Воробьев В.В., Иванов Е.Н., Таболич А.В., Тенюта П.В., Тимофеева Г. А.
УП «НПО «Центр».

Применительно к производству ячеистых бетонов, центробежно-ударные мельницы возможно использовать в операциях измельчения цемента, песка, извести.
При механическом измельчении этих материалов с помощью мельниц ударного действия происходит разрыв химических связей с образованием на поверхности частиц свободных атомных групп и радикалов. За счет этого повышается поверхностная активность частиц, создаются благоприятные условия для протекания физико-химических процессов на границе раздела фаз. Дисперсность вяжущих материалов определяет кинетику их твердения. Таким образом, меняя степень измельчения материалов, можно влиять как на технологические параметры производства вяжущих, так и на их свойства.
Образование новой поверхности обычно сопровождается возникновением электрических зарядов. По мере измельчения в шаровой мельнице энергетические потенциалы частиц настолько возрастают, что происходит самопроизвольное их агрегирование с уменьшением удельной поверхности и увеличением комковатости исходного продукта. В результате этого большая часть энергии затрачивается не на измельчение исходного материала, а на разрушение вновь образующихся агломератов. Поэтому целесообразно вводить определенные ограничения, устанавливающие степень измельчения каждого материала в зависимости от его назначения.



Рис. 1. Центробежно-ударные мельницы.

Измельчение извести на ударных мельницах позволяет получать продукт требуемого гранулометрического состава при минимальных эксплуатационных затратах. Частицы извести обладают высокой реакционной способностью, т.к. они не ошламованы микронными фракциями.
Благодаря ударному методу измельчения и использованию в мельнице воздушного классификатора продукт, получаемый в процессе измельчения, отличается узким гранулометрическим составом. На гранулометрический состав измельченного продукта не оказывает влияния износ рабочих органов мельницы. Крупность готового продукта можно регулировать в процессе работы без остановки оборудования.
Большой объем работ проведенных УП «НПО «Центр» совместно с НИИЦемент, г. Москва, НИИСМ, г. Минск, БелНИИС, г. Минск, ЗАО «Забудова», г. Минск и с другими предприятиями и институтами строительного профиля подтверждают целесообразность и эффективность использования мельниц ударного принципа действия для получения молотых компонентов ячеистых бетонов.
При измельчении цементного клинкера прочность образцов изготовленных из цемента полученного на ударно-центробежной мельнице превышала прочность образцов из цемента шарового помола на 10-15% при одинаковой удельной поверхности молотого цемента. При этом снижается энергоемкость процесса измельчения и намол металла в готовый продукт. Сравнительные показатели свойств цемента полученного при шаровом и ударном помолах, приведены в таблице 2.

Таблица 2.
Сравнительные показатели свойств цемента полученного при шаровом и ударном помолах.
 

МЦ  - мельница центробежная, измельчение ударом.
МШ - мельница шаровая, измельчение истиранием.

Работы, проведенные совместно с БелНИИСМ, по домолу стандартного портландцемента, показали следующее:
- удельная поверхность вяжущего повысилась с 2800 до 3400 см2/г;
- активность вяжущего после его дополнительного помола в центробежной мельнице производства УП «НПО «Центр» увеличивается на 15-20%;
- потери активности цемента 7-ми суточного хранения практически не наблюдается, но при хранении 14 суток и более начинается значительный спад прочности, и к 28 суткам падение активности достигает 10%, т.е. эффект активации сходит на нет;
- сроки схватывания обычного и активированного портландцемента практически не отличаются, домол вяжущего не влечет за собой изменение технологических режимов приготовления бетонов;
- бетон, изготовленный на доизмельченном портландцементе, твердеющий в нормально-влажностных условиях, имеет на 20-25% большую прочность, чем изготовленный на обычном цементе;
- пропаренный бетон имеет аналогичную закономерность в приросте прочности, как и бетон, твердеющий в нормально-влажностных условиях;
- кинетика набора прочности бетона на активированном цементе аналогична приросту прочности бетона во времени на обычном портландцементе.
Исследования, проведенные совместно с МРА «Силикат», г. Минск, по помолу комовой извести производства ПРУП «Белорусский цементный завод» показали следующее:
- материалы, измельченные в центробежной мельнице, имеют меньшее количество крупных частиц, чем при помоле в шаровой мельнице (при более высокой удельной поверхности молотого материала в шаровой мельнице количество крупной фракции извести превышает более чем в 10 раз количество крупки в продукте ударного помола);
- удельный расход электроэнергии на помол комовой извести в центробежной мельнице не превышает 18 кВт ч/т;
- время гашения извести после измельчения - 4 мин.;
- степень дисперсности на сите №02 - 99,54 %, на сите №008 – 98,59 %.
Данные исследования были полностью подтверждены после установки ударно-центробежной мельницы на ОАО «Железобетон» (Россия, г. Старая Купавна). Получаемая известь имеет неизменно высокие показатели качества при низких эксплуатационных затратах.
На Бобруйском КСМ были проведены исследования по изучению влияния добавок песка, измельченного на центробежной мельнице, на прочность бетонных блоков. Были изготовлены массивы мелких ячеистых блоков по принятой технологии, без изменения параметров, с добавкой от 0 до 100% песка, измельченного на центробежной мельнице, вводимого взамен песка из песчаного шлама. Полученные результаты свидетельствуют об увеличении прочности бетона с увеличением количества вводимого песка, измолотого на установке УП «НПО «Центр»  при 20% песка на 43%; при 30% песка на 75%; при 100% песка на 173%, что дает возможность снизить плотность бетона.
Постоянство гранулометрического состава измельченных продуктов и малое содержание (по сравнению с шаровым помолом) частиц крупностью менее 5 микрон позволяют повысить эффективность процесса смешивания шихтовых компонентов, что, в свою очередь, позволяет получать ячеистые бетоны с минимальными колебаниями свойств.
Таким образом, использование центробежно-ударных мельниц УП «НПО «Центр» позволяет получать измельченные компоненты с различными свойствами для производства широкой гаммы высококачественных ячеистых бетонов.