Производство строительных материалов является одной из основных сфер использования аппарата вихревого слоя (АВС). Оборудование позволяет получать смеси и вещества с высокой степенью активации, что в дальнейшем влияет на качество продукции. Производство силикатного кирпича представляет собой формирование блоков из известково-песчаной смеси на основе кварцевого песка (92-95%) и извести (5-8%). Основная техническая характеристика этого материала – прочность. Она во многом зависит от состава сырья, соотношения компонентов, степени активации частиц сухой смеси и ее однородности.

В связи с этим использование аппарата вихревого слоя становится особенно актуальным в производстве силикатного кирпича. Установка является одновременно эффективным диспергатором и смесителем. На выходе получаем однородную смесь с высоким уровнем измельчения, активации частиц, из которой можно готовить качественные кирпичные блоки.

Требования к сырью для производства силикатного кирпича

Силикатный кирпич производят из кварцевого песка и извести. В составе исключены органические и растворимые вещества. В качестве второстепенных продуктов здесь может присутствовать глина (не более 8-10% от массы песка). Она обеспечивает гладкость изделий. В смесь также добавляют пигмент. Он придает кирпичу цвет.

В производстве силикатного кирпича предъявляются высокие требования к качеству исходных компонентов. Они должны быть чистыми, не содержать примесей, отличаться высокой активностью и мелкодисперсным состоянием. Песок при этом измельчают до фракции 2…0,2 мм. Это позволяет добиться максимальной плотности материала. При этом песок и известь должны быть активированы, что позволяет им эффективно вступать в реакцию между собой.

Обеспечить такие свойства и характеристики материала можно за счет механоактивации. Здесь становится актуальной обработка сырья в диспергаторах и смесителях. С их помощью удается измельчить продукт до нужной фракции, активировать его и смешать ингредиенты до однородного состояния.

В целом сырье для производства силикатного кирпича оценивается по следующим основным критериям:

• степень измельчения частиц;
• уровень активации компонентов;
• однородность и чистота смеси.

За большинство этих качеств отвечает оборудование по помолу и перемешиванию компонентов. Поэтому производство силикатного кирпича и основано на использовании смесителей, диспергаторов. Они составляют важнейшую часть цепочки в производственной линии.

Традиционная схема производства силикатного кирпича

Классическая технология производства силикатного кирпича включает четыре этапа:

1. Смешивание песка, извести и пигмента с водой до образования однородной массы.
2. Формовка блоков при помощи пресса.
3. Обжиг блоков в автоклаве.
4. Сортировка, упаковка и складирование кирпича.

Критически важным этапом, отражающемся на качестве продукции, является обработка компонентов. Здесь важно добиться высокой степени активации материалов для вступления в твердофазные реакции. Также необходимо перемешать смесь до однородного состояния.

Классическая схема производства силикатного кирпича подразумевает использование шаровых мельниц. Смесь поддается обработке путем истирания, перемалывания, разбивания, раздавливания компонентов. Материалы могут обрабатываться отдельно, а потом смешиваться, или подаваться одновременному измельчению и гомогенизации смеси. Хотя классическая технология позволяет получать качественный продукт, она отличается большим расходом электроэнергии, затратами времени, сложностью. Оборудование громоздкое, шумное, подвержено износу, а его КПД достигает всего 20%.

Обойти недостатки традиционной схемы позволяет использование аппарата вихревого слоя от компании GlobeCore. Это компактная, эффективная, экономичная установка по обработке сырья для производства силикатного кирпича.

Технология производства силикатного кирпича на аппарате вихревого слоя

Производство силикатного кирпича с использованием аппарата вихревого слоя подразумевает обработку компонентов и их активацию в среде электромагнитного поля.

Песок и известь подают в камеру с ферромагнитными иголками, которые под воздействием электромагнитного поля превращаются в миниатюрные мешалки и дробилки. Они интенсивно перемещаются по рабочей камере, ударяются о ее стенки, сталкиваются между собой и с частицами обрабатываемого материала.

При этом здесь наблюдаются процессы перемешивания, диспергирования под воздействием высоких локальных давлений, электромагнитного поля, акустических колебаний, а в случае работы с жидкостью, еще и электролиза. В такой среде вещества интенсивно перемешиваются и активируются, образуя смесь высокого качества.

Для достижения результата на процессы нужно всего от нескольких секунд до 2-4 минут. Чтобы регулировать степень активации и измельчения компонентов, достаточно менять время обработки материалов в вихревом слое.

Эффективность активации смеси в АВС при производстве силикатного кирпича

В ходе обработки песка в аппарате вихревого слоя он подвергается высокой степени активации. На крупицах образовывается много новой поверхности с высокой контактностью за счет наличия активных центров, свободных радикалов. Здесь формируется избыточная поверхностная энергия, а внутренняя энергия, наоборот, снижается. Это обусловлено разрывами силоксановых связей Si-O. Песок в таком состоянии быстрее и эффективнее вступает в твердофазные реакции, отличается высокой структурообразующей характеристикой. Производство силикатного кирпича из такого сырья позволяет получить материал с высокими показателями прочности.

Вместе с тем активации поддается и известь. Ее способность к вступлению в реакцию с песком также повышается, что в конечном счете сказывается на прочностных характеристиках изделий.

Для подтверждения эффективности активации известково-песчаной смеси в АВС был проведен соответствующий опыт по кратковременной обработке сырья в вихревом слое на протяжении долей секунды. При этом измельчение материалов практически не наблюдалось, но они сильно поддались активации. Смесь пропускали через АВС и анализировали свойства полученного из нее кирпича при разных условиях обработки. Результаты исследования приведены в таблице 1:

Таблица 1

Параметры обработка известково-песчаной смеси	Предел прочности кирпича при сжатии σс*10-5, Па
Без обработки	91,2
Однократное просыпание через вихревой слой	239,5
Двукратное просыпание через вихревой слой	324,5
Трехкратное просыпание через вихревой слой	328,1

Видим, что даже при кратковременной обработке сырья в среде вихревого слоя удается получить силикатный кирпич с прочностью в 3,5 раза выше, чем без использования АВС. Для исследования использовали модель аппарата вихревого слоя АВС-100. Эта установка представлена в каталоге компании GlobeCore.

Кроме того, на качестве конечного продукта отражается высокий уровень гомогенизации известково-песчаной смеси. Под воздействием комплекса процессов в вихревом слое компоненты активно перемешиваются в АВС, образуя однородную смесь. При этом они подвергаются дополнительному измельчению и активации. А это один из важнейших факторов, влияющих на качество кирпича.

Такая обработка известково-зольных, известково-кремнеземистых, известково-песчаных смесей актуальна и при производстве силикатных бетонов, так как в результате значительно улучшаются механические характеристики материала.

Аппарат вихревого слоя компании GlobeCore для производства силикатного кирпича

Преимущества производства силикатного кирпича на аппарате вихревого слоя

Эффективность аппарата вихревого слоя в производстве силикатного кирпича доказана на практике. В целом использование АВС для данной сферы производства строительных материалов полезно и актуально по следующим причинам:

• Повышение качества силикатного кирпича
  Благодаря высокому уровню активации частиц получаем продукт с высокой прочностью на сжатие. Материал отличается улучшенными характеристиками, износостойкостью, за счет чего практически не повреждается при транспортировке, погрузке, разгрузке, обеспечивает необходимую прочность строений и конструкций.
• Высокая эффективность
  Всего за несколько секунд обработки сырья удается добиться высокого уровня активации компонентов и однородности смеси. А на измельчение компонентов нужно буквально 2-3 минуты. При традиционных технологиях на это уходят часы.
• Экономичность
  Потребляемая мощность аппаратов АВС-100 и АВС-150 от компании GlobeCore составляет 4,5 и 9,5 кВт соответственно. Оборудование позволяет в несколько раз снизить потребление электричества производственной линией. При этом также уменьшается время обработки материала, что также выгодно в контексте экономии ресурсов.
• Простота использования
  Установка без проблем интегрируется в существующую линию производства силикатного кирпича. Не требует фундаментов и дополнительных конструкций для монтажа. Отличается компактностью и легко перемещается по цеху.

Аппарат вихревого слоя подходит для масштабного предприятия по производству силикатного кирпича и для сравнительно небольшого цеха. Позволяет повысить эффективность завода, улучшить качество продукции и оптимизировать производственный процесс. Чтобы заказать АВС или проконсультироваться, обратитесь к менеджерам компании GlobeCore.