Тонкость помола

     Конструкция дезинтегратора представляет собой  два вращающихся в противоположных  направлениях ротора, насаженных на отдельные  соосные валы и заключённых в  кожух.

       Роторы расположены на одной  геометрической оси, каждый с  отдельным приводом. На дисках  роторов по концентрическим окружностям  расположены ряды стержней —  пальцев-бил таким образом, что  каждый ряд пальцев одного  ротора свободно входит между  двумя рядами пальцев другого.

     Измельчаемый  материал подаётся в центральную  часть ротора и, перемещаясь к  периферии, подвергается многократным ударам пальцев, вращающихся во встречных  направлениях. Каждая частица соударяется  с пальцами-билами, последовательно  испытывая высокоэнергетические механические воздействия (удары), приводящие к быстрому разрушению материала и уменьшению тонины помола.

     Частица цемента, извести либо иного сыпучего материала, коснувшись пальцев первого  от центра ротора ряда, получает соответствующую  этому ряду скорость и под действием  центробежной силы выбрасывается с  траектории первого ряда пальцев. Частица, имея одно направление с вектором скорости пальца, от которого она получила удар, пересекает траекторию второго  ряда пальцев, движущихся в противоположном  направлении. Получая удар от пальца второго ряда, частица отскакивает  от него, меняя вектор скорости, и  выбрасывается с траектории второго  ряда пальцев дальше, пересекая траекторию третьего ряда. Такое переменно-противоположное  движение зерен сыпучего материала (например, песка, цемента, извести и  т.д.) и, соответственно, его измельчение  продолжается до тех пор, пока зерно  не будет выброшено из дезинтегратора.

  Особенностью дезинтеграторного способа измельчения является разрушение материала в местах структурных дефектов, а также преимущественно осколочная форма частиц, что особенно актуально при активации портландцемента.

  Также к несомненным преимуществам тонкого измельчения и помола на дезинтеграторе можно отнести небольшой процент переизмельченного материала, отсутствие хлопьев, сростков, комков и других новообразований, обычно возникающих при увеличении тонины помола, эффект самоочищения корзин от обрабатываемого материала, склонного к адгезии.

  Перечисленные достоинства, как и практически полное отсутствие альтернативных типов машин тонкого помола сыпучих материалов, позволили дезинтеграторам занять лидирующие позиции в качестве измельчительного оборудования в производстве некоторых видов строительных материалов автоклавного твердения.

  Недаром гениальный советский ученый-практик, создатель и руководитель конструкторского бюро «Дезинтегратор», доктор наук, лауреат Ленинской премии за 1962 год, «отец» советского силикальцита И.А. Хинт рассматривал дезинтеграторы как практически безальтернативный тип измельчительного оборудования, идеально отвечающий требованиям производства силикальцитных изделий в промышленных масштабах.

  Именно с применением дезинтегратора связаны наиболее впечатляющие результаты получения силикальцитных изделий, прочность на сжатие которых составляла 5000 кг/см²!

       Однако, несмотря на отличные  результаты по тонкому помолу  различных твердых материалов, в  частности извести, кварцевого  песка, гранулированного шлака,  дезинтеграторы в настоящее время  не получили широкого распространения  в производстве цемента. 

     Влияние удельной поверхности  и фазового состава  цемента на коэфициент водоотделения [1, 2, 3]

     Водоотделение имеет огромное значение для однородности бетона и для прочного сцепления  твердеющего в нем цемента  с крупным наполнителем и железной арматурой. Отделяющийся слой воды из бетона может скапливаться над последовательно  укладываемыми слоями бетона, а это  мешает сцеплению слоев, так как  между ними образуется прослойка  с относительно большим содержанием  воды. Расслаивание происходит не только по поверхности слоев уложенного бетона, но и внутри вблизи заполнителей. Отделяющаяся вода нарушает связь цементного камня с крупными заполнителями  и арматурой, а при испарении  воды образуются поры, которые способствуют проникновению агрессивных жидкостей  в глубину бетона.

  Седиментационные процессы могут иметь место только в период, предшествующий образованию достаточно устойчивой коагуляционной структуры. Поэтому все факторы, содействующие ускорению образования такой структуры, будут устранять вредное влияние водоотделения. Такими факторами являются: более тонкий помол цемента, снижение водоцементного отношения, увеличенное содержание в цементе трехкальциевого алюмината.

  Положительное влияние высокой тонкости помола на темп структурообразования отмечается многими авторами, однако этот очевидный вывод не подтверждается практикой работы ряда заводов. Так при увеличение удельной поверхности цемента марки ПЦ-500-Д0 с 330 м2/кг до 400 м2/кг водоотделение снизилось с 29% до 28%. При дальнейшем увеличении удельной поверхности до 430 м2/кг водоотделение не только не уменьшилось, но и увеличилось до 31%. Цемент марки ПЦ-400-Д0 показал аналогичные результаты, при увеличение удельной поверхности с 330 м2/кг до 400 м2/кг водоотделение не уменьшилось. Результаты приведены на рисунке. Увеличение удельной поверхности не снизило водоотделение, но скорость водоотделения при более тонком помоле медленнее, чем при более грубом. Время седиментации увеличивается за счет удерживания мелкодисперсной фракции во взвешенном состоянии, т. е. за счет уменьшения действия сил гравитации. Опыт показал, что увеличение удельной поверхности с 330 до 430м2/кг не приводит к существенному изменению водоотделения.

     Влияния фазового состава цемента на его  водоудерживающую способность представлены в таблице. Белый портландцемент щуровского завода с содержанием  трехкальциевого алюмината (С3А) 15% обладает водоотделением 30%. Старооскольский  цемент с содержанием С3А около 7 % имеет аналогичное водоотделение. В тоже время цемент теплоозёрского завода с содержанием трёхкальциего  алюмината всего 5 % и 14 % четырёхкальциего алюмоферрита характеризуется относительно не высоким водоотделением в 18 %. Таким  образом, не подтверждаются данные [1], о том, что увеличенное содержание в цементе трехкальциевого алюмината способствует снижению водоотделения.

  Исследование разбавленных цементных суспензий показало, что образующаяся жидкая фаза представлена гетерогенной системой - коллоидными растворами с дисперсной фазой. В коллоидных растворах интенсивно развиваются электрокинетические явления, сопровождающиеся периодической коагуляцией и пептизацией продуктов коагуляции в результате перезарядки частиц. Определение роли знака и величины заряда на реагирующем веществе и продукте реакции играет огромную роль в прогнозирование свойств цемента и бетона. Цементные системы коагулируют при снижении знака заряда поверхности до 30 мВ [3].

     Для снижения водоотделения (уменьшения коагуляции системы) необходимо повысить заряд  поверхности частиц или ввести частицы, одноименно заряженные с поверхностью. Гидратированные цементы обладают отрицательным зарядом поверхности, т.е. для их стабилизации (предотвращения коагуляции) необходимо вводить вещества несущие отрицательный заряд. Такими добавками могут быть: опока, молотый  песок, трепел. Введение кремнезёмистых добавок позволило несколько  снизить водоотделение, данные приведены  в таблице 2. Более существенного  снижения водоотделения можно добиться, увеличив количество их ввода, однако это снизит активность цемента.

Таблица 2

Влияние кремнеземистых добавок на коэффициент  водотделения