Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,839

ПРОИЗВОДСТВО СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИЕЙ

Беззубцева М.М. 1
1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
1. Беззубцева М.М., Волков В.С. Механоактиваторы агропромышленного комплекса. анализ, инновации, изобретения (монография) // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 5–1. – С. 182–182.
2. Беззубцева М.М. Прикладные исследования энергоэффективности электромагнитных механоактиваторов // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 9–1. – С. 83–83.
3. Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В. Инновационный способ электромагнитной механоактивации в магнитоожиженном слое ферротел. Обзорная информация // Научное обозрение. Технические науки. – 2016. – № 2. – С. 8–13.
4. Беззубцева М.М. К вопросу научного обоснования внедрения импортозамещающего способа электромагнитной механоактивации в аппаратурно-технологические системы АПК // Научное обеспечение развития АПК в условиях импортозамещения: Сборник научных трудов международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава. – СПб.: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 2016. – С. 339–343.
5. Беззубцева М.М. Условия энергоэффективности работы электромагнитных механоактиваторов // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 9–1. – С. 84–85.
6. Беззубцева М.М., Криштопа Н.Ю. Классификация электромагнитных измельчителей (ЭМИПТ) // Проблемы аграрной науки на современном этапе: сборник научных трудов: к 100-летию университета. – СПб.: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 2004. – С. 140–153.
7. Беззубцева М.М., Обухов К.Н. Энергетические параметры, характеризующие работу электромагнитных механоактиваторов // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 8–1. – С. 134–135
8. Беззубцева М.М., Ковалев М.Э.К вопросу электромагнитной активации строительных смесей // Пятая международная научная конференция Ирана и России по проблемам развития сельского хозяйства, 2010. – С. 487–488.
9. Беззубцева М.М., Волков В.С., Загаевски Н.Н. Исследование процесса электромагнитной механоактивации (эмма) строительных смесей // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования материалы научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава / Редколлегия: Н.Б. Алати, А.И. Анисимов, М.А. Арефьев, С.М. Бычкова, Ф.Ф. Ганусевич, Г.А. Ефимова, В.Н. Карпов, А.П. Картошкин, М.В. Москалев, М.А. Новиков, Г.С. Осипова, Н.В. Пристач, Д.А. Шишов; гл. ред.: В.А. Ефимов, зам. гл. ред.: В.А. Смелик, 2015. – С. 435–438.
10. Губарев В.Н., Беззубцева М.М. Экспериментальные исследования физико-механических процессов в рабочем объеме аппаратов с магнитноожиженным слоем. Вестник Студенческого научного общества. – 2014. – № 3. – С. 8–10.
11. Голубев П.М., Беззубцева М.М. Критический анализ способов формирования диспергирующего усилия и конструктивных решений мельниц с использованием магнитных полей // Вестник Студенческого научного общества. – 2010. – № 1. – С. 342–346.
12. Григорьев И.Ю., Беззубцева М.М. Аналитический обзор процесса электромагнитной механоактивации // Роль молодых учёных в решении актуальных задач АПК: сборник научных трудов международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов. – 2016. – С. 185–186.

Целью оптимизации технологических процессов является получение максимальной поверхности твердого вещества при минимальных затратах энергии [1,2,3,4]. Одним из наиболее перспективных методов решения этой задачи при производстве сухих строительных смесей является механоактивация [3,4,5]. Согласно определению, механоактивация – это активирование твердых веществ их механической обработкой. Измельчение в ударном, ударно-истирающем или истирающем режимах приводит к накоплению структурных дефектов, увеличению кривизны поверхности, фазовым превращениям и даже аморфизации кристаллов, что влияет на их химическую активность. Механоактивация – есть следствие создания в некоторой области твердого тела напряжений с последующей их релаксацией, она происходит, когда скорость накопления дефектов превышает скорость их исчезновения. Этот процесс реализуется в энергонапряженных аппаратах: центробежных, планетарных и струйных мельницах, дезинтеграторах, электромагнитных (ВЭА, ЭМИ, ЭММА, ЭМИПТ) и др., где сочетаются высокие частота и сила механического воздействия [1, 6, 7]. Под воздействием механического нагружения цементных зерен возникают физические дефекты в подрешетках и решетках минералов, что значительно ускоряет элементарные взаимодействия поверхностного слоя вяжущего с водой. Происходит сокращение времени набора цементом марочной прочности, более полно используется потенциальная энергия вяжущего вещества [1, 2, 8, 9].

Известно, что равномерное и быстрое твердение цемента достигается при следующих зерновых составах: зерен мельче 5 мкм – не более 20 %, зерен размерами 5–20 мкм – около 40–45 %, зерен размерами 20–40 мкм – 20–25 %, а зерен крупнее 40 мкм – 15–20 % [1,8,9]. Правильно сформированный гранулометрический состав позволяет получать высокоактивный быстротвердеющий цемент при абсолютно рядовых показателях его удельной поверхности. Еще одним действенным способом увеличения активности цемента без существенного изменения его дисперсности является изменение формы цементного зерна при его помоле. В зависимости от типа помольного механизма существенно изменяется форма цементного зерна. Так, форма частиц цемента осколочной «щебеночной» формы с острыми углами и сильно развитой конфигурацией взаимодействует с водой более интенсивно, в отличие от частиц цемента округленной, галькообразной формы. Существующая зависимость формы цементного зерна от типа помольного агрегата позволяет сделать выводы о наиболее предпочтительном способе разрушения, обеспечивающем получение частиц осколочной формы. Таким образом, ударное и ударно-истирающее измельчение цементного порошка позволяет существенно повысить его физико-химическую активность наиболее рациональным способом, в большей мере за счет корректировки гранулометрического состава, изменения формы зерна [8,9].

С точки зрения достижения высокой интенсивности механической обработки и производительности, наиболее перспективными являются электромагнитные мельницы, в которых энергия электромагнитного поля непосредственно преобразуется в кинетическую энергию движения размольных элементов. В настоящее время разработана конструкция электромагнитного механоактиватора [1,11,12], позволяющая осуществлять гомогенное перемешивание, тонкое и сверхтонкое измельчение, а также активацию цемента. Для получения осколочной формы частиц используются цилиндрические размольные элементы с острыми гранями.

Согласно проведенным теоретическим и экспериментальным исследованиям [2,8,9], величина силовых взаимодействий или сцепляющего усилия, развиваемая между цилиндрическими ферромагнитными элементами активатора, определяется прежде всего индукцией электромагнитного поля В, которая (вплоть до достижения состояния насыщения стали магнитопровода) имеет прямо пропорциональную зависимость от силы тока I в обмотках управления [2,10]. Выявлена возможность регулирования гранулометрического состава изменением силового взаимодействия между размольными элементами.

Расчет диспергирующих нагрузок Fr проведен по формуле [1,2]:

bezz1.wmf

(здесь bezz2.wmf – магнитная постоянная; bezz3.wmf – магнитная проницаемость рабочего объема; bezz4.wmf – магнитная проницаемость размольных элементов; H – напряженность магнитного поля в рабочем объеме; R – радиус ротора).

Таким образом, на основании проведенных исследований выявлена возможность регулирования селективности измельчения цемента с получением частиц осколочной формы при минимальных затратах энергии. Полученные результаты позволяет сделать вывод о перспективности развития данного направления исследований и правомерности гипотезы о применении постоянного электромагнитного поля в качестве энергии для формирования диспергирующего усилия в магнитоожиженном слое ферротел, как о передовой импортозамещающей технологии в области механоактивации.


Библиографическая ссылка

Беззубцева М.М. ПРОИЗВОДСТВО СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИЕЙ // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 11-2. – С. 258-260;
URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=10880 (дата обращения: 11.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074