Роль микропорошка шлака в бетоне и рекомендуемое оборудование для его измельчения

Введение

Микропорошок шлака, побочный продукт производства железа и стали, стал ценным добавляющим компонентом в современных технологиях производства бетона. При правильной обработке до требуемого уровня fineness (тонкости) микропорошок шлака значительно повышает характеристики бетона и способствует развитию экологически устойчивых методов строительства. В данной статье рассматривается многоаспектная роль микропорошка шлака в применении в бетоне, а также специализированное оборудование для его измельчения, необходимое для достижения оптимального распределения частиц.

Производство и характеристики микропорошка шлака

Гранулированный шлак доменного производства (GBFS) получают путем быстрого охлаждения расплавленного шлака доменных печей в воде или паре. В результате этого процесса образуется стекловидный гранулированный материал, который при измельчении до уровня микропорошка обладает отличными свойствами, характерными для цементирующих веществ. Качество и характеристики микропорошка шлака во многом зависят от его химического состава, содержания стекла и, что особенно важно, распределения размеров частиц.

Процесс измельчения превращает гранулированный шлак в микропорошок с удельной площадью поверхности, обычно составляющей от 400 до 600 м²/кг. Такое тонкое измельчение активирует скрытые гидравлические свойства шлака, позволяя ему реагировать с гидроксидом кальция, образующимся в процессе водного объединения цемента, с целью образования дополнительного геля кальциевосиликатного гидрата (C-S-H), который является основным компонентом, придающим бетону прочность.

Преимущества использования микропорошка шлака в бетоне

Повышенные механические свойства

Введение микропорошка шлака в бетонные смеси приводит к значительному улучшению прочности на сжатие, особенно в более поздние периоды времени. Позоланические и скрытые гидравлические реакции продолжаются в течение длительного времени, что способствует увеличению прочности, которая за 28 дней часто превышает прочность обычного бетона на основе портландского цемента. Кроме того, микропористая структура частиц шлака уплотняет бетонную матрицу, снижая пористость и повышая долговечность конструкций.

Повышенная прочность

Бетон, содержащий микропорошок шлака, обладает высокой устойчивостью к химическим воздействиям, включая проникновение сульфатов и хлоридов. Сниженная проницаемость бетона благодаря улучшенной структуре пор выполняет функцию барьера, препятствующего проникновению агрессивных веществ; кроме того, потребление гидроксида кальция в ходе поzzолановых реакций минимизирует риск вредоносных расширяющихся процессов. Эти свойства делают шлакобетон особенно подходящим для использования в морских условиях, на установках по обработке сточных вод и в других средах с интенсивным воздействием агрессивных факторов.

Термический контроль и снижение риска термического растрескивания

Более медленные темпы нагрева концентрата из микропорошка шлака имеют преимущества при применении в массивных бетонных конструкциях. Снижение пиковой температуры и более постепенное изменение температурных различий уменьшают риск тепловых трещин, что является распространенной проблемой при заливке больших объемов бетона. Это свойство особенно ценно при строительстве плотин, фундаментов мостов и других массивных конструктивных элементов.

Преимущества устойчивого развития

Использование микропорошка шлака представляет собой важный шаг в сторону устойчивого строительства. Заменяя часть портландского цемента — материала с высоким уровнем энергопотребления и углеродного следа — промышленным побочным продуктом, бетонная промышленность может значительно снизить свой влияние на окружающую среду. Типичные доли замены варьируются от 25% до 70%, в зависимости от требований к применению и характеристик продукта.

Критические параметры при производстве микропорошка шлака

Требования к распределению размеров частиц

Эффективность использования микропорошка шлака в бетоне во многом зависит от правильного распределения размеров частиц. Для достижения оптимальных показателей производительности 90% частиц (D90) должны иметь размер меньше 30–45 микрометров, причем значительная доля из них должна находиться в диапазоне от 3 до 10 микрометров. Такое распределение размеров обеспечивает необходимую реакционную способность бетона и оптимальную плотность его заполнения в цементной матрице.

Контроль содержания влаги

В процессе помола контроль содержания влаги крайне важен для предотвращения образования комочков и обеспечения эффективной работы оборудования. Входящий шлак обычно содержит до 15% влаги, которую необходимо снизить до уровня ниже 1% в готовом продукте, чтобы избежать проблем при хранении и транспортировке, при этом сохраняя оптимальные химические свойства.

Целевые значения удельной площади поверхности

Удельная площадь поверхности материала Blaine является важным показателем качества микропорошка шлака. Для большинства конкретных приложений целевыми значениями удельной площади являются значения в диапазоне от 420 до 500 м²/кг; однако для специализированных случаев может потребоваться более высокая степень тонкости порошка. Для достижения стабильных значений удельной площади необходимо точно контролировать процесс измельчения и использовать современные системы сортировки.

Оборудование для измельчения шлака в микропорошок

Преобразование гранулированного шлака в высококачественный микропорошок требует использования специализированного оборудования для измельчения, способного справляться с абразивными свойствами материала при одновременном обеспечении точного контроля размера частиц. Традиционные шаровые мельницы в значительной степени вытеснены более эффективными вертикальными валковыми мельницами, а также специализированными системами измельчения, разработанными специально для переработки шлака.

Критерии выбора ключевого оборудования

При выборе оборудования для измельчения шлака в микропорошок необходимо учитывать несколько факторов: энергопотребление на тонну продукции, износостойкость измельчающих компонентов, эффективность сортировки, надежность системы и возможность обеспечения стабильного качества готового продукта. Современные измельчительные системы оснащены передовыми технологиями управления, позволяющими поддерживать оптимальные рабочие параметры независимо от изменений характеристик сырья.

Рекомендуемое оборудование для шлифовки: вертикальная дробилка шлака серии LM

Для массового производства высококачественной микропорошковой шлаковой смеси мы рекомендуем наше оборудование.Вертикальный мельничный комплекс серии LM для обработки шлакаЭто оборудование специально разработано для удовлетворения высоких требований, предъявляемых к процессу измельчения шлака. Оно является передовым достижением в технологиях переработки шлака, сочетая в себе высокую эффективность с исключительным контролем качества продукции.

Технические преимущества

Вертикальная мельница шлака серии LM оснащена рядом инновационных конструктивных элементов, что делает ее особенно подходящей для производства микропорошка шлака:

• Интегрированный дизайнСистема объединяет в себе функции дробления, помола и сортировки в компактном корпусе, что позволяет сократить потребность в пространстве на 50% по сравнению с традиционными системами.
• Низкие операционные затратыБлагодаря дизайну без контакта между шлифовальными валками и шлифовальной поверхностью срок службы изнашиваемых деталей увеличивается в 3 раза, при этом потребление энергии на 30–40% ниже, чем в системах с шаровыми мельницами.
• Интеллектуальная система управленияАвтоматическое управление на уровне экспертов обеспечивает возможность переключения режимов работы между удаленным и локальным доступом, а также реальное время мониторинга рабочих параметров, тем самым сводя к минимуму необходимость вручную вмешиваться в процесс.
• Соблюдение экологических нормПолностью герметичная конструкция обеспечивает работу в условиях отрицательного давления, что позволяет сократить уровень пылевых выбросов до менее 20 мг/м³, а уровень рабочего шума не превышает 80 дБ(А).

Принцип работы

Главный двигатель приводит в движение вращение стола для измельчения посредством редукционной передачи. Материал поступает внутрь устройства через центральную трубу подачи и равномерно распределяется под действием центробежных сил. Гидравлически приводимые в движение валки для измельчения оказывают давление на слой материала, обеспечивая эффективное его измельчение. Качественный мелкий порошок переносится потоком горячего газа в динамический сортировочный аппарат, а крупные частицы возвращаются на стол для дальнейшей обработки.

Технические характеристики моделей для измельчения шлака

Серия LM предлагает несколько моделей, подходящих для различных производственных требований:

• LM130NДиаметр шлифовочного стола — 1700 мм, производственная мощность — 4–6 тонн в час, мощность основного двигателя — 200–250 кВт.
• LM150NДиаметр стола для шлифовки: 1900 мм, производительность: 6–8 тонн/час, мощность основного двигателя: 280–315 кВт
• LM170NДиаметр стола для шлифовки: 2100 мм; производительность: 8–10 тонн/час; мощность основного двигателя: 400–450 кВт.
• LM190NДиаметр стола для шлифовки: 2400 мм; Производительность: 10–12 тонн/час; Мощность основного двигателя: 500–560 кВт
• LM220NДиаметр шлифовальной поверхности: 2800 мм; производственная мощность: 20–26 тонн/ч; мощность основного двигателя: 900–1000 кВт
• LM280NДиаметр стола для шлифовки: 3500 мм; производительность: 50–60 тонн в час; мощность главного двигателя: 1800–2000 кВт
• LM370NДиаметр стола для шлифовки 4500 мм, производственная мощность 90–110 тонн/час, мощность основного двигателя 3150–3300 кВт

Все модели могут обрабатывать шлак с содержанием влаги до 15% и производить порошок с удельной площадью поверхности ≥420 м²/кг при выходной влажности ≤1%.

Альтернативное решение: Ультратонкий мельницы серии SCM для специализированных применений

Для приложений, требующих исключительно мелкого микропорошка шлака (сетка 325–2500 меш), наша продукция идеально подходит.Мельница сверхтонкой мельницы серии SCMПредлагается оптимальное решение. Данное оборудование особенно подходит для производства продуктов шлака высокой ценности, используемых в специализированных бетонных конструкциях, где чрезвычайная тонкость шлака улучшает его эксплуатационные характеристики.

Технические характеристики

Мельница SCM Ultrafine Mill обладает рядом значительных преимуществ при производстве мелкого порошка шлака:

• Высокая эффективность и энергосбережениеСемейство оборудования SCM обладает удвоенной производительностью по сравнению с щетковыми мельницами и снижает расход энергии на 30%, что представляет собой значительный прогресс в области технологий измельчения.
• Высокоточная классификацияВертикальный турбинный сортировочный аппарат обеспечивает точное разделение частиц по размеру без примеси грубого порошка.
• Прочный дизайнСпециальные ролики из особых материалов и шлифовочные кольца значительно увеличивают срок службы устройства, а отсутствие подшипников в шлифовочной камере гарантирует стабильную работу системы.
• Экологическая эффективностьЭффективность сбора пыли при использовании данного метода превышает международные стандарты; уровень шума благодаря конструкции изоляционного кожуха составляет менее 75 дБ.

Ассортимент моделей

Серия SCM включает в себя несколько моделей, подходящих для различных производственных потребностей:

• SCM800Производственная мощность: 0,5–4,5 тонн в час; мощность основного двигателя: 75 кВт
• SCM900Производственная мощность: 0,8–6,5 тонн в час; мощность основного двигателя: 90 кВт
• SCM1000Производительность: 1,0–8,5 тонн/час; мощность основного двигателя: 132 кВт
• SCM1250Производственная мощность: 2,5–14 тонн в час; мощность основного двигателя: 185 кВт
• SCM1680Производственная мощность: 5,0–25 тонн в час; мощность основного двигателя: 315 кВт

Все модели могут обрабатывать материал размером не более 20 мм и производить порошок с тонкостью от 325 до 2500 меш (D97 ≤ 5 мкм).

Контроль качества при производстве микропорошка из шлака

Постоянство качества имеет первостепенное значение для использования микропорошка шлака в бетонных конструкциях. Современные заводы по измельчению шлака оснащены комплексными системами контроля качества, которые отслеживают ключевые показатели: распределение размеров частиц, удельную площадь поверхности, содержание влаги и химический состав продукта. Системы автоматического отбора проб и их анализа гарантируют, что характеристики продукции соответствуют установленным стандартам с точностью, обеспечивая производителей бетона надежными и однородными сырьевыми материалами.

Экономические аспекты

Экономическая жизнеспособность производства микропорошка из шлака зависит от ряда факторов, включая наличие и стоимость сырьевого шлака, цены на энергию, капитальные затраты на оборудование, а также спрос на готовый продукт на рынке. Современные высокоэффективные системы помола обычно позволяют достичь периода окупления инвестиций за 2–4 года, при этом эксплуатационные расходы значительно ниже, чем при использовании традиционных технологий. Растущий спрос на экологически чистые строительные материалы еще больше повышает экономическую привлекательность производства микропорошка из шлака.

Будущие тенденции в использовании шлака

Будущее использования микропорошка шлака в бетоне выглядит многообещающим; отрасль формируется под влиянием нескольких новых тенденций. К ним относятся разработка сверхтонких продуктов на основе шлака с повышенной реакционной способностью, сочетание шлака с другими вспомогательными цементообразующими материалами для получения оптимизированных смесей, а также усиление внимания к оценке жизненного цикла с целью количественной оценки экологической выгоды от применения шлака. Технологии измельчения будут постоянно совершенствоваться в направлении повышения эффективности, увеличения гибкости и улучшения устойчивости к внешним воздействиям.

Заключение

Микропорошок шлака представляет собой ценный ресурс для повышения качества бетона и содействия устойчивому развитию в строительной индустрии. Эффективное использование этого материала во многом зависит от правильной обработки с применением современного оборудования для измельчения, позволяющего точно контролировать размер частиц. Наше вертикальное оборудование для производства микропорошка шлака серии LM и ультратонкое оборудование серии SCM обеспечивают качественный продукт, соответствующий строгим требованиям современных технологий производства бетона. По мере того как строительная отрасль уделяет всё больше внимания вопросам устойчивости и экономичности, роль правильно обработанного микропорошка шлака несомненно будет расти благодаря постоянному развитию технологий измельчения.