Producción de arcilla expandida usando el aparato de la capa vórtex

La producción de arcilla expandida se basa en la homogeneización y trituración de partículas de materias primas de arcilla, la formación de gránulos y su posterior cochura. En relación con tales procesos, tiene sentido utilizar el aparato de la capa vórtex (AVS) de GlobeCore.

Relevancia de la producción de arcilla expandida

La arcilla expandida es un material de construcción popular, aislante económico, rellenador y producto decorativo. Se produce en forma de bolas, grava, piedra triturada, arena con una cáscara densa y una estructura interna porosa. La materia prima para la arcilla expandida es arcilla hinchada y fundible, pizarra y marga.

Como resultado de la homogeneización, la mezcla de la carga y cochura, se forman los granos. Se distinguen por una baja conductividad térmica, inercia a la influencia de álcalis, ácidos, durabilidad, respeto al medio ambiente y la capacidad de absorber el sonido. Se utilizan principalmente en la construcción y en la producción de materiales de construcción:

• Producción de hormigón poroso
  Es un relleno para hormigón poroso ligero y ultraligero utilizado en uniones, muros monolíticos, estructuras.
• Producción de bloques de arcilla expandida
  Es el relleno principal en bloques de pared de arcilla expandida. También incluyen cemento, arena y agua. Los elementos estructurales se utilizan en construcciones de poca altura, en la construcción de muros y tabiques en casas.
• Aislamiento térmico de edificios, estructuras.
  Las variedades altamente porosas de arcilla expandida se utilizan como aislamiento en pisos, paredes y techos.
• Construcción de cimentaciones
  Se utiliza para rellenar con el fin de evitar la congelación. Permite reducir el consumo de material durante la construcción de estructuras.
• Unión
  Esta es una buena base para nivelar suelos en bruto. El material es ligero, por lo que no ejerce presión sobre los suelos. Aumenta las características de aislamiento térmico de la habitación.
• Drenaje
  Un material con una porosidad relativamente baja se utiliza en terraplenes en la construcción de carreteras, sistemas de drenaje de agua, durante el procesamiento y preparación de suelos.
• Aislamiento térmico de sistemas de ingeniería
  Las tuberías de los sistemas de calefacción de casas y edificios se llenan con gránulos. Proporcionan un aislamiento térmico de alta calidad y un fácil acceso al sistema.

Un campo de aplicación tan amplio de la arcilla expandida hace que tenga demanda en el mercado de materiales de construcción, en la industria y la agricultura. La tecnología de producción de arcilla expandida modernizada que utiliza el aparato de la capa vórtex parece prometedora y relevante. Pero primero, consideremos cuáles son las deficiencias de las líneas existentes para la producción de este material.

Producción de arcilla expandida por métodos tradicionales: desventajas

Casi todas las plantas modernas de producción de arcilla expandida utilizan mezcladores de arcilla, unidades de rodillos y moletas en el proceso de mezcla y trituración de materias primas. La cochura se realiza en tambores de horno. El procesamiento de gránulos en el aparato dura aproximadamente 45 minutos.

Pero los equipos tradicionales para la preparación, homogeneización y dispersión de materias primas no trituran y mezclan los componentes con alta calidad. Esto afecta negativamente la resistencia del producto terminado.

Con un bajo grado de homogeneización y una dispersión insatisfactoria de partículas, incluso el 3% de las inclusiones de carbonato en arcillas fusibles hinchadas afectan negativamente la calidad del material. La hidratación de CaO se acompaña de destrucción y pérdida de resistencia de la arcilla expandida durante el almacenamiento.

La producción tradicional de arcilla expandida con mezcladores de arcilla, unidades de rodillos y moletas también es irrelevante para el procesamiento de masa de arcilla con un alto contenido de arena. Si hay un 10-30% de SiO2 libre en la mezcla, es imposible hacer un producto duradero de alta calidad a partir de materias primas.

El procesamiento de materias primas en el aparato de la capa vórtex ayuda a resolver estos problemas de los métodos clásicos. En este caso, es posible producir arcilla expandida de alta calidad, incluso a partir de una masa de arcilla inicialmente inadecuada.

Además, en la tecnología tradicional, las materias primas clasificadas se pueden mezclar con sustancias que mejoran su hinchamiento: fuelóleo, petróleo diésel. El uso de AVS ayuda a reducir al mínimo el uso de aditivos o eliminarlos, lo que tiene un efecto económico positivo, se refleja en la pureza y el respeto al medio ambiente del producto terminado.

Producción de arcilla expandida en el aparato de la capa vórtex

La producción de arcilla expandida en el aparato de la capa vórtex se basa en el procesamiento de materias primas en un campo electromagnético con partículas ferromagnéticas. La unidad puede funcionar tanto en entornos húmedos como secos y húmedos. En la cámara de trabajo del aparato se observan los procesos de dispersión y mezclado, acompañados de la activación de partículas. Esto se refleja en la fuerza del producto terminado. Los procesos ocurren bajo la influencia de un campo electromagnético, vibraciones acústicas, alta presión local y electrólisis.

Las agujas ferromagnéticas en la capa vórtex se transforman en mezcladores y trituradoras. Al mismo tiempo, se mueven por la cámara, giran, chocan con el material que se está procesando, entre sí y con las paredes del aparato. Todo esto contribuye a una mezcla, trituración y activación efectivas de la carga y la mezcla.

El efecto del procesamiento de materias primas de arcilla expandida en AVS fue descrito y estudiado experimentalmente por D. D. Logvinenko. Como resultado, obtenemos un material con menor densidad aparente y mejores indicadores de resistencia. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 – Características de la arcilla expandida al procesar materia prima en AVS

Experimento, №	Características de las materias primas y duración del procesamiento en AVS	Características de la arcilla expandida
		Procesamiento de materia prima en AVS			Procesamiento de materia prima sin AVS
		Peso aparente γ, g / cm3	Resistencia a la cizalladura σс*10-5, Pа	Coeficiente de calidad constructiva	Peso aparente γ, г/см3	Resistencia a la cizalladura σс*10-5, Pа	Coeficiente de calidad constructiva
1	Arcilla Smyshlyaevskaya con 26% de SiO2 libre (tratamiento de deslizamiento de 30 s)	0,24	2,25	10,3	0,38	1,60	5,1
2	Arcilla Smyshlyaevskaya con 41% de SiO2 libre (tratamiento de deslizamiento de 30 s))	0,34	2,45	7,8	0,84	3,24	4,1
3	Monotermita Chasov’yarsky (7 minutos de procesamiento seco)	0,85	29,4	36	1,6	9,81	6,5
4	Arcilla del depósito de Obraztsovo-Pechorsky con ceniza de carbón en una proporción de 50/50 (7 minutos de procesamiento seco)	0,57	10,7	18	0,58	4,32	8,4
5	Arcilla del depósito de Obraztsovo-Pechorsky con ceniza de carbón en una proporción de 50/50 al espolvorear el producto semiacabado con caolín (7 minutos de procesamiento seco)	0,74	27,9	32,0

En comparación, se trató una barbotina de arcilla Smyshlyaevskaya, que contenía hasta un 40% de dióxido de silicio libre. La producción de arcilla expandida con el uso de AVS se distingue por una disminución doble en la densidad aparente y un aumento paralelo en la resistencia del material. El coeficiente de calidad constructiva de un producto preparado a partir de una carga después del procesamiento en el aparato de la capa vórtex es dos veces mayor que el de un material producido mediante un método tradicional.

Este resultado se ve facilitado por el cuidadoso procesamiento de las materias primas en la capa vórtex, acompañado de la activación de la arena de cuarzo, que forma parte de la mezcla. Tras el tratamiento en AVS, se observa una ruptura del enlace Si-O de siloxano. Como resultado, los centros activos aparecen en la superficie de las partículas en forma de radicales libres. Este fue el motivo de la mejora en la calidad del producto final. La arena se activa de la misma forma que ocurre cuando se dispersa en desintegradores a altas velocidades.

Debido a la activación de la arena de cuarzo, se producen reacciones de formación de vidrio y silicatos, en las que participa el dióxido de silicio. Una vez que se completa la producción de arcilla expandida mediante la cochura del producto, no hay grandes granos de arena de SiO2 en los que se concentre la tensión. Y en la composición del vidrio, la arena de cuarzo afecta el aumento de la resistencia y la resistencia al calor del material.

Además, se ha investigado una tecnología seca para la producción de arcilla expandida con el uso de la capa vórtex. Para el estudio, tomamos monotermita Chasoyar. A partir de materias primas procesadas en el medio seco en AVS se obtuvo una carga con una resistencia tres veces superior a la de un material elaborado de forma clásica. En este caso, la densidad aparente del relleno refractario fue la mitad que la de la muestra.

El procesamiento en seco de mezclas multicomponentes, que consisten en más de la mitad de cenizas, también mostró un resultado positivo.

Los datos obtenidos indican que la tecnología de producción de arcilla expandida utilizando la capa vórtex permite obtener material de construcción de alta resistencia incluso a partir de arcillas con un alto contenido de inclusiones de arena o carbonato.

Ventajas de utilizar el aparato de la capa vórtex en la producción de arcilla expandida

El aparato de la capa vórtex es un equipo prometedor que se puede utilizar para optimizar tanto una planta compacta de arcilla expandida como una gran empresa por las siguientes razones:

• Alta eficiencia
  El material acabado se caracteriza por una mayor resistencia y resistencia al calor incluso con un alto contenido de inclusiones de arena y carbonato en masas de arcilla. AVS también permite el uso de residuos de la industria energética, incluidas las cenizas, en la producción de arcilla expandida.
• Rentabilidad
  El equipo se caracteriza por un bajo consumo eléctrico y es muchas veces más rentable que las instalaciones tradicionales. El consumo de energía de los modelos AVS-100 y AVS-150 es de 4,5 kW y 9,5 kW, respectivamente.
• Facilidad de uso
  El aparato es compacto, fácil de operar y se puede integrar en una línea de producción existente. Al mismo tiempo, no es necesario hacer una base o estructuras adicionales para esta técnica. AVS es fácil y sencillo de mover por el taller.

Por lo tanto, AVS de GlobeCore es un equipo versátil, conveniente y altamente eficiente que ayudará a expandir y optimizar la producción de arcilla expandida de alta calidad. Al mismo tiempo, se reducen los requisitos para la calidad de las materias primas, lo que significa que hay más oportunidades para la fabricación de agregados livianos, en los que se basa la producción de bloques de arcilla expandida, concreto liviano, etc. El precio del material se puede reducir aumentando su rendimiento.

Para consultar sobre el modelo AVS-100 o AVS-150 para una planta de producción de arcilla, comuníquese con los gerentes de GlobeCore.