Виробництво керамзиту базується на гомогенізації та подрібненні частинок глинистої сировини, формуванні гранул і їх подальшому випаленні. У зв’язку з такими процесами доцільно використовувати апарат вихрового шару (АВС) від компанії GlobeCore.

Актуальність виробництва керамзиту

Керамзит — це затребуваний будівельний матеріал, недорогий утеплювач, наповнювач і декоративний продукт. Він виробляється у вигляді кульок, гравію, щебеню, піску з щільною оболонкою і пористою внутрішньою структурою. Сировиною для керамзиту служать легкоплавка, спушувана глина, глинисті сланці та суглинки.

В результаті гомогенізації, перемішування шихти та випалення формуються зерна. Вони відрізняються низькою теплопровідністю, інертністю до впливу лугів, кислот, довговічністю, екологічністю та здатністю поглинати звук. Основні напрямки застосування керамзиту:

• Виготовлення пористих бетонів: Наповнювач для легких і надлегких пористих бетонів, що використовуються для стяжки, монолітних стін і конструкцій.
• Виробництво керамзитоблоків: Основний наповнювач для стінових керамзитобетонних блоків, що застосовуються в малоповерховому будівництві, для зведення стін і перегородок у будинках.
• Утеплення будівель і споруд: Використовується як утеплювач у підлогах, стінах і перекриттях.
• Будівництво фундаментів: Використовується для відсипання з метою запобігання промерзанню. Дозволяє зменшити витрати матеріалу під час зведення конструкцій.
• Влаштування стяжки: Використовується як основа для чорнового вирівнювання підлоги. Матеріал легкий, тому не дає навантаження на перекриття та підвищує теплоізоляційні характеристики приміщення.
• Влаштування дренажу: Матеріал із порівняно невисокою пористістю використовується в насипах під час будівництва доріг, систем для відведення води, під час обробки та підготовки ґрунтів.
• Теплоізоляція інженерних систем: Засипають гранулами труби тепломереж, що підходять до будинків і споруд. Вони забезпечують якісну теплоізоляцію та простий доступ до системи.

Такий широкий спектр застосування керамзиту робить його затребуваним на ринку будівельних матеріалів, у промисловості та сільському господарстві. Модернізована технологія виробництва керамзиту з використанням апарата вихрового шару виглядає перспективною і актуальною. Але для початку розглянемо, які недоліки мають існуючі лінії з виготовлення цього матеріалу.

Виробництво керамзиту традиційними способами та їхні недоліки

Практично кожен сучасний завод з виробництва керамзиту використовує у процесі змішування та подрібнення сировини глиномішалки, вальці, бігуни. Випалення здійснюється в барабанних печах. Обробка гранул в апараті займає приблизно 45 хвилин.

Однак традиційне обладнання для підготовки, гомогенізації та диспергування сировини не достатньо якісно подрібнює і змішує компоненти. Це негативно впливає на міцність готового продукту.

При низькому рівні гомогенізації й незадовільній дисперсності частинок навіть 3% карбонатних включень у спушуваних легкоплавких глинах негативно впливають на якість матеріалу. Гідратація CaO супроводжується руйнуванням і втратою міцності керамзиту під час його зберігання.

Традиційне виробництво керамзиту з використанням вальців, бігунів і глиномішалок також не підходить для обробки глинистих мас із великим вмістом піску. За наявності в суміші 10–30% вільного SiO₂ неможливо виготовити якісний, міцний продукт.

Обробка сировини в апараті вихрового шару допомагає розв’язати ці проблеми класичних методів. При цьому стає можливим виробництво керамзиту високої якості навіть з початково непридатних глинистих мас.

Крім того, у традиційній технології відсортовану сировину можуть змішувати з речовинами, що покращують її спучування — мазутом, солярною олією. Використання АВС допомагає звести використання добавок до мінімуму або повністю відмовитися від них, що має позитивний економічний ефект і впливає на чистоту та екологічність готового продукту.

Виробництво керамзиту за допомогою апарата вихрового шару

Виробництво керамзиту на апараті вихрового шару базується на обробці сировини в середовищі електромагнітного поля з феромагнітними частинками. Установка може працювати як у сухому, так і у вологому середовищі. У робочій камері апарата відбуваються процеси диспергування та перемішування, що супроводжуються активацією частинок. Це позитивно впливає на міцність готового продукту. Процеси відбуваються під впливом електромагнітного поля, акустичних коливань, високого локального тиску та електролізу.

Феромагнітні голки у вихровому шарі стають змішувачами та дробарками. Вони переміщуються по камері, обертаються, зіштовхуються з оброблюваним матеріалом, між собою та зі стінками апарата. Все це сприяє ефективному перемішуванню, подрібненню й активації шихти, суміші.

Ефект від обробки глинистої сировини для керамзиту в АВС був описаний і досліджений експериментально Д. Д. Логвиненком. У результаті отримуємо матеріал із меншою об’ємною масою та кращими показниками міцності. Результати показані в таблиці 1.

Таблиця 1 – Характеристики керамзиту при обробці вихідної сировини в АВС

Для порівняння обробляли шлікер смишляєвської глини, що містив до 40% вільного двоокису кремнію. Виробництво керамзиту з використанням АВС відрізняється зменшенням об’ємної маси у два рази та паралельним збільшенням міцності матеріалу. Коефіцієнт конструктивної якості продукту, виготовленого із шихти після обробки в апараті вихрового шару, у два рази вищий, ніж у матеріалу, виготовленого традиційним методом.

Такий результат обумовлений ретельною обробкою сировини у вихровому шарі, що супроводжується активацією кварцового піску, який входить до складу суміші. Під час обробки в АВС відбувається розрив силоксанового зв’язку Si–O. У результаті на поверхні частинок утворюються активні центри у вигляді вільних радикалів. Це стало причиною покращення якості кінцевого продукту. Пісок активується за тим же принципом, що й під час диспергування у дезінтеграторах на великих швидкостях.

Завдяки активації кварцового піску відбуваються реакції склоутворення і силікатоутворення, в яких бере участь двоокис кремнію. Після завершення виробництва керамзиту шляхом випалу продукту у ньому відсутні великі піщинки SiO₂, де було б сконцентровано напруження. А в складі скла кварцовий пісок підвищує міцність і термостійкість матеріалу.

Крім того, досліджено суху технологію виробництва керамзиту з використанням вихрового шару. Для дослідження було взято часов’ярський монотерміт. Із сировини, обробленої у сухому середовищі на АВС, отримали наповнювач із міцністю у три рази більшою, ніж у матеріалу, виготовленого класичним способом. Об’ємна маса вогнетривкого заповнювача при цьому була в два рази меншою, ніж у зразка.

Суха обробка багатокомпонентних шихт, що на понад половину складаються із золи ТЕС, також дала позитивний результат.

Отримані дані свідчать про те, що технологія виробництва керамзиту з використанням вихрового шару дозволяє отримувати будівельний матеріал високої міцності навіть з глин із великим вмістом піску або карбонатних включень.

Переваги використання апарата вихрового шару у виробництві керамзиту

Апарат вихрового шару є перспективним обладнанням, з яким можна оптимізувати як компактний завод з виробництва керамзиту, так і велике підприємство з таких причин:

1. Висока ефективність: Готовий матеріал має підвищену міцність і термостійкість навіть за високого вмісту піску і карбонатних включень у глинистих масах. АВС також дозволяє використовувати у виробництві керамзиту відходи енергетичної промисловості, зокрема золу ТЕС.
2. Економічність: Обладнання відрізняється невеликим споживанням електроенергії і є значно вигіднішим порівняно з традиційними установками. Споживана потужність моделей АВС-100 і АВС-150 становить 4,5 кВт і 9,5 кВт відповідно.
3. Простота у використанні: Апарат компактний, простий в експлуатації та може бути вбудований у наявну виробничу лінію. При цьому не потрібно робити фундамент або додаткові конструкції під цю техніку. АВС легко і просто переміщати по цеху.

Таким чином, АВС від компанії GlobeCore — це універсальне, зручне, високоефективне обладнання, за допомогою якого можна розширити та оптимізувати виробництво керамзиту високої якості. При цьому знижуються вимоги до якості сировини, а отже, з’являється більше можливостей у контексті виготовлення легкого наповнювача, на якому базується виробництво керамзитоблоків, легких бетонів тощо. Собівартість матеріалу вдасться знизити, підвищивши його експлуатаційні властивості.

Щоб отримати консультацію і замовити модель АВС-100 або АВС-150 на завод з виробництва керамзиту, звертайтеся до менеджерів компанії GlobeCore.