Механохимия в строительной индустрии

Механохимия в строительной индустрии. Изобретение, опередившее время.

Жизнь не стоит на месте. Закончили обучение и пришли в производство совершенно новые люди, - новое поколение. Они молоды, полны сил, энергии и здоровых амбиций. Они не знают уже, что такое партия и комсомол. Слушают рассказы старших о былых трудовых победах, и запивают саркастическую усмешку Кока-колой. Они уже сделали свой выбор? Не уверен. Они его еще ищут.

Больно и удивительно порой слушать очередного апологета всего западного. Может быть там действительно все так хорошо, только и наше общество, при всех его недостатках, чего-то заслуживает, если еще десяток лет назад с нами считались, а порой и побаивались, во всем мире. Неужели великая держава смогла за ничтожнейший срок в истории цивилизации так деградировать? - Не верю.

Так случилось, что наше общество умышленно, или это происходит само собой (не знаю, пусть в этом разбираются, кому положено) отсекается от своих корней. Как культурных, так и научных. Яркий тому пример строительная индустрия и производство стройматериалов. Как новейшие достижения западной научной мысли нам преподносятся наши же (читай - советские) исследования полувековой давности. И вот очередной менеджер дивизиона продаж убеждает меня, почему добавки, именно фирмы в которой он сейчас работает, самые лучшие в мире, а все наше извращенные научные потуги агонизирующего социализма. Кому верить? Кто прав.

Права ИСТИНА. Но чтобы разобраться, что есть истина, а что ловкая рекламная кампания необходимы знания. Где их взять страждущему? - Даже при всем желании - техническая литература не переиздается, а новое, что появляется, выходит мизерными тиражами? Сложился целый пласт научных исследований, которые вроде бы и не являются никакими секретами они общедоступны, но ознакомиться с ними практически невозможно. Они не исчезли, они есть, их бережно сохранили для потомков в крупных научных библиотеках. Но такие библиотеки можно пересчитать на пальцах одной руки. Где брать эту литературу в заштатном Урюпинске? Каждый раз в Москву не наездишься умных книжек почитать. Такую литературу я называю условно закрытая.

А книжки действительно умные. Настолько умные, что грамотное использование даже ничтожных крох знаний заложенных в них позволит не то что серьезно, а кардинально модернизировать, а то и попросту изменить многие строительные технологии. И в частности технологию производства ячеистых бетонов и пенобетонов в частности.

В послевоенные годы был в Прибалтике небольшой заводик силикатного кирпича. И был на этом заводике инженер. Звали его Йоханес Александрович Хинт. Занимался этот инженер модернизацией производства. Экспериментировал нужно было известь измельчать, делать кирпичи, отстраивать страну. В своих экспериментах проводимых сначала методом научного тыка он перепробовал разные измельчители. Дошла очередь и до дезинтеграторов.

Представьте себе беличье колесо два кольца соединенные перекладинами. Если такое колесо вращать от внешнего источника, а внутрь подавать продукт, подлежащий измельчению, то пока этот продукт высыплется наружу, он получит несколько ударов от перекладин, соединяющих кольца. Если таких беличьих колец на одной оси несколько, как бы вложенных одно в одно, то эффективность помола значительно увеличивается материал теперь получает удары не от одного ряда бил, а от нескольких. Часть энергии удара расходуется не на измельчение, а на бесполезное закручивание материала по направлению вращения колес. Чтобы этого не происходило между колесами ставят некую неподвижную преграду. Получившееся устройство называется десимбератор. Именно с него и начал экспериментировать Хинт, Но сразу убедился не подходит. Если вращающиеся била, под действием центробежных сил, самоочищаются, то на неподвижных, известково-песчаная смесь сырье для кирпичей, налипает, - и через пару минут напрочь их забивает.

Если неподвижные преграды оформить также в форме беличьего колеса, да придать им вращение в противоположную сторону, под действием центробежных сил они также будут самоочищаться, и проблема будет устранена. Получится устройство называемое дезинтегратором, - с ним то и продолжил экспериментировать Хинт.

Десимбератор и дезинтегратор устройства давно известные. Их широко применяют для смешения и гомогенизации сырьевых смесей при производстве стекла (смешение шихты), в металлургии (для подготовки формовочной земли), в кулинарии (для приготовления различных соусов) и т.д. И ничего нового Хинт не изобрел. Его заслуга в ином. Он предложил при помощи дезинтегратора не смешивать, а измельчать.

Экспериментируя с измельчением сырья для кирпичей в дезинтеграторе, Хинт столкнулся с необъяснимым эффектом кирпичи получаются немного прочнее. А если еще больше увеличить обороты? И вот здесь главная заслуга исследователя он первый догадался увеличить скорость вращения корзин дезинтегратора. Традиционно их окружная скорость не превышала 10 15 м/сек. Этого было вполне достаточно для смешивания. Увеличение же окружной скорости ведет к активному износу бил. Особенно если это высоко абразивные материалы.

И, тем не менее, исследователь, в ущерб надежности и долговечности конструкции, стал экспериментировать в этом направлении. Результаты получились феноменальные. Сырьё, прошедшее помол в модифицированном высокоскоростном дезинтеграторе, приобретало новые, и на тот момент наукой не объясняемые, свойства. Конечная прочность приготовленных из него изделий увеличивалась многократно. И это никак нельзя было объяснить тривиальным дополнительным измельчением компонентов. Налицо присутствовали некие новые явления, которые, в последствии, наука назвала механохимические превращения. (В западной классификации данный раздел физики твердого тела носит название трибохимия.

В итоге из простой извести и простого песка этот заводик начал выпускать изделия марочностью М3000 в серийном производстве, и до М5000 в опытно-промышленном. (И это пол века назад! Кто не знает, в наши дни бетон марочностью М600 считается, чуть ли не вершиной прикладного бетоноведения.

Материал, полученный на основе извести и песка, прошедших механохимическую активацию, Хинт назвал силикальцит. Под это дело ему дали научно-исследовательский институт он так и назывался НИИИ Силикальцита. Из этого нового материала, в 60-х годах были построены целые города! По Волге плавали специальные корабли-заводы приплыл, наделал силикальцитных элементов для домов, пока их монтируют он уже в другое место отправился.

И где он сейчас этот силикальцит, спросите Вы. Почему о Хинте и его механоактивации ничего не слышно.

Доктора наук, лауреата Ленинской премии, кавалера ордена Трудового Красного Знамени, заслуженного изобретателя и рационализатора СССР, директора НИИ Силикальцита Йоханеса Александровича Хинта в начале 80-х, лишив всех наград, научных званий и должностей посадили по сфабрикованному обвинению с конфискацией имущества. В возрасте 75 лет он умер в тюрьме.

Руководимый им НИИИ Силикальцита вскорости разогнали.

Построенные ранее силикальцитные заводы выработали свой ресурс и были демонтированы. Новых, вместо них, не построили.

Вот что бывает с теми, кто замахивается на устои традиционной науки.

А что стряслось с механоактивацией? Да ничего, здравствует и процветает. В Новосибирске существует целый академический институт, исследующий механохимические эффекты и их применимость в народном хозяйстве. При разработке межконтинентальной стратегической ракеты SS-18 Сатана - Ужас Америки было впервые опробовано механохимически обработанное ракетное топливо на установках аналогичных высокоскоростным дезинтеграторам Хинта. С тех пор этот метод неизменный спутник космических технологий.

Применяется ли сейчас механохимия в строительной индустрии? Еще как! В каждом мешке с импортной сухой смесью для строителей присутствует частичка души Йоханеса Хинта сгоревшего на костре коммунистической инквизиции.

Что читать по теме механохимии и механоактивации.

Тема механохимии и механоактивации достаточно широко рассматривается в исследованиях как отечественных, так и зарубежных авторов. В наиболее обобщающих трудах вопрос освещается в традиционном стиле и подходе характерном для литературы академической направленности. Исследователи не ставят перед собой задачи практического воплощения полученных знаний, для них это вторично. Это и понятно дело физиков описать суть явлений, а претворять их в жизнь должны другие. ( Кто бы мог подумать, например, что ряды Фурье абсолютнейшая математическая абстракция в глазах простого обывателя, помогает ему слушать радиоприемник.

Из подобной академической литературы следует обратить внимание на следующие труды.

1. Авакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск. 1980 г. 297 стр.

2. Ходаков Г.С. Физика измельчения 1985 г. 307 стр.

3. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. 1958 г. 75 стр.

4. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. 1979 г. 382 стр.

5. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. 1978 г. 366 стр.

Более приближены к практическому воплощению исследования направленные уже на конкретную сферу промышленного производства. Рассмотрению возможных перспектив механохимических и электрофизических эффектов в области строительного материаловедения посвящены следующие труды.

1. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. 1972, 239 стр.

2. Тонкое измельчение материалов. Сборник трудов Научно Исследовательского Института Новых Строительных Материалов (ВНИИИСМ), 1959 г. 182 стр.

3. Файнер М.Ш. Теоретические и экспериментальные основы разрядно-импульсной технологии бетона. 1993 г. 82 стр.

4. Файнер М.Ш. Новые закономерности в бетоноведении и их практическое приложение. 2001 г. 448 стр.

А еще более конкретно углубляются в производственную сферу, и, в частности, поднимают тему воздействия механохимических превращений на главный строительный материал цемент, другие исследователи. В частности.

1. Урьев Н.Б. Дубинин И.С. Коллоидные цементные растворы. 1980 г..193 стр.

2. Шишкин А.А. Астахова Н.В. Активированные вяжущие вещества и бетоны на их основе. 2001 г. 103 стр.

3. Волженский А.В. Попов Л.Н. Смешанные портландцементы повторного помола и бетоны на их основе. 1961 г. 108 стр.

4. Попов Л.Н. Орентлихер Л.П. Дерюгин В.М. Быстротвердеющие легкие бетоны на цементе мокрого домола. 1963 г. 149 стр.

Механохимические превращения возможны только в высоконагруженных мельницах-активаторах вибромельницах, струйных мельницах, дезинтеграторах и планетарно-шаровых мельницах. Наиболее просты, технологичны и дешевы вибромельницы. Именно им и посвящено большинство публикаций на данную тему.

1 Лесин А.Д. Вибрационные машины в химической технологии. 1968, 83 стр.

2. Симонян С.Г. Вибромельницы и опыт их применения в промышленности. 1956 г. 49 стр.

3. Вибрационное измельчение материалов. Научное сообщение ВНИИИСМ № 17. Вибропомол наиболее эффективный современный метод измельчения. 1956 г. 11 стр.

4. Вибрационное измельчение материалов. Научное сообщение ВНИИИСМ № 20 Вибропомольные установки. Устройство, назначение, выбор.1956 г. 67 стр.

5. Швейде Т.А. Испытание вибромельницы местного изготовления и применение вибропомола в условиях Дальстроя. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института золота и редких металлов. 1957 г.,19 стр.

6. Эффективность повторного помола портландцементов с добавками. Материалы 2-й сессии общего собрания членов академии строительства и архитектуры СССР, 1957 г. 7 стр.

7. Вибрационные смесители для приготовления бетонных и растворных смесей. Обзор. 1961 г. 55 стр.

8. Ершов Л.Д. Кашперовская О.П. Вяжущие материалы и изделия на основе вибропомола. 1957 г. 82 стр.

9. Захаров Л.А. Вибропомол и вибропомольные известково-пуццолановые вяжущие. 1956 г. 87 стр.

10. Маргулис М.А. Вибрационное измельчение материалов. 1957 г. 156 стр.

Второе направление нашедшее широкое освещение в научной литературе и воплощенное в массовом производстве строительных материалов и изделий акцентировано на использование дезинтеграторов, как механоактиваторов. Родоначальником этого направления является эстонский исследователь Йоханес Хинт. Ему же, а также его соратникам и последователям и принадлежит большинство публикаций по данной теме.

1. Хинт Й.А. Кузьминов В.А. Производство силикальцита и его применение в жилищном строительстве. 1958 г. 215 стр.

2. Хинт Й.А. Технология пеносиликальцита. Бюллетень Опытного завода НПСМ Эстонской ССР. 1958 г. №376.

3. Хинт Й.А. Мысли о силикальците 1963 г. 29 стр.

4. Силикальцит. Бюллетень научно-технической информации. № 1- 8 за 1960 г. № 1-8 за 1961 г.

5. Цемахович Б.В. Производство силикальцита. 1959 г. 154 стр.

6. Научно-информационный сборник СКТБ Дезинтегратор 1979 г. 138 стр.

7. Красунский Е.С. Силикальцит местный строительный материал. 1959 г. 63 стр.

Для наиболее полного знакомства с сутью проблемы и практическому приложению научных исследований в производство весьма желательно ознакомится с первоисточниками диссертационными работами.

1. Хинт Й.А. Дезинтеграторный способ изготовления силикатных и силикальцитных изделий. 1952 г. Диссертация.

2. Орентлихер Л.П. Быстротвердеющие легкие бетоны на домолотых цементах. Диссертация. 1961 г.

3. Солдатенко С.Е. Механохимическая активация мало концентрированных цементно-водных суспензий для интенсификации твердения бетона. Диссертация. Харьков. 1990 г.

4. Березовский Б.А. Теоретические и экспериментальные исследования новой центробежно-вихревой мельницы. Диссертация. Харьков. 1975 г.