Файл: Денисов А.С. Теплоизоляционные жаростойкие торкрет-массы на основе вермикулита.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.08.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 1
Ориентировочную прочность запроектированного состава можно определить графическим способом при помощи рис. 8.
Окончательный состав торкрет-массы определяют по результатам испытаний образцов, вырезанных из изго товленных торкретированием коржей на основе запро ектированного состава. Коржи рекомендуется изготов-
Рис. 8. Зависимость прочности нанесенного слоя от его объемной массы
I — керамзитовый песок: 2—шамотный песок
лять путем нанесения массы на металлическим щит, устанавливаемый в такое же положение, что и защищаемая поверхность. Для более точного определения рабочего состава торкрет-массы и возможности коррек тировки проектного состава после испытания контроль ных образцов параллельно проектируют три состава торкрет-массы, один из которых рассчитывают по сред нему расходу цемента (в соответствии с табл. 6), а два других — при условии изменения расхода цемента ~ на 10% в большую и меньшую от среднего сторону.
Пример 1. Запроектировать состав теплоизоляционной торкретмассы для защитного слоя, имеющего после обжига при 600°С объ емную массу 800 кг/м3 и предназначенного для работы при темпе ратуре до 900°С. В качестве компонентов торкрет-массы выбирают ся глиноземистый цемент, упрочненный глиняным шликером, вер микулит объемной кусковой массой 0,5 кг/л и песок из керамзитово
го гравия |
марки 600, |
объемной |
кусковой массой 0,91 кг/л. |
1. В |
соответствии |
с табл. 6 |
принимаем минимальный, средний |
и максимальный расходы цемента, равные соответственно 311, 345 н
379кг.
2.Определяем расход воды, умножая суммарный расход сухих компонентов (значение объемной массы высушенного слоя) на 0,32:
800-0,32=256 кг.
3. Определяем количество межзерновой воды:
256-0,5=128 к г= 128 л.
Ѵ„ |
м а |
311 |
= 9 7 |
л: V. |
345 = 108 л ; |
|||||
Тц |
||||||||||
|
3,2 |
|
|
|
иср |
3,2 |
|
|||
|
|
V7 |
|
379 |
= 119 |
л . |
|
|
||
|
|
цмакс |
|
3,2 |
|
|
|
|
|
|
5. Определяем объем, занимаемый заполнителями: |
|
|||||||||
|
V , |
= |
1000—97— 128 = 775 л; |
|
||||||
|
VJüJІ£р = 1 0 0 0 — 108— 128 = 7 6 4 |
л; |
|
|||||||
|
Кзап,М|„ = 1 0 0 0 —.119—,128 = 753 л. |
|
||||||||
6. По табл. 7 определяем оптимальное соотношение заполните- |
||||||||||
|
МВ:МВ=\,Ь, |
откуда |
М в= 1,5 |
Мк. |
|
|||||
7. Подставляем в |
формулу |
(2) |
известные величины |
и получаем |
||||||
М в |
, М к _ |
1,5ЖК |
|
- ^ г = з м к+\,\ мк=■■V* |
||||||
Тв |
Тк |
9,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
= 1 8 9 |
кг\ М,, |
= 186,5 |
кг; |
М и |
= 1 8 4 |
кг; |
|||
кмакс |
к ср |
■ |
|
|
к міш |
|
||||
М |
= 2 8 4 |
кг; М |
“ ср |
= 2 8 9 |
кг; |
М „ |
= 2 7 6 |
кг. |
||
|
“ макс |
|
|
|
|
“ мин |
|
Рассчитанные составы торкрет-масс после нанесения, выдержки в течение трех суток во влажных условиях при 20°С, сушки при 105°С и обжига при 600°С в тече ние 6 ч имели характеристики, приведенные в табл. 8.
Таблица 8
Физико-механические характеристики слоя
Расход материалов в кг на 1 мя |
|
|
Предел прочности в кгсісм |
|||
|
слоя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемная |
|
|
|
|
вермику |
керамзн- |
масса |
в |
|
|
цемент |
кг/м3 |
при сжатии |
при.изгибе |
|||
лит |
то вый |
|
|
|||
|
|
песок |
|
|
|
|
311 |
284 |
189 |
780 |
|
15,2 |
10,1 |
345 |
280 |
186,5 |
820 |
|
26,6 |
11,2 |
379 |
276 |
184 |
830 |
|
25,8 |
13,6 |
Практически все составы дали |
результаты, |
близкие |
к заданным. Отклонения значений |
объемных |
масс не |
превышают допустимых пределов (10%). При назначе нии рабочего состава с целью снижения расхода наи более дорогостоящего компонента торкрет-массы — глиноземистого цемента принимаем следующие расходы материалов: цемент 328 кг/м3, вермикулит 282 кг/м3 и керамзитовый песок 188 кг/м3.
В данном примере суммарная величина отскока незначительна (2%), поэтому при назначении рабочего состава торкрет-массы она не была учтена, однако при подсчете общего количества материалов, необходимых для выполнения работ, удельный расход материалов (расход материалов н а і м3 слоя) необходимо увели чивать на 2%.
Пример 2. Рассчитать состав торкрет-массы для получения за щитного футероБочного слоя объемной массой 1000 кг/м3, работаю щего при температуре 1100°С.
В качестве компонентов торкрет-массы выбирают глиноземис тый цемент, упрочненный шликером, вермикулит объемной кусковой массой 0,50 кг/л и песок из шамотного легковеса с объемной куско вой массой 2,1 кг/л.
il. По табл. 6 принимаем минимальный, средний я максималь ный расходы цемента соответственно 340, 370 и 400 кг/м3.
2.Определяем расход воды, умножая массу сухих компонентов
на 0,28:
1000-0,28=280 кг. '
3.Определяем количество межзерновой воды:
|
280-0,5=і140 кг = 4 4 0 л. |
4. Определяем объем, занимаемый цементом: |
|
Vцмнн |
==Л4ц; Тц = 3 4 0 :3 ,2 = 106 л; |
V |
= 370:3,2=116 л; |
цср |
|
к |
= 4 0 0 :3 ,2 = 1 2 5 л. |
ц.чакс |
5. Определяем объем, занимаемый заполнителями: Кзапиакс-= 1 0 0 0 -1 0 6 — 140 = 754 л;
VзапСр = 1 0 0 0 —416—140= 744 л; Ѵ,.„ = 1000— 125—440 = 735 л.
3аП »ШИ
лей
М в -. М ш = \,\, откуда ЛГв = 1,1 М ш.
7. Подставляем в формулу (2) известные величины и получаем:
М в |
, |
1,1АГЩ j_ MLl |
2,67 Л4Ш= Ѵ ЗІ |
|||
7в |
7ш |
0 .5 0 |
2,1 |
|||
|
"И ~ьГ |
|
|
|
|
|
8. Решая полученное уравнение, получаем. |
|
|||||
Af,шмакс * =282 |
кг; М 1Іср |
=278 |
кг; |
М Шшш = 2 7 5 |
кг; |
|
Ж ?мпкс= 3 1 0 |
кг' М вЛп= 3 0 6 |
кг; Мвмш, = 3 0 3 |
кг. |
|||
|
|
вср |
|
|
|
|
Составы торкрет-масс после нанесения, выдержки в течение трех дней в воздушно-влажностных условиях при 20°С, сушки при 105°С и обжига в течение 6 ч при 1100°С имели характеристики, приведенные в табл. 9.
Т а б л и ц а 9
Физико-механические характеристики слоя
Расход материалов в кг на 1 м3 |
|
|
Предел прочности в кгсіслі* |
|||
|
слоя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемная |
|
|
|
|
вермику |
шамот |
масса слоя |
|
|
|
цемент |
в кгім3 |
|
при сжатии |
при изгибе |
||
лит |
ный |
|
|
|||
|
|
песок |
|
|
|
|
340 |
310 |
282 |
890 |
1 |
б ,і |
4 |
370 |
306 |
278 |
1030 |
|
17,2 |
12,6 |
400 |
303 |
275 |
1060 |
|
26,4 |
13,9 |
Результаты испытаний контрольных образцов позво ляют считать оптимальным состав 2 (табл. 9), имею щий объемную массу, незначительно отличающуюся от заданной (3%), достаточно высокие прочностные характеристики и средний расход цемента. Величина отскока для всех составов была одинаковой (в среднем
4%).
Поэтому при определении требуемого количества материалов для производства работ расход материалов должен быть увеличен на 4%.
Пример 3. Подобрать состав торкрет-массы прочностью на сжа тие не менее 20 кгс/слі2 и объемной массой не более 900 ісг/м3 для защитного слоя, работающего при температуре не выше 700°С, ис-
пользуя для приготовления торкрет-массы неупрочненный верми
кулит.
Сравнительно низкая рабочая температура службы защитного слоя позволяет использовать в качестве скелетобразующей добав ки песок из керамзитового гравия. Предварительными опытами ус тановлено, что объемная кусковая масса скелетобразующей до бавки равна 0,91 кг!л. Объемную кусковую массу неупрочненного вермикулита принимаем равной 0,35 кг/л, а объемную кусковую массу цемента равной 3,2 т/м3. Так как в составе торкрет-массы ис пользуется неупрочненшын вспученный вермикулит, в качестве сма чивающей жидкости, подаваемой в сопло торкрет-аппарата, намече но использовать глиняный шликер на основе огнеупорной глины (объемная кусковая масса 2,6 кгіл) плотностью 1,1 г/см3. 100 г шликера такой плотности содержит 15 г сухой глины (содержание глины в шликере другой плотности приведено в табл. 4).
1.При помощи графика (рис. 8) находим, что ориентировочная объемная масса слоя с пределом прочности при .сжатии 20 кгс/см2 составляет 800 кг/м3.
2.Минимальный, средний и максимальный расходы цемента
принимаем в соответствии с табл. 10 равными 350, 370 |
и 390 кг/м3. |
|
3. Определяем количество воды, |
требуемое для |
смачивания |
массы: |
|
|
800-0,32=256 |
кг. |
|
4. Определяем количество шликера, содержащего 256 кг воды, при помощи следующей пропорции:
100 кг шликера содержат 85 кг воды;
X кг шликера содержат 256 кг воды,
откуда |
|
|
|
199 — |
Л ! |
■ X = |
259:І90 . = 3 0 2 кг. |
X |
256 |
’ |
85 |
5. Определяем количество глины, вводимой со шликером:
302 —256 = 46 кг.
6. Определяем |
объем, |
занимаемый глиной, в нанесенном слое |
|
V |
= |
И |
— -il — 17,7« 18 л. |
|
г |
7г |
2,6 |
7. Определяем количество межзерновой воды
256-0,5=128 кг = 1 2 8 л.
8. Определяем минимальный, средний и максимальный объемы, занимаемые цементом в нанесенном слое:
V, =350:3,2= і109 л;
“мин
Ѵ„ = 3 7 0 :3 ,2 = 4 1 5 л;
“ср
Ч ,а к с = 390:3.2 =И22 л.
9. Определяем максимальный, средний н минимальный объемы заполнителей:
К |
= 1 0 0 0 —:І09— 128— 18=745 л\ |
эапмакс |
|
Н |
= і 1000—J15—428— 18= 739 л; |
запсредн
Ѵ„„ = 1 0 0 0 — 122— 128— 18= 732 л.
ЛЛПМІШ
10. Оптимальное соотношение масс заполнителей для объемной массы слоя, равной 800 кг/м3, составляет 0,9 (табл. 7) :
М в : Мк = 0 ,9 , откуда Мв = 0 ,9 М к.
14. Подставляя в уравнение (2) известные величины, находим:
Мв , |
м к |
|
0,9АГК |
, |
м к |
|
|
|
7в |
7к |
- |
0,35 |
г |
0,91 |
|
|
|
12. Решая полученное уравнение, находим: |
|
|
||||||
^Чакс = 201 |
кг• |
МХер = 'І99>5 кг; |
Л'к.мш, = 198 кг- |
|
||||
ЛЧ ак с = |
181 |
кг’ м вср= |
179,5 кг- |
М вм1Ш= 178 кг. |
|
|||
Таблица 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальные расходы цемента |
|
|
|
|
||||
при использовании неупрочненного вермикулита |
|
|||||||
|
|
|
|
|
Скелетобразуюшая добавка |
|
||
Объемная масса слоя |
|
|
|
|
|
шамотный песок |
марки |
|
в кг;м* |
|
|
керамзитовый песок |
|||||
|
|
|
Б Л -0,8 |
|
||||
600 |
|
|
245 — 275 |
|
|
|
||
700 |
|
|
295 — 330 |
|
— |
|
||
|
|
|
|
|
||||
800 |
|
|
350— 390 |
|
330— 370 |
|
||
900 |
|
|
4 15 — 460 |
|
390— 430 |
|
||
1000 |
|
|
48 0 — 530 |
|
450 — 500 |
|
||
П'ОО |
|
|
550— 615 |
|
510— 560 |
|
||
•1200 |
|
|
|
— |
|
|
570— 620 |
|
1300 |
|
|
|
— |
|
|
635 — 700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты |
испытания |
|
образцов |
защитного |
слоя, |
изготовленного из подобранных составов, приведены в табл. 11.