Линия (оборудование) производства вяжущего низкой водопотребности (ВНВ)

Вяжущее вещество низкой водопотребности (ВНВ)

Вяжущее низкой водопотребности представляет собой высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера, гипсового камня и водопонижающей добавки суперпластификатора (С-3). В результате механохимического взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные, специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента.

ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность 4000-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0%, при том, что у портландцемента М400 и М500 НГ составляет 26,5% и 26,0%), активность по показателю прочности до 100 МПа. По вещественному составу ВНВ подразделяют на чисто клинкерные (ВНВ-100) и многокомпонентные с различными минеральными добавками: оптимизированной комбинацией активных и инертных добавок.

В качестве активных минеральных добавок используют доменные шлаки и золы-унос; инертные добавки: строительный песок, «хвосты» горно-обогатительных комбинатов, возможно использование нерудных карбонатных материалов (известняки, доломиты, мрамор и др).

Характерной особенностью цементных систем на основе ВНВ является существенное замедление процессов структурообразования в первые 4-8 часов после затворения, с последующей интенсивной кристаллизацией и твердением.

Для производства вяжущих низкой водопотребности используют трубчатые шаровые мельницы. Однако, как показали исследования, предпочтительнее шаровые мельницы, снабженные сепаратором. Они обеспечивают заданный гранулометрический состав.

Длительность индукционного периода сокращается с увеличением содержания клинкерного компонента в его составе. ВНВ характеризуется длительным сохранением активности и интенсивным набором прочности цементного камня и бетона в различные, в том числе и в ранние сроки твердения. 

ВНВ применяют для изготовления бетона и железобетона повышенной прочности; при получении арболита с повышенными физико-техническими свойствами; а также в составе полимерцементных покрытий полов промышленных зданий и при зимнем беспрогревном бетонировании.  

История создания вяжущего низкой водопотребности (ВНВ).

Все началось в 1989 г., когда Советский Союз производил 145 млн. т цемента в год, но его все равно не хватало. Встал вопрос об увеличении мощностей для его производства. Правительством страны было решено закупить цементные заводы в Японии. Группа советских специалистов получила соответствующее задание и поехала знакомиться с японскими цементными заводами. 

В результате исследований, правительству страны была предложена альтернатива – увеличить производство цемента, не строя новых заводов, за счет применения новой технологии модификации портландцемента в наноцемент.

Подробнее о технологии – в оборудовании, применяемом для производства цемента по новой технологии,  – шаровых мельницах – каждое зерно цемента активизируется за счет трибоактивации и покрывается сверхтонкой нанооболочкой другого вещества, причем толщина этой оболочки – 20–50 нанометров. Получается материал, который превосходит свойства обычного портландцемента в два раза. 

По распоряжению правительства СССР группа специалистов повезла эти цементы на испытание в США. Американцы получили фантастические результаты: за сутки твердения в нормальных условиях бетон на наноцементе показал мировой рекорд – марку 600, тогда как традиционный портландцемент твердеет 28 суток и дает марку 400–500. Таким образом, наши специалисты доказали, что получили лучший цемент и бетоны в мире!

Производство новых цементов (они были названы вяжущими низкой водопотребности) началось в рамках производственного плана цементной промышленности СССР на 1990–1991 гг. Это подтверждается разработанным в 1990г. СОЮЗДОРНИИ документом «МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВНВ В МОНОЛИТНОМ ДОРОЖНОМ БЕТОНЕ», но в дальнейшем развитие данного направления было приостановлено по всем известным причинам. 

Основные преимущества вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) по сравнению с аналогами на портландцементе.

Вяжущее низкой водопотребности имеет ряд существенных преимуществ перед аналогами на портландцементе.

ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность 4000-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0%, при том, что у портландцемента М400 и М500 НГ составляет 26,5% и 26,0%), активность по показателю прочности до 100 МПа.

Основные преимущества:

• пониженная на 25-30% водопотребность растворных и бетонных смесей при равной подвижности;
• длительное сохранение активности и интенсивный набор прочности цементного камня и бетона на его основе в различные, в том числе и ранние, сроки твердения;
• высокая интенсивность набора прочности бетонов на основе ВНВ позволяет отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую для распалубки прочность в течение 18-24 часов;
• повышенная в 2-3 раза морозостойкость по сравнению с бетонами на портландцементе вследствие мелкопористой структуры бетона;
• обеспечение класса прочности бетона от В60 до В100;
• высокая сульфатостойкость (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у сульфатостойкого цемента);
• пониженное тепловыделение при твердении.

Хранение (до 180 суток) такого вяжущего с содержанием клинкерной составляющей 30-100 (ВНВ-30 и ВНВ-100) в бумажных мешках и комнатных условиях не привело к изменению показателей дисперсности, водопотребности и прочности в стандартных растворах (как расчетной, так и ранней, в возрасте 1-3 суток).

Прочность же раствора на портландцементе марки 500 уже после 30 суток хранения в аналогичных условиях снизилась на 17-20 процентов, а после 6 месяцев хранения составляла всего 35-37 процентов первоначальной. При этом удельная поверхность цемента снизилась с 3200 до 2600 см²/г. Это свидетельствует об агломерации частиц клинкера.

Линия (оборудование) производства вяжущего низкой водопотребности (ВНВ). Назначение и основные параметры

Технологическая линия (оборудование) по производству вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) непрерывного действия мощностью 30-40 тыс. т в год предназначена для получения высокоэффективного вяжущего вещества, соответствующего по своим свойствам ТУ 21-26-20-92

По требованиям заказчика возможна комплектация линии сепаратором, позволяющим гарантировать стабильный гранулометрический состав продукта на выходе.