мм, что предусмотрено с целью предохранения арматуры от агрессивного воздействия электролита, проникающего в толщу бетона, с учетом скорости и общей глубины проникания, эксплуатационных воздействий, увеличивающих глубину проникания (удары электродов, повышенная температура., постоянный ток), конструктивного решения и срока службы ванн.Расклиновка опалубки делается с целью предохранения ванн от образования трещин, вследствие усадкибетона, обусловленной физико-химическими процессами, происходящими при твердении бетона, равной 3 - 4 мм/м, что при общей длине 3000 - 4350 мм может составить 15 - 20 мм на изделие,Четырехступенчатый режим сушки принят с целью уменьшения интенсивности теплового воздействия, особенно в начальный период сушки изделия, имеющего повышенную влажность, связанную с большим влагосодержанием жидкого стекла. При этом учитывались повышенные требования к бетону по плотности, кислотостойкости, непроницаемости для электролита и прочности, а также и по технологии изготовления ванн необходимости расклиновки и распалубки),П р и м е р. В металлическую опалубку,смазанную солидолом, устанавливают арматуру периодического профиля из стали класса АШ, которую фиксируют с помощью подкладок-фиксаторов из полимерсиликатного бетона, расстояние арматуры от внутренней поверхности ванны принимают 50 мм, наружной 25 мм. Полимерсиликатный бетон готовят в бетономешалке принудительного действия емкостью 1200 л, на одну ванну готовят 2 замеса. Применяют бетонную смесь с осадкой конуса 55 мм, Бетонную смесь уплотняют с помощью вибраторов, подвешенных к наружной поверхности опалубки.Изготовленную таким образом ванну подвергают тепловой обработке в трехкамерной сушильной установке, применяя ступенчатый реким тепловой обработки в четыре периода. Вначале ванну помещзют в первую камеру сушильной установки, равномерно поднимают температуру со скоростью 10 - 15 С/ч до 35 в течение 3,5 ч,Затем производят расклиновку внутренней опалубки ванны при 20 С температуре воздуха в помещении, В этой же первой камере производят второй период тепловой обработки при температуре 53" С в течение 20 ч с целью набора бетоном распалубочной прочности, После чего производят полную1782231 Стойкость в серной кислоте кон ц. 30% при темпе- ратуре Время тепловой обработки каждого периода, ч Температура сушоС Прочность бетона после 4 периода, МПа Период сушкиПример Время изготовления, сут 3 18 20 20 30 45 65 105 29 0,91 2,5 1 минимум 0,90 Исредн. (пример конкретн,выполн.) 3,5 20 22 22 35 53 75 110 2,7 111 максимум 40 60 85 120 22 24 24 0,83 34 72 250 П ототип 0,8 Составитель В.ЛебедеваТехред М,Моргентал Корректор О.Юрковецкая Редактор Заказ 4287 Тираж Подписное , .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-йздательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 распалубку ванны. Затем ее помещают во вторую камеру сушильной установки и осуществляют четвертый период сушки ванны при равномерном повышении температурц до 110 Свтечение 22 ч. После высушивания 5 ванны при температуре 110 С наблюдалось повышение прочности цементного камня, что связано с испарением гигроскопической влаги и обезвоживанием гелякремниевой кислоты. 10После завершения процесса сушки ванна остывала 3,5 часа в тепловой камере, а затем в цехе при температуре 20 С. Прочность бетона после завершения процесса тепловой обработки составила 32 МПа, ко эффициент килотостойкости 0,9.Данные сведены в таблицу.Формула изобретенияСпособ изготовления ванн из полимер- силикатного железобетона, включающий 20 приготовление полимерсиликатной смеси, укладку ее в металлическую опалубку с предварительно установленной арматурой,уплотнение вибрированием, отверждение в воздушно-сухих условиях и окисловку внутренней поверхности ванны, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы ванны при снижении времени изготовления и эксплуатационных затрат, полимерсиликатную смесь укладывают монослоем с обеспечением защитных слоев с внутренней стороны ванны 30 - 44 мм при двойном армировании или 45-50 мм - при одиночном и с наружной стороны ванны - 15 - 25 мм, а отверждение проводят в четыре этапа в сушильной камере со скоростью подъема температуры в каждом этапе не более 20 град/ч, при этом первый этап проводят в течение 3-4 ч при 30-40 С, после чего производят расклиновку внутренней опалубки ванны, второй этап осуществляют в течение 18 - 22 ч при 45-60 С, затем производят распалубку, проводят третий этап в течение 20-22 ч при 65-85 С и четвертый этап отверждения осуществляют при 105-, 120 С в течение 20 - 22 ч,