Азбестоцемент – це штучний армований цементний матеріал, який використовується в покрівельних роботах, оздобленні, облаштуванні інженерних систем та в інших сферах будівництва. У ньому азбест виконує роль армувального волокна, а портландцемент виступає як зв’язувальний компонент. Виробництво азбестоцементних виробів передбачає підготовку азбесту та його подальше змішування з водою та цементом. Після цього з підготовленої суспензії або маси формують заготовки, створюють конструктивні елементи, оздоблювальні та покрівельні матеріали.
Застосування, переваги та недоліки азбестоцементу
Азбестоцемент використовують для виготовлення будівельних виробів, конструкцій та матеріалів. Найпопулярніші з них:
- азбестові листи або шифер;
- плоскі, гладкі або фактурні плити для облицювання конструкцій, стін;
- стінові та покрівельні панелі з теплоізоляцією;
- недорогі труби для колекторів, димоходів;
- азбестові шнури, які використовуються для теплоізоляції обладнання та трубопроводів.
Це доступний і популярний матеріал масового ринку, який не втрачає своєї актуальності навіть попри наявність аналогів, оскільки значно дешевший за них. Матеріал відрізняється високою термічною та хімічною стійкістю, стійкістю до впливу агресивних середовищ і служить довше за металеві вироби, оскільки не піддається корозії.
Однак цей матеріал схильний до крихкого руйнування і чутливий до ударів та точкових навантажень. Досягти кращих показників міцності можна завдяки вдосконаленню технологій виробництва азбестоцементних виробів, підвищуючи активність компонентів і створюючи більш стійкий та міцний матеріал.
Розглянемо виробництво азбестоцементних виробів класичними способами і як ці процеси можна вдосконалити за допомогою апарата вихрового шару (АВС) від компанії GlobeCore.
Виробництво азбестоцементних виробів – традиційні підходи
Виробництво азбестоцементних виробів здійснюється трьома способами. Сухий спосіб передбачає виготовлення з невеликим зволоженням на кінцевому етапі ущільнення матеріалу. У напівсухому методі використовують зволожені до 50–60% пастоподібні суміші. А при мокрій технології використовують суспензії з концентрацією не більше 20%.
Відмінність методів полягає у порядку розпушування азбесту та формування мас у сухому, мокрому або напівсухому середовищі. Найбільшою популярність має мокрий спосіб виробництва виробів із суспензій.
Класична схема виглядає так:
- Підготовка азбестової суміші
Перемішують кілька марок і сортів матеріалу. Пропорції залежать від того, який продукт виготовляють. Наприклад, для покрівельних матеріалів використовують у рівних кількостях азбест марок 5 і 6. Вміст м’якої текстури не повинен перевищувати 50%. А частка азбесту М-60-40 може бути не більше 15%. - Розпушування азбесту
Це важлива операція для збільшення адсорбуючої здатності матеріалу. Найчастіше на першій стадії розпушування використовують бігуни. Також застосовують валкові машини. Обминають пучки для ослаблення зв’язків між волокнами та їх поділу. Далі застосовують турбулентні потоки повітря або рідини для відокремлення тонких волокон. Продукт подрібнюють пальцевими млинами-дезінтеграторами або ножовими барабанами в голлендерах. У мокрому способі готують суспензію. - Приготування суміші
Азбест змішують із цементом і водою. У мокрому способі це відбувається прямо в голлендері, де подрібнювали азбест. Після диспергування протягом 10 хвилин в апарат додають цемент і продовжують обробку. Цемент адсорбується на волокнах. На цьому етапі можливе використання турбозмішувачів. У технології екструзії застосовують також бетонозмішувачі циклічної дії. - Формування виробів
Це цілий комплекс операцій для отримання напівфабрикату. Масу відфільтровують із суспензій, формують заготовки за допомогою пресового обладнання, листоформувальних, трубоформувальних, валкових машин, форматних барабанів. За допомогою вакуумних коробок відкачують зайву вологу. - Твердіння відформованих виробів
Спочатку проводять попереднє твердіння, яке дозволяє подальшу обробку виробів. Продукти все ще не готові до транспортування. Виконують механічну обробку та фарбування. На завершальному етапі вироби остаточно твердіють, після чого їх відправляють на склад.
Основним критерієм якості продукції є стадії розпушування азбесту та приготування сумішей, суспензій. Речовини повинні бути подрібнені, активовані, а їхня суміш має бути однорідною. Для подрібнення та активації традиційно використовують цілий комплекс машин — бігуни, гідророзушувачі, турбозмішувачі, дезінтегратори, ковшові змішувачі тощо. Ця схема є складною і вимагає значних ресурсів та простору.
Такий комплекс обладнання не відрізняється високим коефіцієнтом корисної дії. Для отримання якісного продукту потрібно багато часу та енергії. Технологічний процес здійснюється поетапно, а не одночасно.
Розв’язання проблем традиційних технологій виробництва азбестоцементних виробів, підвищення якості продукції, покращення міцності та значне спрощення виробничої лінії можна досягти за допомогою апарата вихрового шару (АВС) від компанії GlobeCore.
Застосування апарата вихрового шару у виробництві азбестоцементних виробів
Приготування сумішей для азбестоцементних виробів в апараті вихрового шару передбачає не тільки змішування компонентів, але і їхню обробку для активації в середовищі електромагнітного поля.
Як це працює?
Компоненти суміші завантажують у немагнітну камеру з феромагнітними частинками і додають воду. Індуктор створює електромагнітне поле в робочій камері. Під його впливом феромагнітні голки перетворюються на змішувачі та дробарки. Вони інтенсивно обертаються, переміщуються по камері, зіштовхуються зі стінками камери, між собою та з частинками оброблюваних матеріалів. Водночас у камері відбуваються процеси диспергування, змішування та активації під впливом електролізу, високих локальних тисків, акустичних коливань і електромагнітної обробки.
Це середовище сприяє інтенсифікації процесів подрібнення, активації та змішування частинок для формування однорідної, стійкої суспензії або пастоподібної маси. Всі ці якості необхідні для створення матеріалу з високими показниками міцності, надійності та витривалості. При цьому в апараті вихрового шару на перераховані процеси витрачається менше енергії та часу порівняно з традиційними методами.
Особливості використання апарата вихрового шару
Апарат вихрового шару доцільно застосовувати при напівсухому та мокрому способі виробництва азбестоцементних виробів, замінюючи ним бігуни для розпушування волокон, змішування з водою та цементом, активації речовин. У разі сухого виробництва азбестоцементних виробів апарат вихрового шару застосовується для розпушування азбесту та змішування його з піском і цементом. Під час цього спостерігається ефективна активація цементу та піску завдяки комплексу процесів.
Під час обробки матеріалів у апараті вихрового шару вони додатково подрібнюються до тонкодисперсного стану, збільшується питома поверхня, на якій формуються активні центри. Ці центри забезпечують якісну взаємодію компонентів між собою.
Активація піску супроводжується розривом зв’язків Si-O, формуванням активних центрів, вільних радикалів. На поверхні утворюється надлишкова енергія, яка сприяє реакціям з іншими компонентами. Активація цементу також відбувається завдяки обробці в середовищі електромагнітного поля, яке інтенсифікує процес подрібнення і збільшує питому поверхню матеріалу. Це було доведено експериментально.
Результати представлені в таблиці 1.
Таблиця 1 – Активація цементу в апараті вихрового шару
Час обробки в АВС, хв |
Питома поверхня, см²/г | Нормальна густота | Час схоплювання, хв | Активність, σс·10⁵, Па | |
Початок | Кінець | ||||
0 |
3080 | 0,330 | 1–05 | 1–25 | 246 |
10 | 4965 | 0,335 | 0–55 | 1–05 |
472 |
20 |
5477 | 0,382 | 0–54 | 1–19 | 477 |
30 | 6724 | 0,392 | 1–15 | 1–41 |
388 |
Як видно, обробка цементу в апараті вихрового шару АВС-100 протягом 10–20 хвилин особливо впливає на активність матеріалу. Після цього спостерігається збільшення питомої поверхні без подальшого зростання активності. За допомогою обробки також вдається змінювати показник часу схоплювання цементу.
При цьому речовини активно змішуються, утворюючи однорідну, стійку суміш, що є ще одним критично важливим аспектом при виробництві якісних азбестоцементних виробів.
Переваги виробництва азбестоцементних виробів з використанням АВС
Апарат вихрового шару є ефективною та багатозадачною установкою, здатною виконувати кілька процесів у межах виробництва азбестоцементних виробів одночасно. Він відрізняється такими перевагами:
- Висока ефективність: Досягаються хороші показники розпушування азбесту, активації цементу та піску. Суміш відрізняється високою якістю та однорідністю.
- Практичність використання: Апарат легко інтегрується в існуючі виробничі лінії, спрощуючи їх і підвищуючи ефективність.
- Економічність: Оптимізується технологічний процес, зменшуються енергетичні витрати та скорочується час виконання операцій.
- Універсальність: Апарат можна використовувати для сухого, мокрого та напівсухого способів виробництва виробів.
Завдяки компактності та малій вазі апарати вихрового шару від компанії GlobeCore (моделі АВС-100 і АВС-150) не потребують додаткових конструкцій і фундаментів. Вони прості в експлуатації й підходять як для невеликих цехів з виробництва будівельних матеріалів, так і для великих заводів. Щоб отримати консультацію або замовити апарат вихрового шару, зверніться до менеджерів компанії GlobeCore.