Виброперемешивание высоковязких ячеистых смесей —

Информация: перила для винтовых лестниц из дерева по низким ценам.

Комплексная вибрационная технология ячеистобстонных изделий находит все более широкое применение на предприятиях промышленности. В числе основного оборудования этой технологии — смесителе для приготовления массы СМС-40, показавший в условиях производства хорошие эксплуатационные качества Машина представлена на ВДНХ СССР в экспозиции легкие бетоны О теоретических предпосылках создания аппарата, его конструктивных особенностях публикуется ниже статья.

Приготовление гомогенных тонкадисперсных растворов и ячеистых смесей повышенной вязкости, используемых при вибрационной технологии производства газобетона, представляет определенную сложность. Она состоит, в частности, IB том, что наряду с минеральными вяжущими и кремнеземистым компонентом в состав ячеистых смесей вводят в качестве газообразователя алюминиевую пудру в количестве 0,06—0,07% массы сухих материалов Распределение каждого из сырьевых компонентов и особенно газообразователя оказывает решающее влияние на однородность пористой структуры газобетона и его физико-механические свойства

Успешное внедрение и освоение вибрационной технологии изготовления изделий из ячеистых бетонов в этромыш ленность потребовало проведения комплекса исследований, в том числе теоретического анализа механизма -внброле- ремешивання ячеистых смесей и обоснования конструкции виброомссители Такие работы были проведены ВПИИЖЕЛЕЗОБЕТОНом МПСМ СССР ,в содружестве с ВНИИСТРОММАШем МСД и КМ СССР.

На стадии приготовления высоковязкая ячеистая смесь (В/Т = 0.3—0,42) в зависимости от свойств исходных сырьевых компонентов и вида вяжущего) представляет собой -минеральную суспензию с четко выраженной коагуляционной структурой. Подвижность таких суспензий зависит от степени -нарушения имеющихся структурных связей. Причем каждому градиенту скорости зерен минеральной суспензии соответствует своя равновесная степень разрушения структуры. Эти связи между зернами могут нарушаться в процессе приложения различного рода динамических воздействий. Однако наиболее полное разрушение происходит при воздействиях, сообщающих зернам минеральных суспензий вынужденные колебания с частотой, приближающейся к частоте их собственных колебаний. Для ячеистых смесей состоящих из тонкодисперсных кремнеземистого компонента и -вяжущих (с сдельной поверхностью от 2000 до 1000 см2/г). динамические воздействия должны иметь оптимальную частоту Единственным способом создания ко- кб.тпип таких параметров является вибрирование в -процессе приготовления смесей. Другие -виды динамических воздействий — встряхивание, циркуляция при работе турбин гидродинамических смесителей и т. д менее эффективны, однако требуют, как правило, больших удельных энергозатрат.

Вибрационные воздействия сообщают зернам кремнеземистого компонента « вяжущего вынужденные колебания со скоростью, зависящей от параметров вибрирования и массы зерен. Б определеные моменты соседние зерна раз личной массы смещаются относительно друг друга, что сопровождается разрушением коагуляционной структуры Приготавливаемая смесь должна находиться под воздействием вибрационных колебаний -непрерывно в течение всего цикла перемешивания. Это необходимо из-за практически моментального восстановления нарушенных структурных связей ячеистой смеси, что -обнаруживается по резкому возрастанию величины предельного напряжения сдвига смеси по прекращению вибрирования.

В смесях с зернами различной массы (например, бетонные смеси с крупным заполнителем) при вибрировании наряду с разжижением происходит процесс гомогенизации смеси вследствие взаимного смещения зерен. Последнее в незначительной мере проявляется при виброперемешивании ячеистых смесей, состоящих из мелких верен примерно одинаковой массы. Для таких смесей наряду с разрушением коагуляционной структуры при вибрировании решающее значение приобретает создание условий для интенсивного принудительного перемешивания ячеистой смеси -в корпусе смесителя. Такие условия создаются -при сочетании воздействия на ячеистую смесь лопастного смесительного вала со скоростью вращения около 200 об/мин л неподвижных отражательных лопастей корпуса смесителя.

На основе приведенных выше теоретических предпосылок вибраперемешивание мало-подвижных ячеистых смесей должно осуществляться я условиях предельного нарушения структурных связей между составляющими смеси « турбулентного режима ее циркуляции в смесительной емкости.

Экспериментальные исследования процесса виброперемешивания и выбор эффективной конструкции вибросмесителя проводились нами в опытных вибросмесителях емкостью 70 л и промышленных вибросмесителях емкостью 3,5 л3. Вес смесители были вертикального на Вибросмесители (рис. 1) подразделялись на две труппы: с внутренними вибробулавами и невибрирующим корпусом; с вибрирующим корпусом. Последние характеризовались по сравнению с первыми (при одних и тех же параметрах -вибрирования) повышенным (в 10—15 раз) критерием эффективности виброперемешивания. Это объясняется большой поверхностью излучения.

Экспериментальные исследования процесса випброперемешивания на опытных смесителях емкостью 70 л проводила на цементно-известково-песчаных растворах (без газообразователя) и ячеистых смесях В остальном раствор по составу был аналогичен ячеистой (С= 1,75, Ц:И= 1:0,75, В/Т = 0.3).

Первоначально для оценки однородности ячеистой смеси была применена методика, основанная на определении содержания -активтых CaO-1-MgO по стандартному способу в пробах, отобранных из залитой формы.

Кривые нормального р ас пределен и n и экспериментальное распределение меченых зерен и ячеистой смеси, приготовленной в промышленных смесителях с вибрирующим корпусом и внутренними вибробулавами (2, 2 )

Однако от нее пришлось отказаться. Причиной тому было дополнительное усреднение проб при нх подготовке. Наряду с этим точность самого «пределе ния содержания активных СпО + МцО соизмерима с колебаниями их содержания в контролируемой ячеистой смеси.

В опытах отклонения от среднего значения не превышали 0,9%, а коэффициент изменчивости Ct. составлял 0,03— 0,04. В наших исследованиях в итоге были приняты метод люминесцентной микроскопии и оценка однородности по физико-механическим характеристика растворных образцов.

Применительно к тонкодисперсным растворам и ячеистым смесям метод люминесцентной микроскопии был отработай нами в содружестве с институтом органической химии им. Н. Д. Зелинского. Эта методика основана на введении в состав раствора (смеси) зерен песка, меченных водонерастворимым светло-желтым люмогеном.

Метод обеспечивает соответствие гидромеханических свойств меченых зерен с составляющими раствора или ячеистой смеси, что достигается применением в качестве меченых зерен фрак-,, пни 100—-125 мк, обработанных 0,2 % — ным водным раствором поверхностно- активной добавки ОП-7. Меченые зерна вводили в виде водной суспензии 25 30% -ной концентрации в момент, соответствующий вводу в замес алюминневой суспензии. Для каждого определения отбирали не менее 50 проб, необходимых для достоверной оценки полученных результатов и их статистической обработки. В таком же количестве формовали образцы для физико-механических испытаний.

Изучение вели На вибросмесителях с от мим и тем же числом подвижных и от раж цельных лопастей

И этих опытах скорость вращения смесительного вала была неизменной и составляла 200 об/мин. Дли виброперемешывания от момента загрузки сухих компонентов (вводи водной суспензии (меченых зерен) до выгрузки раствора во всех опытах составляла 1 мин. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что раствор, приготовленный в смесителе с вибрирующим корпусом при оптимальной амплитуде колебаний, характеризуется коэффициентом изменчивости С по распределению меченых зерен в пределах 0,16—0,21 против 0.24—0,29 для смесителя с внутренними вибробулавами.

По распределению предела прочности при сжатии растворных образцов коэффициент изменчивости составил со ответственно 0,1 против 0,27.

Экспериментально установлено влияние скорости вращения вертикального лопастного вала смесителя для прочих равных условий (интенсивности вибрирования, величине вибрирующей поверхности, объему замеса и длительности виброперемеливания) на однородность малоподвижного раствора Увеличение числа оборотов вала со 130 до 400 об/мин (окружная скорость соответственно 2,0 и 6,5 м/сек) снижает коэффициент изменчивости содержания меченых зерен с 0,27—0,28 до 0,13—0,14, т с. в 2 раза. Одновременно (повышается коэффициент однородности по прочности 0,79—0,81 или в 1,6 раза

Результаты лабораторных исследований были подтверждены на промышленных вибросмесителях емкостью 3,5 Люберецкого комбината. В этом случае определялась однородность ячеистый смесей 0,36 (диаметр расплыва по прибору Суттарда— 11—12 см). Установлено, что коэффициент изменчивости распределения меченых зерен для ячеистой смеси, приготовленной в смесителе с вибрирующим корпусом, составляет 0,16 против 0,24 -в случае применения смесителя с внутренними вибробулавами (рис. 2).