Виробництво будівельних матеріалів є однією з основних сфер використання апарата вихрового шару (АВС). Обладнання дозволяє отримувати суміші та речовини з високим ступенем активації, що в подальшому впливає на якість продукції. Виробництво силікатної цегли – це формування блоків з вапняно-піщаної суміші на основі кварцового піску (92–95%) і вапна (5–8%). Основна технічна характеристика цього матеріалу – міцність, яка багато в чому залежить від складу сировини, співвідношення компонентів, ступеня активації часток сухої суміші та її однорідності.

У зв’язку з цим використання апарата вихрового шару стає особливо актуальним у виробництві силікатної цегли. Установка є одночасно ефективним диспергатором і змішувачем. На виході отримуємо однорідну суміш із високим рівнем подрібнення та активації часток, з якої можна готувати якісні цегляні блоки.

Вимоги до сировини для виробництва силікатної цегли

Силікатну цеглу виготовляють із кварцового піску та вапна. У складі відсутні органічні та розчинні речовини. Як вторинні продукти, тут може бути присутня глина (не більше 8–10% від маси піску), що забезпечує гладкість виробів. У суміш також додають пігмент, який надає цеглі колір.

У виробництві силікатної цегли висуваються високі вимоги до якості вихідних компонентів. Вони мають бути чистими, не містити домішок, відрізнятися високою активністю та дрібнодисперсним станом. Пісок при цьому подрібнюють до фракції 2…0,2 мм, що дозволяє досягти максимальної щільності матеріалу. Пісок і вапно повинні бути активовані, що дозволяє їм ефективно взаємодіяти між собою.

Забезпечити такі властивості та характеристики матеріалу можна завдяки механоактивації. Тут актуальна обробка сировини в диспергаторах і змішувачах. За їх допомогою вдається подрібнити продукт до потрібної фракції, активувати його та змішати інгредієнти до однорідного стану.

Загалом сировина для виробництва силікатної цегли оцінюється за такими основними критеріями:

• ступінь подрібнення часток;
• рівень активації компонентів;
• однорідність і чистота суміші.

За більшість цих якостей відповідає обладнання для помелу та перемішування компонентів. Тому виробництво силікатної цегли ґрунтується на використанні змішувачів і диспергаторів, які є важливою частиною виробничої лінії.

Традиційна схема виробництва силікатної цегли

Класична технологія виробництва силікатної цегли включає чотири етапи:

1. Змішування піску, вапна та пігменту з водою до утворення однорідної маси.
2. Формування блоків за допомогою преса.
3. Випалювання блоків в автоклаві.
4. Сортування, пакування та складування цегли.

Критично важливим етапом, що впливає на якість продукції, є обробка компонентів. Тут важливо досягти високого ступеня активації матеріалів для участі у твердофазних реакціях. Також необхідно перемішати суміш до однорідного стану.

Класична схема виробництва силікатної цегли передбачає використання кульових млинів. Суміш піддається обробці шляхом стирання, подрібнення, розбивання, роздавлювання компонентів. Матеріали можуть оброблятися окремо, а потім змішуватися або піддаватися одночасному подрібненню й гомогенізації суміші. Хоча класична технологія дозволяє отримувати якісний продукт, вона відрізняється великими витратами електроенергії, тривалістю, складністю. Обладнання громіздке, шумне, схильне до зносу, а його ККД досягає всього 20%.

Обійти недоліки традиційної схеми дозволяє використання апарата вихрового шару від компанії GlobeCore. Це компактна, ефективна, економічна установка для обробки сировини у виробництві силікатної цегли.

Технологія виробництва силікатної цегли на апараті вихрового шару

Виробництво силікатної цегли з використанням апарата вихрового шару передбачає обробку компонентів та їх активацію в середовищі електромагнітного поля.

Пісок і вапно подають у камеру з феромагнітними голками, які під впливом електромагнітного поля перетворюються на мініатюрні змішувачі та подрібнювачі. Вони інтенсивно переміщуються робочою камерою, ударяються об її стінки, зіштовхуються між собою та з частинками оброблюваного матеріалу.

Тут відбуваються процеси перемішування та диспергування під впливом високих локальних тисків, електромагнітного поля, акустичних коливань, а у випадку роботи з рідиною – і електролізу. У такому середовищі речовини інтенсивно перемішуються та активуються, утворюючи суміш високої якості.

Для досягнення результату процесу потрібно всього від кількох секунд до 2–4 хвилин. Щоб регулювати ступінь активації та подрібнення компонентів, достатньо змінювати час обробки матеріалів у вихровому шарі.

Ефективність активації суміші в АВС при виробництві силікатної цегли

У процесі обробки піску в апараті вихрового шару він піддається високому ступеню активації. На крупицях утворюється багато нової поверхні з високою контактністю завдяки наявності активних центрів і вільних радикалів. Тут формується надлишкова поверхнева енергія, а внутрішня енергія, навпаки, знижується. Це обумовлено розривами силоксанових зв’язків Si-O. Пісок у такому стані швидше й ефективніше вступає у твердофазні реакції, відрізняється високими структуроутворювальними характеристиками. Виробництво силікатної цегли з такої сировини дозволяє отримати матеріал із високими показниками міцності.

Також активації піддається і вапно. Її здатність до реакції з піском підвищується, що в кінцевому підсумку відбивається на міцності виробів.

Для підтвердження ефективності активації вапняно-піщаної суміші в АВС був проведений відповідний дослід щодо короткочасної обробки сировини у вихровому шарі протягом часток секунди. При цьому подрібнення матеріалів практично не спостерігалося, але вони сильно піддалися активації. Суміш пропускали через АВС і аналізували властивості отриманої з неї цегли при різних умовах обробки. Результати дослідження наведено в таблиці 1:

Таблиця 1

Як бачимо, навіть при короткочасній обробці сировини у вихровому шарі вдається отримати силікатну цеглу з міцністю в 3–5 разів вищою, ніж без використання АВС. Для дослідження використали модель апарата вихрового шару АВС-100, яка представлена в каталозі компанії GlobeCore.

Крім того, на якість кінцевого продукту впливає високий рівень гомогенізації вапняно-піщаної суміші. Під впливом комплексу процесів у вихровому шарі компоненти активно перемішуються в АВС, утворюючи однорідну суміш. При цьому вони піддаються додатковому подрібненню та активації, що є одним із найважливіших факторів, які впливають на якість цегли.

Така обробка вапняно-зольних, вапняно-кремнеземистих, вапняно-піщаних сумішей актуальна і при виробництві силікатних бетонів, оскільки в результаті значно покращуються механічні характеристики матеріалу.

Апарат вихрового шару від компанії GlobeCore для виробництва силікатної цегли

Переваги виробництва силікатної цегли на апараті вихрового шару

Ефективність апарата вихрового шару у виробництві силікатної цегли доведена на практиці. Загалом використання АВС у цій сфері виробництва будівельних матеріалів корисне й актуальне з таких причин:

1. Підвищення якості силікатної цегли. Завдяки високому рівню активації часток отримуємо продукт із високою міцністю на стиск. Матеріал відрізняється поліпшеними характеристиками зносостійкості, завдяки чому практично не пошкоджується під час транспортування, навантаження, розвантаження та забезпечує необхідну міцність споруд і конструкцій.
2. Висока ефективність. Всього за кілька секунд обробки сировини вдається досягти високого рівня активації компонентів і однорідності суміші. А на подрібнення компонентів потрібно буквально 2–3 хвилини. При традиційних технологіях на це йдуть години.
3. Економічність. Споживана потужність апаратів АВС-100 і АВС-150 від компанії GlobeCore становить 45 та 95 кВт відповідно. Обладнання дозволяє в кілька разів знизити споживання електроенергії виробничою лінією. При цьому також зменшується час обробки матеріалу, що вигідно в контексті економії ресурсів.
4. Простота використання. Установка без проблем інтегрується в існуючу лінію виробництва силікатної цегли. Не вимагає фундаменту та додаткових конструкцій для монтажу. Відрізняється компактністю і легко переміщується цехом.

Апарат вихрового шару підходить як для масштабного підприємства з виробництва силікатної цегли, так і для порівняно невеликого цеху. Він дозволяє підвищити ефективність заводу, поліпшити якість продукції та оптимізувати виробничий процес. Щоб замовити АВС або проконсультуватися, звертайтеся до менеджерів компанії GlobeCore.