4.3 Активація сировинних сумішей перед формуванням
Під активацією будівельних сумішей розуміють таку їх обробку, у наслідок якої набуваються нові корисні властивості або підсилюються ті, що вже є. Загальновизнана доцільність широкого застосування активації за рахунок силового впливу на компоненти сумішей - так званої механічної активації. Позитивний ефект від механічної активації бетонної суміші може виражатися або у економії цементу при сталих показниках якості виробів, або у поліпшенні показників якості при фіксованих витратах цементу. Для здійснення активації можуть використовуватись різноманітні агрегати-активатори - швидкохідні змішувачі, дезінтегратори, бігуни, тощо. Серед численних конструкцій активаторів заслуговує уваги активатор барабанно-валкового типу (БВА), який здійснює багатократне ущільнення-рихлення відносно товстого шару зволоженої суміші при керованому зусиллі притискання.
При виробництві ДСВ активація дозволяє звести до мінімуму витрати цементу, а у разі використання заповнювача у вигляді активного доменного гранульованого шлаку дає змогу виробляти вироби за ДСТУ Б В 2.7-36-95 "Цегла і камені стінові безцементні”.
Одна з можливих схем використання активатора безперервної діє у складі ділянки приготування бетонної суміші приведена на рис.4.4. Активатор 5 встановлений після змішувача 1 перед пресом 7. Порція бетонної суміші із змішувача 1 циклічної діє розвантажується у бункер-накопичувач 2, з якого рівномірним потоком видається живильником 3 на стрічковий конвеєр 4 й транспортується у активатор 5. Після активації суміш конвеєром 6 завантажується у бункер преса 7.
Можливе також застосування активатора циклічної дії з ємністю, що дорівнює ємності змішувача. Запропоновані на кафедрі МБП ХДТУБА варіанти активатора представлені на.4.5 [12,13].
В основу БВА покладено принцип ущільнювання шару матеріалу 15 між поверхнями валка 1 і барабана 2, що обертається з надкритичною швидкістю для забезпечення надійного зчеплення ущільненого шару суміші з поверхнею барабана. Суміш завантажується у барабан через лоток 13, захоплюється валком і ущільнюється прокатуванням під ним. Після кожного ущільнення шар підлягає рихленню ножем 15 (у варіанті А) або 3 (у варіанті Б), який формує струмінь суміші, направляючи його під валок 1. Необхідне зусилля притискання валка 1 до шару матеріалу забезпечується важелем 8 із пристроєм притискання 9 – пружинним (у варіанті А) або виконаним із використанням пневмоциліндрів (у варіанті Б). Барабан 2 спирається на раму 10 через роликові опори 4 і приводиться до руху від двигуна 7 через пасову передачу 5. Привід барабана може виконуватись за допомогою ланцюгової передачі 6 (у варіанті А) або з використанням фрикційної передачі (від пари приводних роликів, як у варіанті Б).
Для ефективної активації суміші потрібно 150÷400 циклів ущільнень-рихлень суміші. У агрегаті циклічної дії (варіант А) потрібна кількість ущільнень-рихлень забезпечується тривалістю обробки суміші. Після завершення обробки ніж-розвантажувач 3 спеціальним приводом повертається у положення дотикання до барабана 2. Цим ножем струмінь активованої суміші направляється у лоток 14 і суміш видаляється з БВА. У агрегаті безперервної дії потрібна кількість ущільнень-рихлень забезпечується за рахунок встановлення необхідної швидкості просування суміші вздовж барабана, яка регулюється спеціальними пристроями, наприклад, зміною кута нахилу барабана 2. Після завершення обробки суміш розвантажується за допомогою лотка 14.
Таким чином, БВА виконує активацію шляхом багаторазового ущільнення-рихлення товстого шару матеріалу, забезпечуючи необхідні для ефективної активації силу притискання валка до шару та кількість ущільнень–рихлень шару.
Основними чинниками процесу механічної активації бетонної суміші є:
подрібнення частинок в’яжучого (активація в’яжучого);
оголення активних поверхонь компонентів;
- здирання гідратованих шарів з утворенням активного гелю (при активації шлаку);
створення оптимальної гранулометрії для отримання найвищої густини при формуванні сирцю;
округлення зерен лещатної й голчастої форми;
руйнування слабких зерен заповнювача та пломбування їх дефектів.
Дослідження й випробування свідчать про можливість суттєвої економії цементу за рахунок активації: у півтора-два рази при виробництві блоків із бетону й у 35 разів при виробництві безцементних виробів. Енергоємність активації у БВА становить (10÷15) кВт·год /т, металоємність – (0,7÷1,2) т/(т/год) (менші значення при більшій продуктивності).