Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49

Оборудование для подготовки инертных материалов при производстве сухих строительных смесей

М.С. Гаркави, д.т.н., проф. МГТУ, В.В. Воробьев, В.Н. Кушка, B.C. Свитов, НПА «Урал-Центр»

В статье рассматривается оборудование, обеспечивающее подготовку сыпучих инертных материалов при производстве сухих строительных смесей.

Приведены принципиальные схемы работы воздушного каскадно-гравитационного классификатора и центробежно-ударных мельниц, а также характеристики получаемого продукта.

В мировой практике строительства сухие строительные смеси относят к эффективным материалам, которые применяют для различных строительных работ. Сухие строительные смеси сравнительно быстро завоевали признание отечественных строителей.

Производство сухих строительных смесей включает в себя следующие основные процессы: прием инертных материалов, сушку и классификацию инертных, подготовку вяжущих материалов, химических добавок и пигментов, смешивание сухих смесей и их упаковку. В силу сложившихся особенностей производства сухих смесей в России подготовка инертных материалов (заполнителей и наполнителей) - это, как правило, отдельная технологическая установка, которая может работать автономно.

Заполнители и наполнители в сухих строительных смесях занимают до 70-80% объема. В качестве заполнителя в сухих строительных смесях, в основном, используется природный кварцевый песок. В импортных сухих смесях применяют "фракционированный" песок, который получают разделением природного песка на несколько фракций, что обеспечивает снижение расхода вяжущего в смеси. Этот же подход используют и отечественные производители сухих строительных смесей, разделяя природный песок на 3...4 фракции в зависимости от номенклатуры выпускаемой продукции. Для выполнения этой технологической операции применяют грохоты различной конструкции. Однако всем применяемым устройствам присущ основной недостаток, который заключается в невозможности гибкого изменения зернового состава заполнителей при смене номенклатуры сухих строительных смесей. Кроме того, ремонт грохотов является трудоемкой операцией.

Указанных недостатков лишен разработанный метод воздушной классификации сыпучих материалов, позволяющий достаточно быстро и в широких пределах изменять фракционный состав заполнителей. Схема работы воздушно каскадно-гравитационного классификатора, предназначенного для разделения по крупности в воздушном потоке сыпучих материалов, приведена на рис. 1.

В воздушных каскадно-гравитационных классификаторах использован способ разделения в воздушном потоке сыпучих материалов за счет взаимодействия двух противоположно направленных сил, действующих на частицы: гравитации и восходящего воздушного потока. На указанных аппаратах возможна классификация сыпучих материалов с максимальной крупностью частиц до 10 мм с получением 2...3 фракций готового продукта. Технические характеристики указанных классификаторов приведены в табл. 1. Значения установленной мощности классификаторов, указанные в таблице, соответствуют мощности вентиляторов пневмотранспорта, которые поставляются потребителю комплектно с системой пылевыделения.

Технические характеристики гравитационных классификаторов.

Марка Производительность, т/ч Крупность питания, мм, не более Установленная мощность, кВт Габаритные размеры, м Масса, т
КГ 1-3 1 5 5,5 0,8*0,7*2,5 0,3
КГ 3-3 3 5 7,5 0,8*0,8*2,8 0,5
КГ 5-3 5 5 11 0,9*0,8*3,0 0,7
КГ 7-3 7 5 15 1,0*1,0*3,2 0,8
КГ 10-3 10 5 22 1,4*1,2*4,8 1,0
КГ 15-3 15 5 30 1,8*1,4*6,0 1,4
КГ 20-3 20 5-10 45 2,0*1,6*6,4 1,8
КГ 30-3 30 5-10 45 2,6*2,0*7,0 2,5
КГ 35-3 35 5-10 55 2,7*2,2*7,2 2,8
КГ 40-3 40 5-10 75 2,8*2,4*7,4 3,0


Данные классификаторы позволяют в достаточно широких пределах изменять фракционный состав получаемых продуктов. На рис. 2 приведены результаты классификации песка на три фракции: 0.63...2,5, 2,0...0,16 и 0.16...0 мм на классификаторе КГ 1-3.

Как следует из данных рис. 2, использование воздушного каскадно-гравитационного классификатора позволяет с высокой точностью разделить исходный инертный материал на фракции песка, наиболее пригодные для изготовления сухих строительных смесей различного назначения, поскольку при смешивании полученных фракций в необходимых пропорциях возможно получение смеси инертных материалов с минимальной пустотностью (1).

В сухих смесях, которые применяют в тонких слоях и где не требуются высокие физико-механические показатели, используют тонкодисперсные материалы - наполнители: молотый известняк, мел, микрокальцит, маршалит и др. Эти наполнители позволяют также улучшить Фракционный состав заполнителей и уменьшить расход вяжущего компонента в сухих смесях. Наполнители должны иметь узкую гранулометрию, а их частицы должны обладать высокой физико-химической активностью (2). Как правило, наполнители получают в шаровых или вибрационных мельницах, обладающих высокой энергоемкостью. Частицы наполнителя, получаемые в этих мельницах, имеют окатанную форму, а сам наполнитель характеризуется широким зерновым составом. Указанные недостатки устраняются при производстве тонкодисперсных наполнителей получаемых в центробежно-ударных мельницах.

Измельчение в такой мельнице основано на механическом разгоне частиц и ударе их о неподвижную преграду (рис. 3).

Измельчение происходит преимущественно ударом при взаимодействии частицы с футеровкой корпуса. Корпус мельницы представляет собой вертикально расположенный стальной барабан, на котором изнутри закреплена бронефутеровка. Внутри корпуса находится ускоритель частиц. Вся система аспирируется вентилятором, который создает разряжение в зоне измельчения. Частицы материала, подхваченные воздушным потоком, уносятся в классификатор, расположенный над корпусом мельницы. Тонкие частицы, выделенные классификатором, направляются в систему осаждения и очистки. Крупные - направляются на доизмельчение.

Частицы материала измельчаются почти исключительно путем свободного удара о бронеплиты. Однако возможно и истирание, взаимное соударение частиц в воздушном потоке, при их движении в ускорителе и от ускорителя к бронеплите. Совокупность таких измельчающих воздействий сказывается на форме частиц наполнителя. Проведенный микроскопический анализ показал, что частицы наполнителя, получаемые при центробежно-ударном измельчении, обладают высокой дефектностью, подобно частицам цемента струйного помола. Частицы более однородны по форме, что предотвращает их агрегацию и способствует снижению водопотребности сухих строительных смесей (3). Кроме того, полученный материал обладает узкой гранулометрией, т.е. наполнитель получается монодисперсным (рис. 4).

Следует отметить, что в указанных мельницах за счет изменения скорости и направления движения воздушных потоков имеется возможность регулирования размера частиц получаемого материала.

Определение энергозатрат при получении наполнителя из мрамора показало, что экономия энергии по сравнению с шаровой мельницей составляет 20-25% (в зависимости от размера частиц получаемого материала), а затраты вспомогательных материалов в 2 раза ниже (в денежном выражении). Кроме низких энерго- и металлозатрат центробежно-ударные мельницы обладают компактностью, низкой массой, при их работе отсутствует вибрация и шум, следовательно, отпадает необходимость устройства специальных массивных фундаментов.

Таким образом, описанное оборудование, используемое для подготовки инертных материалов, позволяет получать высококачественные заполнители и наполнители для производства сухих смесей при минимальных материальных и энергетических затратах.

ЛИТЕРАТУРА

  • Панченко А.И., Несветаев Г.В. Сухие смеси в России: особенности производства и применения // Строительные материалы. 2002. № 5, с. 19-22.
  • Козлов В.В. Сухие строительные смеси. М: Изд-во АСВ, 2000.
  • Артамонов А.В. Влияние способа помола цемента на его зерновой состав и форму частиц // II Международное совещание по химии и технологии цемента. М., 2000, т.III, c.157-159.
Скачать статью () в PDF