Этот технологический передел заключается в измельчении компонентов сырьевой смеси, взятых в определенных пропорциях, и их усреднении (гомогенизации).


Измельчение — одна из основных технологических операций, в результате которой достигается не только повышение реакционной поверхности, но и механическое активирование в результате увеличения свободной энергии. Энергия, затрачиваемая на измельчение, расходуется на разрыв химических связей и создание новых поверхностей. Это сопровождается изменением структуры твердого тела -- аморфизацией кристаллических веществ в результате необратимых пластических деформаций, что сопровождается значительным повышением химической активности. Кроме того, измельчение исходных материалов применительно к производству ячеистых силикатных изделий предусматривает уменьшение диаметра частиц (повышение дисперсности) до размеров сопоставимых с толщиной межпо-ровых перегородок. При этом, чем ниже плотность ячеистых материалов и соответственно тоньше межпо-ровая перегородка, тем выше должна быть дисперсность компонентов сырьевой смеси.


Известно, что процесс измельчения может сопровождаться трибохимическими или, как их еще называют, механохимическими реакциями, которые способствуют активизации смесей.


Следовательно, при измельчении твердых тел надо стремиться к максимальному использованию механо-химических реакций, что достигается при совместном помоле компонентов с учетом их природы и химико-минералогического состава. В частности, при сухом совместном помоле компонентов, получившего название "сухой" схемы подготовки [6] достигается не только высокая гомогенность сырьевой смеси, но и протекание механохимических реакций, что исключает "старение" вновь образованных химически активных поверхностей.


Прямое (экспериментальное) определение приведенных в зависимостях величин ДЕВ , aEs , Eg связано со значительными трудностями методического характера, особенно, когда это касается твердых тел аморфной структуры.


В этой связи для прогнозирования химической активности твердых тел, приобретаемой при измельчении в связи с изменением их энергетического состояния, эффективным оказывается применение метода калориметрии [13].


Измельчение твердых тел кристаллической и аморфной структуры до одинаковой дисперсности в случае кристаллических веществ приводит к большему увеличению химической активности по сравнению с первоначальной, хотя химическая активность вещества аморфной структуры по абсолютной величине выше. При сверхтонком и длительном измельчении кристаллических веществ может наступить такой момент, когда энергетическое состояние твердого тела кристаллической и аморфной структуры окажется одинаковым, а следовательно, одинаковой будет и их химическая активность.


В производственных условиях для контроля дисперсности компонентов и сырьевой смеси применяют показатель удельной поверхности (Эуд), который определяют методом воздухопроницаемости на приборе ПСХ-2 (4) и выражают в м2/кг (см2/г).


Как уже отмечалось, химическая активность кремнеземистого компонента лимитирует кинетику процес-сон формирования структуры силикатного камня, фазовый и морфологический состав синтезируемых цементирующих новообразований, а также их объем, необходимый для омоноличивания непрореагировавших частиц и заполнения их межзерновой пустотности. С учетом этого, помимо удельной поверхности, при определении состава сырьевой смеси, целесообразно контролировать растворимость кремнеземистого компонента (А0) и его межзерновую пустотность (П).


Для получения силикатного камня (межпорового материала) прочностью не ниже 35-40 МПа значение удельной химической активности кремнеземистого компонента при принятых параметрах автоклавной обработки (t°C и Тизотеом ) должно быть не ниже — А ч = = 0,9-1,2 мг/м2.


В частности, с учетом этих требований к кремнеземистому компоненту и условий получения конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов удовлетворительной трещиностойкости установлено, что эти условия достигаются в случае использования сырьевых композиций, содержащих кремнеземистый компонент пустотностью 25-30% и химической активностью (растворимостью при принятых параметрах автоклавной обработки) 0,2-0,25 мг/г. Этим требованиям удовлетворяет грубомолотый песок с Syjr = 120-150 м2/кг и автоклавная обработка при t = 183°С (Р = 1,1 МПа) или применение песка композиционного состава, включающего грубомолотую и тонкомолотую составляющие, взятых в определенном соотношении в зависимости от их химической активности и температуры автоклавной обработки.


В этом случае достигается формирование силикатного камня поровой структуры (п < 1,5) высокой степени омоноличенности п0 = 1,2-1,3.


При производстве стеновых блоков, теплоизоляционных и декоративно-акустических изделий, трещино-стойкость которых практически не нормируется, наиболее целесообразно формирование силикатного камня базальтного вида цементации с показателем п0 > 1,25. В этом случае оправдано применение кремнеземистого компонента повышенной дисперсности и химической активности, способствующего повышению прочности силикатного камня. Этим требованиям отвечает кремнеземистый компонент дисперсностью Буд = = 200-300 м2/кг.


На отечественных заводах ячеистых силикатных материалов, как правило, применяется мокрый помол основной массы кремнеземистого компонента (песка) и сухой помол известково-песчаного вяжущего при соотношении известьгпесок, равном 1:0,2-1:1.


Содержание воды в шламе должно быть достаточным для обеспечения его нормальной текучести, а плотность шлама песка составлять Д,= 1,6-1,68 кг/л.


Мокрый помол кремнеземистого компонента осуществляется в присутствии добавок ПАВ (поверхностно-активных веществ), расход которых составляет 0,01-0,03% или добавки извести в количестве до 3%.


Как уже отмечалось, кроме мокрого помола песка подготовка сырьевых материалов может осуществляться по "сухой" схеме. Считалось, что последний способ более энергоемкий и менее производителен. Однако исследования, проведенные в последние годы в НИПИси-ликатобетона, МИСИ им. В.В. Куйбышева, Воронежском ИСИ, изменили сложившиеся представления о сравнительной экономичности рассмотренных способов подготовки сырьевых материалов.


Установлено [6], что применение "сухой" схемы подготовки компонентов позволяет повысить при прочих равных условиях прочностные показатели ячеистых материалов на 15-20%, снизить суммарную энергоемкость технологического процесса до 1,5 раза, уменьшить износ мелющих тел и футеровки мельниц на 30-40%, в зависимости от дисперсности кремнеземистого компонента, а в случае применения смешанного вяжущего достигается дополнительная активация цемента.


Сообщается [14], что ячеистый бетон на основе сырьевой смеси, полученной путем совместного помола компонентов и оптимальной влажности песка позволяет в 1,5-1,7 раза повысить прочностные характеристики и модуль упругости материала по сравнению с характеристиками ячеистого бетона, изготовленного из той же сырьевой смеси, но при раздельном помоле компонентов. В данном случае, как нам представляется, увеличение прочности связано не только с высокой гомогенностью смеси (однородностью), но и протеканием при помоле с влажным песком механохимических реакций.


Преимущества "сухой" схемы убедительно подтверждаются многолетним опытом работы цеха ячеистых бетонов Воронежского завода ЖБИ-1, а также предприятий, работающих по технологии фирмы "Калси-локс".


Вместе с этим успешное применение "сухой" схемы возможно лишь при условии стабильности характеристик сырьевых материалов и высокой культуры труда.


Существенным достоинством "сухой" схемы является также возможность полной автоматизации технологического передела подготовки компонентов.