Строительные материалы
 
Web www.materialsworld.ru
Строительные и отделочные материалы
Заполнители, наполнители и добавки

Общие сведения о заполнителях, наполнителях и добавках

Кроме вяжущих веществ, являющихся главным структуроформирующими компонентами искусственных строительных материалов (конгломератов), важными являются также наполнители и заполнители. Первые в основном участвуют в образовании микроструктуры вяжущей части, вторые при непосредственном цементирующем участии вяжущей части образуют макроструктуру конгломерата.

Заполнители и наполнители классифицируют по различным признакам: составу (неорганические и органические); происхождению (природные, искусственные и побочные продукты (отходы) производства); внешнему виду и форме частиц (порошкообразные,, крупнозернистые, волокнистые, стержневые и листоватые) и т. д.; взаимодействию с вяжущим веществом (активные и неактивные).

Заполнители и наполнители получают либо непосредственно из месторождений пород с их последующей механической обработкой, либо же с помощью химической переработки сырья. В производственных условиях они изготовляются в результате выполнения определенных технологических операций, входящих в комплекс подготовительных работ: измельчения и помола, фракционирования, промывки, обезвоживания, сушки и нагревания, обогащения и химической или физико-химической обработки.

Дробление грубозернистых заполнителей (руды, гравия, щебня, древесины и пр.) производят с целью получения зерен и частиц необходимых формы и размеров, повышенной однородности и плотности. Помол мелкозернистых материалов применяют для повышения химической и физико-химической активности частиц, увеличения удельной и суммарной поверхности минерального порошка и некоторых других порошкообразных продуктов.

Материалы измельчают в дробилках крупного дробления, в мельницах тонкого и сверхтонкого измельчения и в других машинах.

Для повышения насыпной плотности (уменьшения пустотности) заполнителей с целью улучшения свойств конгломерата их разделяют на отдельные фракции (фракционируют) с разной крупностью зерен, а из полученных фракций составляют нужные смеси заполнителей. Фракционирование часто совмещают с измельчением.

Порошкообразные наполнители фракционируют сепарацией, причем получаемые при этом крупные частицы измельчаются повторно. Одним из важных свойств порошкообразного наполнителя является его плотность, зависящая от зернового состава. Степень дисперсности порошкообразного наполнителя должна ограничиваться. При очень высокой дисперсности частицы спонтанно (самопроизвольно) агрегируются (слипаются) с уменьшением удельной поверхности агрегатов, комкованием и повышением неоднородности. Необходимую степень дисперсности порошкообразного наполнителя определяют экспериментально, учитывая, что при длительном хранении высокодисперсного наполнителя происходит потеря его активности вследствие адсорбции и хемосорбции веществ из окружающей среды.

Важная роль отводится промывке водой зернистых заполнителей (песка, гравия, щебня) для освобождения от загрязняющих глинистых, илистых, пылевидных и других примесей. Эти примеси ухудшают качество ИСК—уменьшают их однородность и прочность, препятствуют сцеплению заполнителя с вяжущим веществом. Промывка заполнителей водой часто совмещается с их фракционированием.

После промывки заполнитель обезвоживают механическим способом (отстаиванием, фильтрацией, отжимом, грохочением, центрифугированием, гидроклассификацией) или искусственной сушкой в карьерах и на заводах с помощью различных источников теплоты (газом, инфракрасными лучами, электрическим током высокой частоты и др.). Введение гидрофобных (водоотталкивающих) поверхностно-активных веществ при промывке способствует" соскальзыванию с поверхности частиц водяных капель. В некоторых случаях, например при приготовлении бетонной смеси, заполнители промывают частью воды затворения и тогда загрязняющие примеси, входящие в водную суспензию, выполняют функции высокодисперсных наполнителей.

Очищение заполнителей возможно также и сухими способами — с помощью плоских вибрационных или барабанных грохотов, а также пульсирующих обеспыливателей.

В зимнее время заполнители не только сушат, но нередко еще нагревают до определенной температуры. Обычно это осуществляется в одном аппарате — сушильном барабане, на колосниковой решетке и др. Нагревают заполнители для придания им необходимого качества, например лучшей смешиваемости с вяжущим веществом. С целью придания заполнителям большей однородности по зерновому составу или объемной массе их иногда обогащают, в частности, путем отделения слабых и неморозостойких включений. В процессе подготовки некоторые заполнители подвергают химической и физико-химической обработке с целью повышения их активности при взаимодействии с другими компонентами ИСК, создания более благоприятных условий их производства, повышения плотности и прочности конгломерата. При такой обработке к заполнителям добавляются специальные вещества. Так, при производстве арболита и фибролита в органические заполнители {древесную стружку, древесную дробленку, льняную и конопляную костру) вводят добавки минерализаторов для повышения химической стойкости смешиваемых с заполнителями минеральных вяжущих веществ. При производстве асфальтобетона и дегтебетона в минеральные наполнители вводят гидрофобизирующие добавки с целью повышения адгезии органического вяжущего вещества к минеральным заполнителям. Химическую и физико-химическую обработку заполнителей иногда совмещают с механической обработкой, например помолом. При этом с поверхности зерен заполнителя удаляются недостаточно активные адсорбированные слои, благодаря чему поверхность обновляется, становится более активной при взаимодействии с вяжущими веществами.

При транспортировании принимают меры против загрязнения промытых и непромытых заполнителей, увлажнения высушенных и охлаждения нагретых заполнителей, поэтому транспортирование оказывает как бы некоторое косвенное влияние на структурообразование ИСК.

Важное значение для бесперебойного устойчивого производства имеет хранение заполнителей и наполнителей в бункерах и других хранилищах. От правильного хранения зависят однородность этих материалов, а следовательно, структура и качество ИСК. При хранении заполнителей и особенно мелкофракционных наполнителей, например, в бункерах иногда образуются своды и зависания, вследствие чего самопроизвольно прекращается их истечение из отверстия. Это ухудшает условия дозировки заполнителей, вызывает простои оборудования, понижает производительность труда, отражается на структуре и качестве ИСК. Образование сводов и зависаний является сложным процессом, зависящим от многих факторов. Для их предотвращения применяют обрушающие устройства, которые устанавливают в бункерах или снаружи.

Заполнители и наполнители дозируют по массе или по объему, причем эти операции на многих заводах автоматизированы. Важное значение имеют точность и своевременность дозирования.

Важной операцией, влияющей на качество ИСК, является предварительное сухое перемешивание заполнителей, а при необходимости — и наполнителей. При перемешивании разрушаются начальные связи между частицами, вследствие чего повышается их подвижность, что способствует, в свою очередь, заполнению межзерновых пустот более мелкими фракциями и в итоге — равномерному распределению частиц.

Перемешивание сухих (нагретых или холодных) заполнителей и наполнителей сопровождается переходом теплоты от более нагретых к менее равномерным распределением частиц по объему.


На правах рекламы:
Создание сайтов в Уфе
создание сайта в Уфе