Producción de hormigón celular utilizando el aparato de la capa vórtex

El hormigón celular es un tipo de hormigón ligero, que es un material artificial poroso formado por aglutinantes minerales (cemento, cal o yeso) y relleno de sílice (arena de cuarzo, cenizas volantes o escorias ácidas de la industria metalúrgica). La producción de hormigón celular se basa en los procesos de dispersión, mezcla, hinchamiento de una mezcla de estos componentes y su endurecimiento.

En la producción de material, es importante lograr un alto grado de activación y distribución uniforme de partículas de gas o aditivos espumantes, así como la homogeneización y dispersión de los componentes constituyentes de la masa. Para estas tareas, se puede utilizar el aparato de la capa vórtex (AVS) de GlobeCore.

Ventajas del hormigón celular

Las principales características del material poroso:

• Altas propiedades de aislamiento térmico
  Los poros del hormigón celular pueden ocupar hasta el 85% del volumen del material, lo que lo hace extremadamente ligero y proporciona altas características de aislamiento térmico. Tiene una mejor capacidad para retener el calor en comparación con los materiales tradicionales, incluido el ladrillo.
• Facilidad de uso
  Debido a la geometría correcta y un factor de forma conveniente, la construcción a partir de bloques de concreto es más rápida y fácil en comparación con la construcción monolítica de ladrillos. Además, al apilar bloques, se usa pegamento especial, no una solución. Es rentable y sencillo. Y las juntas con un espesor de solo 3 mm no actúan como puentes fríos, a diferencia de las capas de cemento entre ladrillos.
• Alta resistencia
  Los bloques porosos son lo suficientemente fuertes como para un material de construcción. Por lo tanto, el hormigón poroso ya se ha convertido no solo en una alternativa auxiliar a los ladrillos, el hormigón armado, sino que también los ha reemplazado por completo en algunos casos.

Estas características aseguraron la gran popularidad del material poroso y su amplia gama de aplicaciones.

Áreas de aplicación

Básicamente, el uso de hormigón celular se concentra en el campo del aislamiento de edificios. Pero además, también se utiliza para la construcción de muros de edificios y estructuras. Dependiendo de esto, el material se divide en termoaislante, estructural-termoaislante y constructivo. La densidad aparente de los diferentes tipos varía de 300 a 1200 kg / m3.

En general, el uso de hormigón celular es común en las siguientes áreas:

• aislamiento de pisos, áticos, paredes de hormigón armado;
• construcción de tabiques, estructuras de cerramiento;
• construcción de tabiques, estructuras de defensa.

El hormigón celular se utiliza para construir chalets modernos, dependencias, instalaciones industriales y otros edificios y estructuras. Se utiliza en la construcción de complejos residenciales, macizos, edificios de varios pisos.

En relación con estas perspectivas, la producción de hormigón celular sigue desarrollándose. Este material se está volviendo cada vez más popular en el mercado tanto en el campo de la construcción privada de poca altura, como en la construcción de grandes instalaciones por parte de empresas constructoras. Por lo tanto, tiene sentido establecer la producción de hormigón celular tanto en una pequeña planta de materiales de construcción como en una gran empresa.

Producción de hormigón celular: tecnologías tradicionales

Hay varias formas de producir hormigón celular. Dependiendo de ellos, el endurecimiento de las formas se produce por el método de autoclave o no autoclave, y la porosidad de la mezcla se basa en la formación de gas, espumación o aireación. Como resultado, obtenemos hormigón celular de los tipos correspondientes:

• hormigón de gas;
• hormigón de espuma;
• producto aireado.

Por lo tanto, las tecnologías difieren principalmente en el método de porosidad del material y el método de endurecimiento. Así, por ejemplo, el hormigón celular se prepara mezclando todos los componentes en forma seca y húmeda utilizando mezcladores y molinos, después de lo cual las materias primas se colocan en moldes, donde se produce una mayor formación de poros. Y el hormigón de espuma se fabrica preparando la mezcla en mezcladores con su hinchamiento simultáneo, después de lo cual el producto ya espumado se envía a moldes.

Consideremos la efectividad del uso de AVS en la producción de hormigón celular usando el ejemplo de una tecnología popular que usa un generador de gas. Para empezar, analicemos los problemas que los nuevos equipos de GlobeCore ayudarán a resolver.

Desventajas de la tecnología clásica para la producción de hormigón celular

La tecnología popular para la producción de hormigón celular implica el uso de un generador de gas, con la ayuda del cual se hincha la mezcla.  Como regla general, se usa polvo de aluminio. Durante la reacción con la solución acuosa de hidróxido de calcio, se libera oxígeno formando poros.

Cuanto más uniformemente estén ubicados los poros en el hormigón y cuanto más pequeños sean de tamaño, mayor será el rendimiento del material final. Para lograrlo, es importante distribuir el generador de gas de la manera más uniforme posible sobre todo el volumen de la mezcla, logrando un alto grado de dispersión. Además, la calidad está influenciada por la cantidad de CaO activo en la masa preparada.

Para lograr una alta porosidad del material, los componentes originales (arena, cal) se pueden procesar y moler aún más. En este caso, se puede utilizar una trituración húmeda separada de arena o una trituración seca conjunta de los componentes.

El tratamiento adicional del generador de gas es una eliminación parcial de la película de parafina en la superficie de las partículas. Esto se hace mezclándolo con agua y tensioactivos. Pero los mezcladores tradicionales tienen una eficacia baja en la eliminación de la película de cera.

Además, en el proceso de preparación del agente de expansión, las partículas de polvo de aluminio forman grumos en algunos lugares. En el futuro, estas acumulaciones de partículas durante una reacción química provocan una evolución excesiva y desigual de oxígeno: se forman poros y vacíos grandes. Como resultado, el producto de hormigón es de baja resistencia y puede agrietarse.

Y con una producción de gas insuficiente, se añade a la mezcla hasta un 25% de cal. Además, la cal ayuda a obtener la resistencia del hormigón necesaria antes de que finalicen los procesos de formación de gas, lo que es necesario para obtener una estructura porosa.

Así, entre los principales problemas de la tecnología tradicional para la producción de hormigón celular se encuentran:

• agrietamiento en el material;
• producción de gas insuficiente para la formación de poros;
• mala uniformidad de la mezcla.

El uso de los aparatos de la capa vórtex de la empresa GlobeCore ayuda a resolver los problemas de adhesión de las partículas del generador de gas, su actividad insuficiente y la distribución desigual sobre el volumen de la masa.

Producción de hormigón celular utilizando con el aparato de la capa vórtex

La preparación del generador de gas en el aparato de la capa vórtex implica el procesamiento de una suspensión de aluminio en un campo electromagnético con el uso de partículas ferromagnéticas. Además, la preparación y activación de mezclas de cal-arena, cemento-arena también se llevan a cabo en estas condiciones.

La mezcla se procesa en una cámara de trabajo no magnética, a través del espacio en el que las agujas ferromagnéticas se mueven con alta intensidad debido a la influencia del campo electromagnético creado por el inductor: se forma una capa vórtex. Estas agujas se convierten en mini mezcladores y trituradores. Como resultado de dicho procesamiento, obtenemos una masa homogénea con un alto grado de dispersión y activación de las sustancias y mezclas procesadas. La agitación, la activación y la trituración se producen bajo la influencia de un campo electromagnético, vibraciones acústicas, alta presión local, electrólisis.

La eficacia de preparar una suspensión de polvo de aluminio en un aparato de la capa vórtex fue investigada y descrita por D.D. Logvinenko. La tabla 1 muestra cómo cambian las propiedades físicas y mecánicas del silicato de gas obtenido en base a un generador de gas con y sin tratamiento en AVS.

Tabla 1

№	Condiciones de preparación de la suspensión	Productividad del aparato AVS-100, l / h	Propiedades mecánicas del silicato de gas
			Después de procesar la suspensión en AVS			Después de procesar la suspensión en un mezclador tradicional
			Densidad aparente, γ, g / cm3	Resistencia al cizallamiento σс * 10-5, Pa	Coeficiente de calidad constructiva	Densidad aparente, γ, g / cm3	Resistencia al cizallamiento σс*10-5, Pa	Coeficiente de calidad constructiva
1	Polvo de aluminio – 100% en relación a la cantidad calculada	120	385	18,7	2,56	396	15,2	2,03
			377	10,3	1,47	419	79,5	0,92
			414	11,8	1,41	438	10,8	1,14
2	Polvo de aluminio -90% en relación a la cantidad calculada	950	386	14,5	1,85	437	14,1	1,51
			427	15,2	1,70	–	–	–
			375	12,3	1,80	–	–	–

La producción de hormigón celular mediante un generador de gas tratado con AVS permitió obtener un material con una resistencia un 10-30% superior a la de una muestra producida mediante un método tradicional. El factor de calidad del hormigón celular aumentó entre un 20 y un 60% en comparación con los datos iniciales.

Además, la tecnología mejorada para la producción de hormigón celular se ha vuelto más económica. El consumo del generador de gas se redujo en un 10% y la cal se utilizó menos en un 2%. Al mismo tiempo, el producto final no se volvió más pesado, sino que por el contrario, su densidad aparente disminuyó. Aumento de la fuerza de los bloques.

Es posible que la mejora de las propiedades físicas y mecánicas del hormigón celular haya sido influenciada por el procesamiento en AVS, mezclas de cal-arena y cemento-arena. Esto se debe a la activación de partículas de SiO2 debido a la formación de centros activos en la superficie de los granos de arena.

Ventajas del aparato de la capa vórtex en la producción de hormigón celular

La producción de hormigón celular con AVS es una optimización de los procesos tecnológicos en línea, acompañada de un aumento en la calidad del producto debido a un procesamiento más eficiente de materias primas y mezclas. Esto se consigue gracias a las siguientes ventajas de AVS:

• Versatilidad
  El aparato de la capa vórtex es adecuado tanto para activar y preparar una suspensión a partir de un generador de gas como para mezclar, dispersar y activar los componentes restantes de una mezcla de cemento-arena o cal-arena. El equipo es adecuado para la trituración húmeda, mezcla de los componentes, activación, molienda de arena y para la mezcla en seco de componentes de hormigón celular.
• Mejoramiento de la calidad del producto
  Como resultado de la preparación de componentes y aditivos en AVS, obtenemos hormigón celular con las mejores características físicas y mecánicas.
• Rentabilidad
  Además de que la técnica en sí es más económica que las instalaciones tradicionales en términos de consumo de energía, permite reducir el consumo de componentes para hinchar la masa y reducir el tiempo de procesamiento de las mezclas.
• Facilidad de uso
  El aparato de la capa vórtex se puede integrar en una línea de producción de hormigón celular existente. Al mismo tiempo, para la instalación, no es necesario construir una base o estructuras adicionales, y el aparato es bastante compacto.

La producción de hormigón celular en el aparato de la capa vórtex permite obtener un material de construcción de mayor calidad y optimizar los procesos tecnológicos, lo que se refleja en una disminución en el costo de producción y un aumento en su volumen.