Оборудование для активации цемента

Активация цемента в производстве строительных материалов — новый взгляд на экономию

Машиностроительное предприятие «ТЕХПРИБОР» проектирует, производит и реализует полный ассортимент машин и агрегатов активации цемента и тонкого помола инертных составляющих.

Проблемы увеличения прочности теплоэффективных строительных материалов (пенобетон, поробетон, полистиролбетон), сокращение времени выдержки материала в формах, снижение расхода высокомарочного цемента без отрицательных последствий для качества выпускаемой продукции особенно остро стоят перед предприятиями строительной отрасли.

Заметим, что выпуск таких материалов как пенобетон и полистиролбетон сопряжен с достаточно высоким расходом высокомарочного цемента и предъявляет особые требования к гранулометрическим характеристикам инертного заполнителя (песка, шлака, золы). Зачастую получение некоторых видов теплоэффективных строительных материалов низкой плотности невозможно без дополнительного измельчения (помола) инертных компонентов смеси.

В тоже время прочность пенобетона, а также полистиролбетона, объемной массой около 600 кг/м 3 не превышает 25 кг/см 2 , а время выдержки материала в формах, даже с использованием прогрева изделий и применением ускорителей твердения, редко бывает ниже 10 часов. Такой длительный период выдержки изделий резко снижает оборачиваемость формующей оснастки на производстве. Заметим, что основная масса теплоэффективных материалов в нашей стране производится именно по литьевой технологии и оборачиваемость формующей оснастки, как и время выдержки материала в формах, зачастую определяет общую эффективность данного производства.

Машиностроительное предприятие «ТЕХПРИБОР», занимаясь проблемами получения теплоэффективных строительных материалов и производством машин и механизмов для строительной отрасли, предлагает несколько основных методов активации цемента, а также инертных составляющих бетона.
Для предлагаемых методов активации компонентов характерна низкая себестоимость работ при относительно небольшой установленной мощности используемого технологического оборудования.

Условно агрегаты активации цемента можно разделить на три группы:

Группа 1. Машины виброактивации, типа: «Фагот» и «Вектор-Вибро» предназначены для приготовления водоцементного раствора заданной подвижности. Для машин виброактивации характерна наиболее низкая себестоимость работ по активации материалов. Так, для увеличения прочности бетона на сжатие на 10% расходуется всего 1.1кВт электроэнергии. Производительность машин виброактивации — от 1 до 4м 3 водоцементного раствора в час. Машины виброактивации компонентов — идеальный вариант для предприятий по выпуску пенобетона и полистиролбетона различных плотностей, а также заводов ЖБИ и К. Применение на производстве машин виброактивации позволяет увеличить прочность бетона на сжатие в первые сутки твердения на 68%! Увеличение прочности материалов в первые сутки твердения позволяет существенно повысить оборачиваемость формующей оснастки, что положительно сказывается на общей динамике производства. Использование машин виброактивации компонентов позволяет сократить расход цемента на производстве на 17%.

Группа 2. Измельчители-дезинтеграторы серии «Поток М» предназначены для тонкого помола цемента и инертных составляющих бетона. Активация цемента на машинах-дезинтеграторах основана на увеличении удельной поверхности цемента. Увеличение удельной поверхности резко повышает активность цемента, что оказывает положительное влияние на увеличение марочной прочности бетона и изделий из него. При производстве пенобетона или полистиролбетона, помимо качества используемого цемента, существенную роль играет гранулометрический состав инертного заполнителя. Тонкий помол песка, шлака либо иного применяемого материала способствует увеличению прочности теплоэффективных строительных материалов (пенобетон, полистиролбетон) при значительной экономии цемента. Для измельчителей-дезинтеграторов серии «Поток М» характерна низкая себестоимость работ по активации цемента и других компонентов бетона. Так для тонкого помола одной тонны цемента расходуется всего 4.3 кВт электроэнергии. Производительность измельчителя-дезинтегратора серии «Поток М» по цементу — 3 тонны в час. Измельчители-дезинтеграторы серии «Поток М» могут применяться на предприятиях по выпуску сухих строительных смесей, когда предъявляются особые требования к гранулометрическому составу используемых материалов, на призводствах пенобетонных и полистиролбетонных блоков и панелей, когда необходимо повысить прочность выпускаемого материала, либо снизить расход цемента, на заводах ЖБИ и К для ускорения оборота формующей оснастки, а также снижении расхода цемента.

Группа 3. Комплексы глубокой активации на основе совмещения методов тонкого помола цемента с последующей вибро и гидроактивацией. Для комплексной активации характерно наибольшее увеличение вяжущих свойств цемента. Соответственно, марочная прочность бетонных изделий на основе активированных материалов будет значительно выше, а экономия цемента на производстве будет максимальной. Комплексная активация цемента включает в себя как работы по увеличению удельной поверхности цемента, либо иного вяжущего компонента, так и последующую гидроактивацию материала в смесителе-активаторе. Полученный активированный водоцементный раствор может быть использован для производства различных бетонных изделий и конструкций. Особенно актуально использование комплексов активации материалов в производстве пенобетона и полистиролбетона. При производстве пенобетона и полистиролбетона применение комплексной активации позволяет получать материал увеличенной прочности (до + 85% от прочности контрольных образцов), значительно сократить сроки выдержки материала в формах, тем самым резко увеличить оборот формующей оснастки на производстве, сократить процент повреждения изделий при распалубке (кассетные формы) либо резке (резательные комплексы). И, наконец, применение комплексной активации цемента позволяет значительно сократить расход высокомарочного цемента. Использование комплексной активации компонентов делает возможным применение для выпуска пенобетона либо полистиролбетона низкомарочного цемента, посредственного качества, превратив его в материал с отличными эксплутационными характеристиками, и выпуская на его основе теплоэффективные строительные материалы, полностью отвечающие требованию ГОСТа!

Источник

Турбулентные смесители серии «СБТ»

Рис.1. Турбулентный смеситель с нижним прямым приводом (750 об/мин) и задвижкой шибером. Объем 150 литров. Рис.2. Турбулентный смеситель с верхним приводом (750 об/мин), задвижкой поворотного типа. После активации в смесителе цементный раствор подается героторным насосом. Объем 350 литров.
Рис.3. Турбосмеситель с верхним приводом (750 об/мин), задвижкой поворотного типа и пневмовыгрузкой. Пневмовыгрузка позволяет подавать перемешанное сырье на расстояние до 100 метров. Объем 150 литров. Рис.4. Турбосмеситель с нижним клиноременным приводом (600 об/мин), задвижкой с управлением пневмоцилиндром. Предназначен для перемешивания полимерных порошков с малыми добавками пигментов. Объем 750 литров.

Уникальной особенность смесителей типа СБТ является возможность перемешивания как жидких суспензий, так и сухих порошков, в том числе полимерных.
  1. Перемешивание цементных и цементно-песчаных растворов с целью снижения расхода цемента;
  2. Приготовление реакционно-порошковых бетонов последнего поколения, стеклофибробетонов;
  3. Получение растворов для инъекционного закрепления грунтов и тампонажных растворов в нефтедобыче;
  4. Крема, мази, линименты для косметической и фармацевтической промышленности;
  5. Приготовление комбикормов;
  6. Приготовление растворов удобрений, пестицидов, гербицидов, СЗР и прочее в сельскохозяйственной промышленности;
  7. Приготовление грунтов для посадки растений;
  8. Перемешивание сухих пищевых концентратов, в том числе для приготовления соков и пр.;
  9. Приготовление детского и спортивного питания;
  10. Перемешивание специй и приготовление приправ;
  11. Имеется большой опыт разработки турбосмесителей для смешивания полимерных порошков с малыми дозами функциональных добавок. Есть опыт применения смесителей серии СБТ в качестве «горячих» смесителей полимеров.
Наименование Варианты исполнения
Расположение привода смесителя Верхнее или нижнее
Привод Электромотор (750 об/мин) или мотор-редукткор
Тип привода Прямой или клиноременная передача
Тип задвижки Шибер, поворотная задвижка или пневмоцилиндр на выгрузке
Тип разгрузки Гравитационная или пневмовыгрузка с подачей на расстояние
Материал корпуса Углеродистая сталь или нержавеющая сталь
Возможность виброактивации Есть или нет

Турбулентный смеситель с вибрационным воздействием — это идеальное решение для использования в технологии получения бетонов, растворов и пенобетонов потенциала цемента на 100%. Для этого требуется перед применением цемента провести его активацию. Наиболее эффективна активация цемента в водной среде, так называемая «гидроактивация». После окончания процесса гидроактивации, полученное цементное тесто может использоваться в технологии бетона, либо пенобетона. Это мероприятие при прочих равных условиях может дать прирост прочности бетона, либо пенобетона до 50-70%.

Кроме того, смеситель-активатор может использовать непосредственно для получения как бетона, так и пенобетона. В этом случае, можно также рассчитывать на получение бетонных , пенобетонных изделий улучшенных характеристик. Если же получение высококачественных изделий на основе цемента не входит в Ваши планы, то наш турбулентный смеситель позволит Вам уменьшить расход цемента при сохранении качества Вашей продукции.

На фотографиях, представленных ниже, Вы можете видеть процесс перемешивания и последующей выгрузки цементно-песчаного раствора. Обратите внимание, насколько активно идет перемешивание высоковязкого цементно-песчаного раствора. Вязкость раствора после перемешивания и активации Вы можете визуально оценить по второй фотографии.

Объем турбулентного смесителя, литров 100 (250, 350, 500 и 1000)
Производительность, м 3 /час От 2
Габаритные размеры, мм От 1200*900*1300
Высота загрузки, мм От 1000
Масса, кг От 150
Мощность, кВт От 3
Частота вращения, об/мин От 250 до 750
Вибратор На ряде смесителей есть.

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

АКТИВАЦИЯ ЦЕМЕНТОВ ПРИ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ

Активация цементных частиц в процессе измельчения — очень сложный, многоступенчатый процесс изменения энергетического состояния материала в условиях подвода механической энергии [3]. Известно, что измельчение одного и того же цементного клинкера до одинаковой удельной поверхности в различных помольных агрегатах позволяет получать вяжущее, отличающееся различными физико-механическими свойствами [4]. Обусловлено это тем, что образование новых поверхностей в измельчителе сопровождается множеством сопутствующих процессов. И один из них — процесс активации материала. В разных аппаратах эти явления протекают с различной интенсивностью: скорость нагрузки, вид напряженного состояния и др. Характеристики механического воздействия оказывают существенное влияние на интенсивность процесса измельчения и активации. А это воздействует на измельчающую и активационную способность того или иного размельчителя.

На активационную способность измельчаемого материала оказывают влияние изменение структуры кристаллической решетки вещества, частичная аморфизация поверхностных слоев частиц, различные виды излучения, которыми сопровождается измельчение, изменение вида химических связей на поверхности и в глубинных слоях вещества, электризация поверхности и другие процессы [51].

Например, к электрическим и оптическим эффектам, наблюдаемым при измельчении, относятся различного вида люминесценции: хемилюминесценция, адсорболюминесценция, триболюмниесценция, радикалолюминесценция. Возможно интенсивное свечение в результате ударной ионизации молекул газовой фазы электронами, покидающими измельчаемые частицы под действием сильных полей.

При измельчении ударным способом возникают короткоживущие (10-7—10—8 с) локальные состояния микроплазмы — смесь ионов, электронов и возбужденных атомов. Данный процесс сопровождается образованием различных дефектов и дислокаций.

Осуществление активационных процессов происходит за счет энергии напряженного состояния измельчаемого материала, энергии упругих и пластических деформаций.

При необходимости получать цемент с удельной поверхностью выше 2500 см2/г производительность шаровой мельницы быстро падает. Эго обусловлено агломерацией мельчайших частиц и их налипанием на футеровку мельницы и мелющие тела.

При струйном помоле в вакууме агломерация невозможна, так как зерно разбивается под действием собственной кинетической энергии. Мелкие зерна имеют значительно меньшую кинетическую энергию, чем крупные, и меньше подвергаются ударам. Этим объясняется избирательность струйного помола в вакууме [6] и получение более сжатых гранулометрических кривых измельченных материалов (рис. 5.3).

Помол цементного клинкера в шаровых и струйных мельницах до одной и той же удельной поверхности показал, что в струйной мельнице почти отсутствуют зерна более 20 мкм и совсем нет зерен 40 мкм [6].

Гранулометрические измерения показывают, что характеристика тонкости помола цемента только по удельной поверхности является недостаточной прн измельчении в различных помольных агрегатах, так как при почти равной удельной поверхности можно иметь совершенно различное распределение фракций.

Струнные мельницы имеют серьезные преимущества: в них легко достигнуть требуемой тонкости помола путем изменения скорости вращения ротора.

Гранулометрический состав компонентов портландцемента оказывает существенное влияние на механическую прочность цементного камня. Применение в качестве регулятора твердения двуводного гипса CaSO4 — Н2O, размолотого до удельной поверхности 550 и 10 000 м2/кг, показывает, что с увеличением тонкости помола регулятора твердения прочность цементного камня несколько снижается во все сроки твердения. Зависит она от количества вводимых добавок двуводного гипса. При оптимальном количестве добавки гипса (около 3 % по массе) прочность максимальна.

Цемент, измельченный в струйной мельнице, при оптимальном количестве добавки гипса позволяет получать камень более высокой прочности по сравнению с цементом той же удельной поверхности, размолотым в шаровой мельнице.

При помоле в струйных мельницах количество инертных добавок можно увеличить на 30 % (без снижения прочности цементного камня) по сравнению с цементом, размолотым в шаровых мельницах. В связи с тем, что гранулометрический состав цемента, размолотого в струйных мельницах, более узкий, строительные растворы и бетоны на его основе отличаются ухудшенными реологическими характеристиками.

Известно, что струйный помол повышает гидравлическую активность цемента на 0,5—1,0 МПа, несмотря на повышение его водопотребности. Объясняется это более однородным гранулометрическим составом цемента н формой поверхности частиц [7]. Струйные мельницы имеют ряд преимуществ; более компактны, менее металлоемки, бесшумны в работе. В качестве энергоносителя используется воздух или водяной пар.

Газоочистка осуществляется в скруббер-конденсаторах со свободным разбрызгиванием воды. Степень активации цемента при помоле в струйных мельницах зависит от минералогического состава клинкеров (табл. 5.1).

У цементов с высоким содержанием C2S существенный прирост прочности достигнут лишь в суточном возрасте — до 12 МПа В образцах с вяжущим, имеющим высокое содержание алита прочность нарастала более интенсивно в ранние сроки, однако по абсолютному значению не превышала 4—5 МПа.

Повышение активности цементов струйного помола обусловлено улучшением их гранулометрического состава. Количество фракций 5— 30 мкм увеличивается за счет снижения содержания крупной фракции.
Учитывая, что при струйном помоле заметно возрастает водопотребность цементного теста — на 7—9 %, помол в струйных мельницах необходимо осуществлять в сочетании с применением пластификаторов с целью снижения водопотребности до контрольного уровня. Для существенного увеличения прочности цементного камня, полученного на основе цемента струйной технологии, необходимо помол проводить с применением пара либо увлажненного энергоносителя. Активация цементов в планетарных мельницах позволяет резко повысить прочность цементного камня. Например, активация цемента путем измельчения в течение 3 мин [8] позволила повысить его прочность в 2 раза (от М 400 до М 800).

Такая активация особенно эффективна при использовании лежалых цементов, длительное время хранившихся в условиях мороза и повышенной влажности.

При измельчении клинкера н отдельных клинкерных минералов происходит искажение кристаллической структуры поверхностных слоев, деформация кристаллической решетки глубинных слоев минералов, рост количества аморфной массы измельчаемого материала [9, 10]. Причем различия в свойствах цементов обусловлены не разными минералогическими составами, а степенью активации при измельчении. Так, измельчение в мельницах различных конструкций цементов одного и того же минералогического состава показывает существенную разницу в их свойствах. Наиболее высокую активность имеют цементы, измельченные в вибромельницах. Они обладают максимальной скоростью твердения и более высокой степенью гидратации, дают максимальную прочность цементного камня. Минимальной прочностью обладают цементы, активированные в эксцентриковых мельницах, дающих в 28-суточном возрасте прочность, составляющую всего 35 % прочности цементного камня, полученного из цемента, активированного в вибромельнице.

Активность цемента возрастает с увеличением времени активации [10] независимо от того, продолжает ли нарастать удельная поверхность вяжущего или ее рост прекращается (рис. 5.4). Из рис. 5.4 следует, что с увеличением времени помола двухкальциевого силиката сверх 4 мин удельная поверхность минерала практически не увеличивается, однако процесс гидратации протекает более интенсивно: количество связанной воды в цементном камне заметно возросло.

На процесс активации цемента оказывает существенное влияние среда измельчения. Наличие ПАВ — интенсификаторов помола существенно сокращает время пребывания продукта в помольном агрегате (при измельчении до одной и той же удельной поверхности), в связи с чем степень деструкции минералов оказывается значительно ниже. Активность цемента, размолотого без добавок ПАВ, и степень его гидратации оказываются более высокими.

Таким образом, для повышения прочности бетона и снижения расхода цемента перед затворением бетонной смеси необходимо осуществлять активацию вяжущего. Степень активации существенным образом зависит от типа применяемого измельчителя и принципа его работы. Применение аппаратов ударного действия (дезинтегратор, дисмембратор, ударно-центробежная мельница, струйная мельница, импульсный пневмоизмельчитель) в качестве активаторов весьма эффективно при сухом измельчении сыпучих, не склонных к слипанию материалов.

Аппараты истирающего действия применяют в качестве активаторов при производстве резины и пластмасс (валковые мельницы), измельчении пигментов, приготовлении паст, резиновых смесей и пластмасс (роликовые мельницы).

Для механоактивации минеральных веществ, в том числе цемента применяют аппараты ударно-истирающего действия (шаровые, вибрационные мельницы, аттриторы, бисерные мельницы, аппараты вихревого слоя, планетарные мельницы).

Во вновь образованной активной поверхности начинают протекать дезактивирующие процессы: адсорбция газов, агломерация, агрегация, химические реакции и т. п. На такие процессы расходуется поверхностная и внутренняя энергия частиц. Возможно либо поглощение, либо выделение теплоты, в зависимости от типа возможной химической реакции. Кроме того, на процесс измельчения оказывают влияние электрические и магнитные поля (М. Г. Гоникберг, Д. Д. Логвиненко, В. В. Кафаров и др.).

В последние годы интенсивно исследуется возможность применения в химической технологии электрических и магнитных полей. Это во многих случаях позволяет ускорить протекание процессов либо даже осуществлять такие процессы, которые в обычных условиях не протекают. Под действием магнитного поля изменяется поверхностное натяжение, вязкость, электрическая проводимость, магнитная восприимчивость и другие фнзнко-химические свойства растворов. Общая схема распределения потоков подводимой к измельчаемому материалу внешней механической энергии зависит также от конструкции аппарата, типа измельчающего органа, режима работы, вида напряженного состояния разрушаемых частиц и других факторов.

Домол цемента в водной среде позволяет получать высокую удельную поверхность без снижения производительности мельниц. Однако это возможно прн условии размещения мельниц на заводах ЖБИ илн строительных площадках, поэтому он не нашел широкого промышленного применения.

В последние годы для интенсификации процессов, протекающих в гетерогенных системах, стали применять устройства, обеспечивающие гидродинамические потоки и одновременное эффективное измельчение дисперсных материалов. Таким аппаратом является устройство для диспергирования смесей (УДС). работающее по принципу дисмембраторов, коллоидных мельниц и центробежных насосов [11]. Рабочие органы УДС выполнены в виде ротора н статора с выступами в форме эллипсов и полушарий. При вращении ротора со скоростью 3000 об/мин жидкая среда подвергается интенсивным механическим воздействиям, гидравлическим ударам, кавитации. Это обеспечивает более высокую эффективность УДС (табл. 5.2).

Использование схемы помола, при которой грубый помол осуществляется на цементном заводе, а мокрый — на заводах ЖБИ или стройплощадках, является экономически эффективным (табл. 5.3). Учитывая, что грубомолотые цементы при перевозках и хранении значительно меньше теряют свою активность по сравнению с тонкомолотыми, такая технология является более перспективной. Кроме того, домол цемента непосредственно на заводе ЖБИ и оперативное его применение в производстве позволяет использовать высокую активность вяжущего и получить цементный камень повышенной прочности. Цемент, активированный в УДС, более интенсивно набирает прочность в ранние сроки твердения. Например, после обработки в УДС полная гидратация отдельных клинкерных минералов значительно ускоряется по сравнению с неактивированными минералами.

Вяжущее, активированное в УДС, при гидратации позволяет получить более плотную и прочную микроструктуру цементного камня.

При мокром домоле цемента с добавками ПАВ наблюдается более быстрое увеличение удельной поверхности частиц. Адсорбированные частицами цемента ПАВ значительно уменьшают интенсивность процесса структурообразования воды, ослабляют силы молекулярного взаимодействия воды с поверхностью цементных частиц. Это повышает подвижность смеси и позволяет значительно уменьшить водоцементное отношение.

Промышленное испытание технологии приготовления бетонной смеси с применением УДС осуществлено на Брянском заводе ЖБИ.

Источник

 Построй сам
Adblock
detector