ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НАНОДИСПЕРСНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОНОВ

Полезная модель относится к промышленности строительных материалов, в частности, к производству модифицирующих добавок в бетоны для ускорения твердения, повышения прочности, морозостойкости и долговечности бетонных изделий и конструкций при монолитном и сборном строительстве.
2
Известна технологическая линия получения комплексной добавки для бетонной смеси (патент RU 2298535, МПК С04В 22/00, опубл. 10.05.2007 г.), включающая совместный помол в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа предварительно перемешанных в смесителе циклического действия цемента, суперпластификатора С-3, цеолита и микрокремнезема, при этом удельная поверхность добавки составляет 450-500 м/кг.
Недостатком данной технологической линии является многокомпонентность сырьевой смеси для получения добавки, что усложняет технологию, требует дополнительного устройства бункеров, дозаторов и трактов подачи компонентов в смеситель.
2
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является технологическая линия получения добавки для бетонов на основе тонкодисперсного аморфного кремнезема (патент RU 2387608, МПК С04 В22/06, опубл. 27.04.2010 г.), которая отличается тем, что в качестве кремнистой породы используется опалкристобалитовая порода, и включающая сушку породы до влажности 1-5%, ее измельчение до размера частиц 0-5 мм, обжиг с температурой газов при входе в печь 650-1000°С, подачу обожженного материала с температурой 70-90°С в мельницу-активатор с помолом его до удельной поверхности 200-4000 м/кг.
Недостатками данного технического решения являются длительность и энергоемкость технологического процесса, использование высокотемпературного обжига для активации породы. Кроме того, использование полученного модификатора в виде порошка требует дополнительного технологического передела, связанного с растворением добавки в воде затворения с целью достижения равномерного распределения модификатора в объеме бетонной смеси.
Техническая задача, положенная в основу заявляемой полезной модели, состоит в разработке энергоэффективной технологической линии производства наыодисперсной добавки в бетоны для ускорения твердения, повышения прочности, морозостойкости и долговечности бетонных изделий и конструкций, включающей активацию сырьевого материала измельчающими элементами и ультразвуком при низких затратах электроэнергии (в 2-3 раза по сравнению с аналогами).
Поставленная задача решается с помощью технологической линии производства наыодисперсной добавки для бетонов, которая включает ультразвуковой механоактиватор для диспергирования в воде органо-минерального порошка, полученного совместным помолом в шаровой мельнице углерод кремнеземистой породы и поверхностно-активного вещества нафталин-формальдегидного типа (ПАВ НФ), при чем в качестве углерод-кремнеземистой породы используется шунгит.
Технологическая линия производства нанодисперсной добавки (фиг.1) включает транспортировку сырьевых материалов 1 и 2, склады закрытого типа сырьевых материалов 3 и 4, бункер-дозатор временного хранения воды 5, расходный бункер 6, питатель 7, барабанную сушилку 8, расходный бункер-дозатор 9, расходный бункер 10, питатель 11, шаровую мельницу 12, расходный бункер-дозатор 13, вибросито 14, расходный бункер-дозатор 15, пропеллерный смеситель 16, дозатор 17, ультразвуковой механоактиватор 18, аппарат наполнения тары жидкой добавкой 19, склад готовой продукции 20, транспортировку готовой продукции потребителю 21.
Технология производства нанодисперсной добавки по данной линии осуществляется следующим образом. Шунгитовая порода фракции 3-70 мм из расходного бункера 6 склада 3 дозируется питателем 7 в загрузочное отверстие барабанной сушилки 8, где высушивается при температуре 100-110°°С до остаточной влажности 1-5%. Высушенная шунгитовая порода временно хранится в бункере-дозаторе 9, затем подается в загрузочное отверстие шаровой мельницы 12. Сюда же из расходного бункера 10 склада 4 питателем 11 дозируется поверхностно-активное вещества нафталин-формальдегидного типа, предназначенное для сухого нанесения на поверхность шунгитовых частиц. Далее осуществляется совместный помол шунгитовой породы и ПАВ НФ в течение 1 ч.
Полученный органо-минеральный порошок, средний диаметр частиц которого составляет 20-40 мкм, временно хранится в бункере-дозаторе 13. Для отделения более крупных фракций, которые возвращаются для домола в шаровую мельницу, в технологической схеме предусмотрена операция фракционирования с помощью вибросита 14.
Органо-минеральный порошок необходимой фракции из бункера-дозатора 15 подается в пропеллерный смеситель 16, где смешивается с водой, поступающей в смеситель из бункера-дозатора 5 по водопроводу, в течение 3-5 мин. Далее отдозированное количество полученной суспензии поступает в ультразвуковой механоактиватор 18, где осуществляется ее диспергирование в течение 15 мин при частоте 22 кГц. После ультразвукового диспергирования диаметр шунгитовых частиц в суспензии составляет 60-700 нм.
Технологическая линия, заявляемая в полезной модели, позволяет получать нанодисперсную добавку для бетонов, ускоряющую твердение бетонных смесей в 2-3 раза в ранние сроки, повышающую в 1,5-2 раза марочную прочность бетонов, их морозостойкость и долговечность.
Использование нанодисперсной добавки для бетонов, получаемой по полезной модели, не требует дополнительного технологического передела, связанного с ее введением в бетонную смесь, способствует повышению производительности заводов товарного и сборного железобетона, увеличению оборачиваемости форм, экономии цемента, снижению расхода энергии при пропаривании изделий и конструкций.