ВНВ - способ устранения дефицита цемента в стране

сейчас рыночная цена турецкого клинкера в черноморских портах равна стоимости новороссийского цемента.
Так что для ВНВ пока выгоднее брать низкомарочный и некондиционный цемент

Вот ещё одна ссылка на производителя ВНВ: http://www.moscowimet.ru/mater/mater3.html. Правда сам ВНВ завуалирован под сухую механоактивированную смесь. Разработчик, кстати, один из "отцов" ВНВ.

Посмотрите эту ссылку, http://www.rucem.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB. ... 1202642228
Там цементники пишут, что бОльшая часть цемента в Китае производятся на заводах, не имеющих своего производства клинкера, что в Россию отгружают клинкер по долл 34.

Со своей стороны сообщу, что в 98г, когда приступал к строительству завода ССС, консультанты-немцы говорили, что всё бОльшая часть цемента в Европе производится на заводах неполного цикла из импортного клинкера, что в АФРИКЕ строятся заводы для производства клинкера на экспорт, отчасти из-за европейских экологических программ, что берегут они свою землю, большие проблемы с существованием карьеров.
Что появляются мини-цемзаводы, с небольшой долей клинкера производящие цемент из промотходов, что нужен и низкомарочный цемент, быстротвердеющий СВЕЖИЙ цемент и пр, которые производят эти заводы. (сейчас посмотрел в Интернете - в Германии уже каждый третий ДАЖЕ крупный завод - неполного цикла)
-И что эти мини - заводы пользуются поддержкой на местном уровне, чтобы уменьшить монополизм Гейдельбергской Цемент-групп.

Тогда же был на Подольском экспериментальном цементном заводе, Главный инженер с гордостью показывал линию производства ССС - сухого БЕТОНА. (немцы говорили, что сборный бетон ухожит, что сейчас опора на гигантские заводы ССС - бетонов)
Он же показал линию размола песка, применяющегося для особокачественных ССС, жаловался на катастрофический износ шаровки, но что этот молотый песок "золотой".
Говорил, что обязательно организует производство ВНВ, что это материал будущего, но шаровки висят гирями на ногах... Он описал свои требования к принципам размола ВНВ.
Он так распропагандировал эту тему, что закончив строительство завода, я не остался на нём, а занялся виброцентробежными мельницами, как удовлетворяющими именно его требованиям - грансостав после размола смеси разных веществ, износ, энергоёмкость.
-И, например, специалист с Ивановского завода, производящего ВНВ, подтвердил, что это получилось.

Цитата
Там цементники пишут, что бОльшая часть цемента в Китае производятся на заводах, не имеющих своего производства клинкера, что в Россию отгружают клинкер по долл 34.

По-моему идея использования китайского клинкера или цемента сейчас не актуальна. Это тогда в кризисный 2008 год, когда цемент в цене возрос в 2-3 раза (6000-7000 руб/т) и производители ЖБИ заказывали его не только из Китая, но и с Украины, Турции и др.!

Цитата
Он описал свои требования к принципам размола ВНВ.

Что за принципы? Чем отличаются от известных (Батраковских)?

Цитата
а занялся виброцентробежными мельницами, как удовлетворяющими именно его требованиям

А каким требованиям? И в чем отличие ВНВ, полученного с использованием этих мельниц, нежели с применением шаровых?

Раз уж мы общаемся о ВНВ, хочу просить уважаемых коллег ответить на самый главный вопрос: "В чем же "сила" ВНВ? Почему его водопотребность столь низка (соответственно, прочность колоссальна), несмотря на то, что мы повышаем удельную поверхность?" В Батракове и Баженове, кстати, это не особо раскрывается.

Цитата
«Сила ВНВ» в первую очередь в том, что с его помощью можно получать высокомарочные бетоны. Поэтому востребованность ВНВ в первую очередь предопределяется именно потребностью в высокомарочных бетонах

Это лишь следствие, весьма полезный практический "выхлоп", как и другие достоинства ВНВ. Кстати, Каприелов для получения высокомарочных бетонов пошел по пути использования микрокремнезема в паре с суперпластификатором (модификаторы серии МБ), а не использования ВНВ. А я хотел узнать о механизме действия ВНВ. Несомненно, что без этих знаний получение ВНВ сомнительно.

Следующая логика противоречит его столь высокой эффективности. У цементных бетонов с увеличением в них удельной поверхности цемента (например, с 3000 до 6000 см2/г) возрастает водопотребность на 15 % (при равной подвижности). При добавлении суперпластификатора С-3 снижение водопотребности достигает максимум 25 %. Таким образом, "чистый" эффект снижения водопотребности должен составить всего 25-15=10 %. При таком значении прочность существенно не возрастёт, следовательно, ВНВ не будет столь эффективным, как мы его знаем. На самом деле, снижение водопотребности бетонов на ВНВ может достигать 40 %, а активность ВНВ доходить до 100 МПа. Если бы всё объяснялось лишь повышенной удельной поверхностью, тогда наука остановилась бы на ТМЦ, на худой конец, с добавлением С-3.
Итак, чем же объясняется данное противоречие?
Почему, несмотря на увеличение уд.поверхности (площади смачивания частиц), мы получаем такую низкую водопотребность у ВНВ?
Вот мой вопрос. Или я что-нибудь недопонял?

ОLVIK спросил:

Цитата:
Он описал свои требования к принципам размола ВНВ.
Что за принципы? Чем отличаются от известных (Батраковских)?
Цитата:
а занялся виброцентробежными мельницами, как удовлетворяющими именно его требованиям
А каким требованиям? И в чем отличие ВНВ, полученного с использованием этих мельниц, нежели с применением шаровых?

-Видите ли, я не материаловед, а чисто машиностроитель, и не могу на достаточно высоком уровне разобраться в теории ВНВ. Я сам постоянно обращаюсь с просьбой достаточно доходчиво объяснить, что такое активация, при каком способе нагружения она больше, как влияет форма полученных частиц на активность, какая форма частиц получается при разных способах нагружения частиц при размоле. Ответов нет, а в литературе нахожу только косвенную информацию, причём противоречивую.

Но к какой-то цели стремиться надо, и поэтому выработал для себя рабочие гипотезы, которые неплохо помогают назначать режимы размола для разных материалов.

По ВНВ (не стреляйте в тапёра, играет как может), гипотеза такая:

При измельчении смеси цемента с песком, поскольку с самого начала песок крупнее, и вообще труднее измельчается, а энергия соударения шаров в МОЕЙ мельнице специально ограничена:
-частицы кварца служат микро мелющими телами, что делает размол более эффективным, и вследствие отсутствия активности не позволяют даже уже тонкомолотым частицам цемента слипаться, рекомбинировать.
-частицы кварца выходят более крупными, чем частицы цемента, и поэтому служат микронаполнителем, заполняя в бетоне пустоты между частицами песка.
-значит для заполнения пустот в бетоне требуется меньшее массовое количество цемента, который заполняет уже меньший объём промежутков между частицами молотого песка.
-несмотря на высокую удельную поверхность собственно цемента, его количество в бетоне меньше, общая поверхность частиц цемента меньше, значит меньше и водопотребность.
-значит меньше о общая усадка при твердении, меньше микронапряжения в результате этой меньшей усадки, вследствие перехода на микроуровень этих напряжений, они меньше передаются на массу бетона (как у стали - мелкозернистая сталь прочнее) прочность выше.
-Пластификатор идеально распределяется по поверхности частиц при размоле, возможно мономолекулярным слоем, что выгодно при затворении, служит смазкой при вибрировании при недостатке воды (это подтверждается тем, что поначалу густой раствор через секунды отбрасывает большое количество воды).
-Кристаллам при гидратации цемента нужно расти на меньшее расстояние, они плотнее заполняют промежутки. (наверно причина прочности ВНВ100)
-После домола меньше крупных частиц цемента, большая часть массы цемента гидратируется.
А вот почему прочность повышается и у ВНВ-100 - информация из публикаций кажется неубедительной. И ведь практики говорят, что ВНВ50 легче сделать, чем ВНВ-100, особенно на моих мельницах.

Сейчас на мельнице ВНВ провели первый, пробный размол цемента без пластификатора, на анализ грансостава отправлять не стали, говорят что водопотребность увеличилась вдвое, но прочность после пропарки повысилась. Не знаю, что это означает.


Отличие же моих мельниц от шаровых и планетарных в том, что применяю мелкие шары - 10мм, а при необходимости можно и мельче. По сравнению с 40-миллиметровыми их в том же объёме в 64 раза больше, и за секунду каждый шар испытывает в 20 раз больше столкновений, чем в шаровой мельнице.
-Чтобы разрушить песчинку, попавшую между парой шаров, а тем более несколько пылинок, не требуется бросать 40-мм шар с высоты 2м, и в обычной шаровой избыток энергии идёт на нагрев и износ.
Энергия соударения шаров в моей мельнице на порядки меньше, я опытным путём измерял необходимую энергию, мало того, её можно подбирать при настройке мельницы на данный материал, по явному признаку.
-И что интересно, предельный размол мельче, предполагаю из-за малого диаметра шаров, площадь контакта между которыми меньше, меньше стеснённость удара, меньше рекомбинация.

- Звучит это для такого древнего дела как размол весьма спорно, но ведь подтверждается практикой.
-нагрев меньше в разы,
-расход энергии - в разы,
-а износ, не поверите, в сотни раз. Но это докажут вам те, кто использует эти мельницы.
Я, естественно, не ожидал такого результата, годы ждал доказательств малого износа.

Такие вот мои ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ "почему" Тема для диссертаций.
Вполне вероятно ошибаюсь, но ведь практический результат есть.

И насчёт размола шлака:
не знаю, мелет ли кто шлак, но сейчас есть возможность провести пробный размол в Москве, там из-за отсутствия сырья для пигмента простаивает мельница, можно привезти и помолоть.

Очень интересно.
Спасибо, кое-что стало яснее.

Я вовсе не претендую на истину, просто попытался ответить на ваш вопрос о том, что СООБЩИЛ мне специалист - материаловед о его позиции, каким ДОЛЖЕН быть результат размола ВНВ с добавлением песка, что я принял как техзадание при разработке мельниц, и к чему это привело. Результат для меня не материал, а мельница.

Соображения по вашей информации, предположения:

"песок измельчается быстрее"
-Это зависит от энергии столкновений шаров. Всё-таки для разрушения пылинки цемента нужно меньше энергии, чем для песчинки. Для песчинки её иногда бывает недостаточно.
-Дефектов в большой песчинке больше, но после разрушения по ним остаток монокристаллический, прочный, и монокристаллы пока значительно крупнее частиц цемента.
-Даже если прочность песка в точности такая, как частиц цемента - ударьте или раздавите половинкой кирпича небольшой кусочек кирпича - скорее всего раздробится именно кусочек. Или ударьте молотком с ограниченной энергией по кирпичу, и его кусочку... или используйте кирпич как наковальню...
Возможно дело в ограниченной энергии.
-А возможно рекомбинация слишком мелких частиц цемента зависит от энергии столкновения шаров, и от их радиуса кривизны
-Возможно пассивные молотые частицы песка мешают рекомбинации частиц цемента.

По отсутствию у вас разницы прочности ВНВ полученного размолом песка с цементом, или с домолотым цементом - возможно это при очень ДЛИТЕЛЬНОМ измельчении, когда уже всё близко к пределу, т. е. неприменимый практически результат. И нужно ли молоть смесь с песком до удельной поверхности 6000? это дорого.
Насколько отличается результат при меньшей поверхности, если предположить что частицы песка всё-таки крупнее?

Вот с последним абзацем согласен полностью, наверно в случае если кварц крупнее, усадка будет ещё меньше.
И вообще, поясните пожалуйста, не является ли уменьшение усадки определяющим фактором повышения прочности?

Надежду на последний пункт вселяет то, что по отзывам, на этой мельнице получить ВНВ легче.

Может перейти на е-майл?

Поделюсь и я своими соображениями, авось кому-нибудь они окажутся полезными!

Из своего опыта работы и чтения литературы вывел три механизма работы ВНВ.
Первое обоснование механизма принадлежит «отцам» ВНВ, правда он лишь вскользь (два-три абзаца, все остальное посвящено взаимодействию при помоле С-3 и цементных частиц) упоминается в одной книге (Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента. Советую найти, т.к. здесь полнее представлены результаты по ВНВ, чем в Батракове). Суть его в том, что цементные частицы, в поверхностные слои которых принудительно при помоле «втирается» суперпластификатор, представляют, по выражению авторов, «микрокапсулы» или адсорбционные комплексы (частичка цемента, "одетая" в оболочку супера). Эти микрокапсулы препятствуют впитыванию молекул воды, которые, оставаясь свободными и несвязанными в межчастичном пространстве, пластифицируют цементные бетоны. Сразу добавлю, что в обычных бетонах наблюдается несколько иная картина. Молекулы воды быстро аДсорбируются и аБсорбируются на частицах цемента, уплотняясь аш до плотности 2 г/см3 (по Дерягину). Тем самым уменьшается доля свободной воды, которая необходима для пластифицикации бетонных смесей. Из практики можно вспомнить, что холодные бетоны имеют меньшую водопотребность, чем горячие, что обоснуется скоростью проникания воды в цемент (справедливо при равном расходе материалов и подвижности). Поэтому на производстве при затворении горячую воду к сухим компонентам бетонам добавляют в последнюю очередь.
Вторая точка зрения связана с гранулометрическим составом. ВНВ с наполнителями (пески, шлаки, золы и пр.) имеет более широкий гран. состав с двумя-тремя максимумами. Благодаря этому мельчайшие и мелкие частицы с водой затворения выступают реологической «прослойкой», снижающей внутреннее трение более крупных частиц. Подобный эффект наблюдается и в крупнозернистых бетонах. Вспомните закон постоянства водопотребности, который гласит, что при увеличении расхода цемента в интервале от 200 до 400 кг/м3 и неизменном расходе воды затворения подвижность бетонной смеси не снижается, хотя на смачивание требуется все больше воды. Цементное тесто, в данном случае, между крупным и мелким заполнителями также выступает тонкой реологической «прослойкой», которая дополнительно пластифицирует бетонную смесь.
Некоторые отличия наблюдаются только для ВНВ-100, у которого гран. состав имеет узкое одномодальное (с одним максимумом) распределение, думаю, независимо от способа помола (пробовали на вибрационно-шаровых, центробежно-эллиптической и пружинной мельницах, единственное что не пробовали это помол с сепарацией). По нашим данным, рост удельной поверхности при помоле цемента с С-3 осуществляется за счет крупных фракций, т.е. мелких частиц образуется относительно мало. Таким образом все частицы имеют один размер (частиц 10-20 мкм 80 %), практически нет «мелочевки» и, соответственно, отсутствует реологическая «прослойка». Поэтому нормальная густота цементного теста на ВНВ-100 составляет 19-21 % (кстати, не могу понять, как у Батракова получилось 16 %), а у ВНВ, например, на песке равна 15-17 %. Впрочем в бетонах на ВНВ-100 указанный эффект уже проявляется в полной силе, т.к. есть более крупные фракции заполнителя (расход воды составляет 120-130 л/м3).
И, наконец, существует третье обоснование, близкое ко второму и имеющее реологический «след». Образуется т.н. сольватная оболочка (адсорбционно-диффузный слой), состоящая из молекул суперпластификатора, которые удерживают в приповерхностной зоне частиц цемента значительный объем воды (возможно и часть весьма тонких колодных частиц). Эта оболочка также выполняет функцию «смазки», снижая трение ближайших соседних частиц. Например, адсорбционный «объем» воды в ВНВ в 3 раза превосходит объем воды, адсорбционно удерживаемой в рядовых цемента. Примечательно, что адсорбционная вода (только для ВНВ) сохраняется около 3 часов, после чего медленно переходит в кристаллизационное состояние. Визуально цементное тесто имеет некоторый своеобразный «отлив» (и только ВНВ присущую текучесть), который сохраняется вплоть до начала схватывания.
Указанный механизм основывается на том, что гидрофильность суперпластификатора существенно превосходит гидрофильность цементных частиц. Даже его гигроскопичность (т.е. не то что в воде, а в воздушной среде) в 10 раз выше, чем у этих частиц (при равных влажностных условиях). Кстати, это обоснование механизма действия в ВНВ противоречит первому обоснованию. Там предполагается, что суперпластификатор не пускает воду вглубь частиц цемента, а здесь, наоборот, адсорбционно «вбирает» часть воды и становится той самой реологической сольватной оболочкой, о которой сказано выше.

Вот такие пироги! Надеюсь на Ваши комментарии и соображения, а то столько писал!

Цитата

По отсутствию у вас разницы прочности ВНВ полученного размолом песка с цементом, или с домолотым цементом - возможно это при очень ДЛИТЕЛЬНОМ измельчении, когда уже всё близко к пределу, т. е. неприменимый практически результат. И нужно ли молоть смесь с песком до удельной поверхности 6000? это дорого. Насколько отличается результат при меньшей поверхности, если предположить что частицы песка всё-таки крупнее?

К сожалению, оценить что всё-таки крупнее тяжело. Я, например, не знаю методики разделения частиц песка и цемента, смолотыми в ВНВ, и оценки их крупности. Если у кого есть идеи, сам бы с удовольствием поучился.
Могу только поделиться таким опытом. Мы оценивали лишь до какой удельной поверхности надо домолоть песок к уже измельченному цементу с С-3 (ВНВ-100). Фактически песок не нуждается в существенном домоле, т.к. он сам по себе инертный материал и всю прочность обеспечивает ВНВ-100. Получилось, что нормальная густота цементного теста весьма снижается,т.к. на смачивание более крупных ("недомолотых") зерен песка требуется меньше воды (соответственно, повыше прочность). Однако в мелко- и крупнозернистых бетонах становится относительно мало тонкой части (ВНВ-100). ВНВ-100 хватает лишь на заполнение межзернового пространства "недомолотого" песка (в ВНВ) и пространства мелкого и крупного заполнителей. А должно быть содержание ВНВ-100 с избытком по отношению к общему объему пустот, чтобы снизить трение "трущихся" крупных частиц и зерен. Думаю, так.
Молоть до 6000 см2/г, действительно, дороговато. Достаточно 4500-5500 см2/г, чтобы получать активность ВНВ от 300 до 800 (в зависимости от вида материалов, расхода и пр.). Свыше 6000 см2/г и не более 7000 см2/г эффект тоже есть, но более это необходимо в лабораторных условиях для представления о механизме действия, происходящем в ВНВ.

Цитата
И вообще, поясните пожалуйста, не является ли уменьшение усадки определяющим фактором повышения прочности?

Думаю, не столь велика её роль! Считаю, что низкая водопотребность и повышенная уд.поверхность ВНВ - основные факторы, влияющие на прочность.

То есть в какой-то мере подтверждаете, что фракция молотого песка крупнее частиц ВНВ и мельче частиц песка была бы полезна для экономии ВНВ?
И что если бы в ВНВ была такая фракция в необходимом количестве, то было бы лучше?
А может под хорошим микроскопом можно будет разглядеть отличие молотого песка от клинкерной составляющей ВНВ? по крайней мере грубомолотой составляющей.
И если это получится, можно будет на основе анализа грансостава на ФРИЧ ещё что-нибудь прояснить?

Вы производите ВНВ для какого-то производства, или только в исследовательских целях?
Какой модели у вас центробежно-эллиптическая мельница, какая вибромельница?
На какой производительности получается ВНВ в непрерывном режиме?

Предприятие небольшое, семейное, процветает, пользуется надёжной репутацией у покупателей. На контакты с технологами не идёт, не расширяется. Маленькое, но своё.
Все местные и соседних городов предприятия, кому нужено делать высокомарочный бетон, покупают вагонами.
Рекламы не дают, "сарафанного радио" хватает.

А вы?