Эффективность гомогенизаторов в производстве силикатного бетона

Белорусские комбинаты строительных материалов в Гродно, Могилеве и Сморгони построены на основе прогрессивной отечественной технологии и выпускают изделия широкой номенклатуры из плотного и ячеистого силикатного бетона. На этих предприятиях впервые применены пневматические гомогенизаторы СМ-991 конструкции ВНИИСТРОММАШ (рис. 1). Использование этих сложных дорогостоящих установок вызвано необходимостью обеспечить нужное качество вяжущего вещества и получить изделия с заданными свойства мн.

Пневматический гомогенизатор СМ-991 предназначен для усреднения порошкообразных материалов путем механического перемешивания их во взвешенном состоянии потоками воздуха. Для определения эффективности работы гомогенизатора на Гродненском КСМ проведены эксперименты, в которых оценивали качество усреднения вяжущего и находили оптимальное время гомогенизации. Испытания проводили на известково-кремнеземистом вяжущем, предназначенном для приготовления плотного силикатного бетона. При контрольных измерениях для определения качества извести с ленты весового дозатора непрерывного действия отбирали пробы массой до 200 г через каждые 5 мин. По результатам анализа этих проб содержание активной СаО в извести колебалось от 57,4 до 85,2%, скорость гидратации—от 3 до 15 мин, а температура гидратации от 60 до 80°С.

Изделия из плотного силикатного бетона на Гродненском КСМ выпускают по технологии, основанной на использовании вяжущего с заданной степенью гидратации извести. Для приготовления вяжущего используются известь, кварцевый песок карьерной влажности (3—5%). гипсовый камень и вода, которые дозируются в заданных соотношениях в двухканальный смеситель непрерывного действия С-780. В период экспериментов расход компонентов в 1 мин составил: извести—87—.107, песка — 150—193, гипса—1,15 кг, воды — 28—32 л. Такая дозировка рассчитана па получение в шаровой мельнице АЦ-47 вяжущего с содержанием 26—30% активной СаО и степенью гидратации извести р = 0,6—0,7.

Фактическая величина степени гидратации извести в вяжущем после мельницы, по данным рентгеноструктурного анализа, оказалась равной Р — 0.62. Характеристики вяжущего после помола приведены в табл. 1




После заполнения гомогенизатора смесью до уровня 7 м подачу вяжущего (прекращали. Затем производили усреднение в течение 60 мин с отбором проб до начала гомогенизации, а затем через каждые 20 мин. После определения качества усреднения отбор проб производили сразу после мельницы (.в приемном i6ynKeipe перед пневмоустановкой) ц из гомогенизатора — на уровнях 2,5 и 7,0 м.

B таблицах 2 и 3 приводятся результаты анализов проб, показывающие, как изменяются характеристики вяжущего на указапых уровнях в зависимости от времени усреднения, а на рис. 2 показано, как меняется коэффициент вариации по содержанию активной СаО. На этом рисунке для сравнения приведены коэффициенты вариаци.


Таким образом, оптимальным временем гомогенизации вяжущего следует считать 40—60 мин.

Абсолютная величина коэффициента вариации, соответствующая этому времени, для трехкомпонентного вяжущего составляет 5,5%, а для двухкомпонентного (известково-кремнеземистого) — 1%.

Результаты свидетельствуют также об увеличении удельной поверхности вяжущего от 6960 (.после помола) до 7800 см2/г (после гомогенизации в течение 60 мин). Это происходит, по-видимому, прежде всего за счет гидратации дополнительной части извести влагой, которая всегда содержится в воздухе, поступающем в гомогенизатор.

Определенные по результатам рентгеноструктурного анализа величины степени гидратации извести в вяжущем после усреднения подтверждают это предположение. Хотя испытания проводились при влажности воздуха 20—40%, за время гомогенизации (40—60 мин) степень гидратации извести увеличилась от 0,62 до 0,87—0,89, т. е. на 20—40%. Очевидно в условиях более высокой влажности степень гидратации извести будет еще больше.

Отмеченное изменение степени гидратации извести в процессе гомогенизации вяжущего затрудняет приготовление последнего с заданными стабильными свойствами. Поэтому для повышения надежности технологии необходимо либо подавать в гомогенизатор сухой воздух, либо учитывать влажность находящегося в нем воздуха.

При изучении грансостава вяжущего (табл. 3) обнаружено, что за период гомогенизации он изменяется незначительно. Происходит некоторое перераспределение (фракций (в сравнении с данными табл. 1). После 60-мин усреднения содержание фракций менее 63 мк снижается, а фракций более 80 лис увеличивается Это может быть вызвано агрегацией гидратированных частиц извести, отличающихся высокой дисперсностью. В связи с этим необходимо обратить внимание на улучшение работы системы, применять новые эффективные фильтры.

Опыт Гродненского КСМ позволил выявить и другие преимущества использования гомогенизатора. На большинстве действующих, вновь -строящихся или (проектируемых заводов производство плотного и ячеистого силикатных бетонов сосредоточено (В одном цехе с общим помольным отделением. Таким образом, на одном предприятии готовятся но крайней мере два типа вяжущих, а при наличии цехов силикатного кирпича— три, существенно отличающихся друг от друга по содержанию активной СаО, степени гидратации извести, дисперсности, добавкам и т. д.




В качестве мелкого заполнителя для конструктивных бетонов можно применять термолитные пески, при этом объемная масса 1 м3 бетона уменьшается на 150—200 кг без снижения его прочности. Однако для улучшения деформативных свойств бетонов, особенно ползучестей и усадки, что имеет важное значение при изготовлении конструкций с предварительно напряженной арматурой, рекомендуется изготавливать их на плотном кварцевом песке. Кроме того, применение кварцевого песка обеспечивает лучшую защиту арматуры от коррозии.

По физико-механическим свойствам легкие бетоны на трепельном гравии и термолите (табл. 3) близки к бетонам таких же марок на керамзите. Исследуемые бетоны марок 200—400 готовили на цементе М400, бетон марки 500 — на цементе М500.

В результате совместной работы коллективов НИШЖБ, управления Орел- строй и завода «Стройиндустрия» освоено изготовление панелей пустотного ластила (марка 200) с двумя видами предварительно напрягаемой арматуры (проволочной и стержневой) и плит покрытий (1,5X6 м (марка 300) промышленных зданий. В производственных условиях осваиваются легкие бетоны марок 400, 500 для изготовления несущих элементов каркаса промздаиий, а также бетоны марок 150—200 для несущих конструкций жилых 9-этажньы домов серии 121.

Центральные районы европейской части СССР, в том числе Орловская область, не имеют качественных тяжелых заполнителей. На заводе «Стройиндустрия», например, бетоны марок 150—200 изготавливают на известняковом щебне. Выпуск легкобетониых конструкций на местном высокопрочном трепельном гравии дает большую экономию. В Орле и Орловской области она составляет -в среднем на 1 jii3 бетона 6 р. 18 к. Годовой экономический эффект при выпуске 70 000 л3 бетона составит 708 920 руб.

Во Владимире начато строительство завода термолита производительностью 50 тыс. м3 в год, осваиваются конструктивные легкие термолитобетоны марок 200 и 300 для серийного изготовления элементов перекрытий жилых домов и комплексных плит покрытия коровников.

Широкое распространение крупных месторождений трепелов, относительная простота технологии изготовления высококачественного гравия и термолита на

их основе свидетельствуют о том, что этот ввод легкого заполнителя должен стать одним из эффективных производстве легких и в первую очередь конструктивных бетонов.