CC BY
28УДК 691.31:621.926.085
Г.В. КУЗНЕЦОВА, доцент,
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Особенности помола известково-кремнеземистого вяжущего в производстве силикатных материалов
За рубежом заводы силикатного кирпича работают по прямой технологии приготовления вяжущего, т. е. подготовка вяжущего состоит в тонком помоле одной извести или используется покупная тонкомолотая известь. Затем тонкомолотая известь и песок разной крупности дозируются и смешиваются. Далее смесь отправляется в силос для гашения. Большинство заводов силикатного кирпича в РФ применяет технологию приготовления силикатной массы путем совместного помола дробленой извести и песка в шаровых мельницах с получением известково-кремнеземистого вяжущего и последующим его дозированием и смешиванием вяжущего и песка наполнителя.
В силикатном бетоне, как и в силикатном кирпиче, вяжущим является тонкомолотая известково-кремнезе-мистая смесь, называемая известково-кремнеземистым цементом автоклавного твердения, или известково-кремнеземистым вяжущим (ИКВ). Если известь взята в избытке, то она непосредственно образует пленки гидросиликатов на поверхности песка-заполнителя. Этот непосредственный контакт извести с частицами песка не снижает и тем более не исключает роли ИКВ. Как только в обычную известково-песчаную смесь будет введена хоть небольшая добавка тонкомолотого песка, в такой смеси во время автоклавной обработки роль вяжущего, обволакивающего песок-заполнитель, начинает играть наряду с известью и известково-кремнеземистое вяжущее. Распределяясь в смеси вокруг крупных зерен песка-заполнителя, эта тонкомолотая смесь образует пленки силикатов кальция, обволакивающие и скрепляющие частицы заполнителя в единый монолит [1].
Увеличение тонкости помола кварцевого песка ускоряет не только его растворение, но и повышает концентрацию насыщенного раствора, тем самым интенсифицируя процесс образования гидросиликатов. Поэтому помол природного песка является мощным средством интенсификации процесса его взаимодействия с известью [1].
Однако доля песка в известково-кремнеземистом вяжущем ограничивается активностью получаемой извести, технологией и квалификацией технологов. Рассмотрим активности ИКВ в зависимости от его состава и активности исходной извести (табл. 1), которые получены расчетным методом.
С использованием методики СН 277-80 «Определение удельной поверхности песка в тонкомолотых смесях с известью и известняком» определено содержание молотого песка в вяжущем (табл. 2).
В «Типовом технологическом регламенте на технологический процесс производства силикатного кирпича», разработанном в НИПИсиликатобетона (1987 г.), приводятся следующие требования: п. 5.2.4. «Удельная поверхность молотого песка вяжущего должна находиться в пределах 150—200 м2/кг по прибору ПСХ; в п. 8 карты контроля технологического процесса производства приводятся требования, что известково-песчаное
вяжущее должно иметь дисперсность, соответствующую остатку на сите 02—5%.
ГОСТ 9179—77 «Известь строительная. Технические условия» п. 2.9 указывает, что степень дисперсности порошкообразной воздушной извести должна быть такой, чтобы при просеивании пробы извести сквозь сито с сеткой № 02 и 008 проходило соответственно не менее 98,5 и 85% массы просеиваемой пробы».
На заводах в основном используют сетку 02. При остатке на сите 02 в пределах 2% на сите 008 получается остаток, превышающий 15%. Зачастую заводские лаборатории не используют сетки 008. На ряде заводов остаток на сите 02 составляет более 10%, однако выпускаемый кирпич соответствует заданным требованиям по прочности. В табл. 3 приведены характеристики вяжущих нескольких заводов, расположенных на европейской территории РФ.
Удельная поверхность песка в известково-кремнезмистом вяжущем может составлять 800 см2/г, в лучшем случае 1200 см2/г. Однако для проведения таких характеристик заводские лаборатории должны быть оснащены соответствующим оборудованием и квалифицированными кадрами, которых во времена СССР обучали на курсах повышения квалификации.
Конечно, качество помола прежде всего зависит от прочности сырья, использованного для изготовления извести. Так, при замене добрятинского известняка прочностью 40 МПа на известняк Касимовского месторождения прочностью 30 МПа тонина помола готовой
Таблица 1
Активность ИКВ в зависимости от качества извести и содержания песка
Соотношение И:П Содержание активных СаО и МgO, %
1:0 50 58 62,5 68 72 80,3
1:0,5 33 38,6 45,1 39,5 48 51,7
1:1 25 29 31 34,2 36 41
1:1,5 20 23,2 25,8 27,7 28,8 32
Таблица 2
Доля песка в вяжущем
Соотношение И:П по массе в вяжущем 1:0,5 1:1 1:1,5 1:2
Песок, % 33 50 60 67
Таблица 3
Характеристики заводских вяжущих
Условное обозначение завода 1 2 3
Номер сит 02 008 02 008 02 008
Частные остатки, % 1,6 29,9 8 32,9 10 36,9
Полные остатки, % 1,6 31,4 8 40,9 10 46,9
14
научно-технический и производственный журнал
сентябрь 2011
Рис. 1. Шаровая двухкамерная мельница СМ 1456А
Рис. 2. Рабочий вид выходного узла мельницы
извести при прочих равных условиях уменьшалась в два раза, а марка кирпича увеличивалась.
Тонина помола также зависит от качества работы мельниц. Зачастую данный процесс контролируют механики предприятий и своей заботой об оборудовании приводят к ухудшению качества получаемого продукта. В помольном отделении отсутствуют какие-либо контролирующие приборы. Контроль качества помола вести только по остатку на сетке сложно. На Казанском заводе силикатных стеновых материалов в помольном отделении были установлены приборы измерения нагрузки на двигатели всех мельниц. При запуске мельниц с полной загрузкой мелющими телами в соответствии с технологией показания приборов составляют 200— 220 А. При последующей работе и износе мелющих тел нагрузка снижалась до 160—150 А. По данным контроля, в этот период увеличивался остаток на сетках либо рост помола подтверждался показаниями приборов о снижении нагрузки на двигатель и износом мелющих тел. Данную операцию уже могут контролировать все технические работники. Работники помольного отделения могут своевременно производить дозагрузку мельниц мелющими телами.
В настоящее время на старых силикатных заводах можно только мечтать об автоматизации контроля за
35 30 25 20 15 10 5
61,6 43,2 41 37,6 34,7 33,3 30,5 24,4 20,2 Состав вяжущего
Рис. 3. Изменения угла естественного откоса известково-кремне-земистого вяжущего в зависимости от его состава
работой помольных отделений, в то время как новые заводы обеспечены компьютерным управлением на всех рабочих местах.
Работа шаровой двухкамерной мельницы схематично представлена на рис. 1.
Шаровые мельницы на выходе имеют барабанные грохоты с ячейками 4 мм, просеивающие и предохраняющие от попадания мелющих тел в готовый продукт (рис. 2).
Грохоты мельниц на производстве часто создают проблемы, а именно происходит его замазывание, и готовый продукт попадает в отход. Такое наблюдается при увеличенной производительности мельниц. Чтобы избежать потерь, на многих предприятиях сетку грохота демонтируют с мельницы. Это ведет к появлению такого вида брака, как «дутик» в силикатном кирпиче. Условия труда в таких помольных отделениях также оставляют желать лучшего.
На отечественных заводах дозирование вяжущего осуществляется, как правило, шнековыми дозаторами или в лучшем случае дозаторами СБ-71 и редко весовыми дозаторами. Подвижность вяжущего дает о себе знать разбросом активности формовочной смеси. Уменьшение разброса активности смеси или коэффициента вариации смеси стало требовать к себе внимания в связи с ростом производства цветного кирпича. На менее подвижном вяжущем разброс дозировки минимален. В связи с этим произведено сравнение цемента и известково-кремнеземистого вяжущего по подвижности. В КазГАСУ произвели исследования подвижности известково-кремнеземистого вяжущего (табл. 4).
Полученные данные показывают, что с увеличением тонины помола составляющих вяжущего подвижность их снижается. Оптимальный состав вяжущего состава 1:1 приближается к подвижности цемента.
Полученные данные позволяют сделать вывод, что увеличение доли кремнеземистого компонента в вяжущем до соотношения 1:1 снижает подвижность, но даль-
Таблица 4
Подвижность известково-кремнеземистого вяжущего и его составляющих
0
Соотношение И:К 1:0 1:0,2 1:0,33 1:0,42 1:0,5 1:1 1:1,1 1:1,5 1:2 0:1
Активность 61,6 43,2 41 37,6 34,7 33,3 30,5 24,4 20,2
Плотность 660 630 680 710 700 890 740 750 690
Угол естественного откоса, град. 24 24 26 26 27 30 28 24 22
Песок немолотый молотый Sуд=1500 м2/кг Sуд=3000 м2/кг 12 23 24
Известняк молотый Sуд=2600 м2/кг Sуд=7400 м2/кг 19 26
Известь активностью 61,6% 80,8% 24 18
Цемент М400 35
Ы ®
научно-технический и производственный журнал
сентябрь 2011
15
Рис. 4. Щетка грохота мельницы
нейшее увеличение приводит к возвращению прежней подвижности, так как здесь проявляет свое влияние молотый песок, поскольку доля его увеличивается. То же наблюдается и с плотностью известково-кремне-земистого вяжущего. Можно отметить, что при помоле состава 1:1 получается менее подвижная смесь или порошок с меньшей текучестью. Здесь возникают проблемы с прохождением ее через грохот мельницы.
В данном случае на производстве было принято решение этой проблемы путем установки металлической щетки на грохоте мельниц (рис. 4,5). Щетка изготавливается из троса по принципу щетки пресса СМ816, место установки — по ходу грохота. При подъеме нижней
Рис. 5. Узел выгрузки мельницы с установленной щеткой
точки грохота вверх происходит очистка отверстий. Срок службы щеток продолжительный, замена их не проблематична, материалы доступны.
Таким образом, данное решение позволило:
— повысить КПД мельницы на 12—15%;
— устранить попадание продукта помола в лоток отходов;
— в помольном отделении создать нормальные условия труда.
Литература
1. Сатталкин А.В. Технология изделий из силикатного бетона. М.: Стройиздат, 1972. 344 с.
Ак тива гор
//С$\\ измельчение активашСн синтез
Акт и в это р-2 S L
100 30
d 60 u
1 ДО
20 О
5 мин. и
* У у * 1 мин.
10 100 диаметр частиц, ыкм
Для пробоподготоеки материалов
Лабораторные мельницы "Активатор" для заводских и исследовательских лаборатории.
Активатор-4М
Для наработки небольших партий материалов
Активатор-25
Для помола материалов в ударном, сдвиговом: вихревом режимах
www.activator.ru »
Новосибирск, Софийская 18, оф 107 630056, Новосибирск 56, а/я 141 Факс: 8 (383) 325-18-49 Тел: 8 913 942 94 81 e-mail: [email protected]
Реклама
научно-технический и производственный журнал QTfJfjyTf ~JJbllbJ" 16 сентябрь 2011 ы ®
