Подготовительные процессы

Подготовительные процессы сопутствуют производству практически любого строительного материала. Основная задача подготовительных процессов заключается в раскрытии потенциальных возможностей исходного сырья. В зависимости от вида подготавливаемого сырья и специфичности вырабатываемого готового продукта подготовительные операции носят различный характер. На рис. 9.1 приведена классификация подготовительных процессов.

Рисунок 9.1 – Классификация подготовительных процессов

Измельчение и классификация исходных компонентов – одни из наиболее распространенных подготовительных процессов в производстве строительных материалов. Основные законы измельчения, а также принципиальные схемы аппаратов для дробления, помола и механической классификации, методика подбора оборудования и основные принципы технологических расчетов, связанных с ним, а также принципы подбора зернового состава исходных компонентов были подробно рассмотрены ранее.

Предварительная тепловая обработка сырья для различных производств различается по виду обработки. Так, в железобетонной промышленности предварительная тепловая обработка чаще всего заключается в подсушке песка (редко – крупного заполнителя) и в размораживании крупного и мелкого заполнителя в зимнее время. Тепловые процессы в этом случае мало чем отличаются от обычных тепловых процессов технологической обработки материала и в этом разделе не рассматриваются.

Предварительная тепловая обработка сырья в керамических производствах заключается в сушке, иногда – дегидратации или обжиге глины на шамот. Сушка глины в зависимости от требуемой и исходной влажности сырья может применяться практически во всех керамических производствах. Применение же дегидратированной (дегидратацией глины называется процесс удаления кристаллизационной воды из глинистых материалов, которое происходит в интервале 450…600 ºС) или шамотированной (обожженной) глины ограничивается в основном производством специальных (например, огнеупорных) видов керамики. Законы тепло- и массопереноса в этих случаях те же, что и при основных технологических процессах сушки и обжига керамики и поэтому в этом разделе также не рассматриваются.

Перемешивание (сухое или мокрое) связано с гомогенизацией исходного сырья с различного вида добавками. На стадии подготовки сырье часто подвергают химической или физико-химической обработке, чаще всего путем введения соответствующих добавок. Введение добавок направлено на придание исходному сырью повышенной активности, облегчающей и ускоряющей какую-либо основную технологическую операцию. Среди этих добавок имеются отощающие, уплотняющие, порообразующие, минерализующие, гидрофобизующие и гидрофилирующие, коагулирующие и т.д. Эти добавки улучшают структуру создаваемого материала, упрочняют или, наоборот, разрывают внутренние связи, способствуют формированию свойств масс с заданными показателями.

Для получения в объеме массы одинаковых свойств необходимо произвести тщательное распределение этих добавок во всем объеме. Основные закономерности перемешивания сухих и влажных масс рассмотрены в разделах, связанных с основными технологическими процессами.

9.2.1. Измельчение и классификация исходного сырья

Дробление или помол с последующим разделением полученного материала по крупности продукта осуществляют с целью получить материал:

1. Заданного зернового состава, обеспечивающего требуемую плотность исходной композиции.

2. Такой максимальной крупности, которая соответствовала бы конструктивным элементам изделия. Так, при производстве железобетонных балок и колонн максимальная крупность щебня не должна превышать ¾ минимального расстояния между арматурными стержнями, а для плит перекрытий – не более 1/2 наименьшего размера по толщине плиты.

3. Требуемой удельной поверхности для тонких порошков, определяющей как пластично-вязкие свойства формуемых масс, так и химическую активность сырья на последующих стадиях переработки.