Файл: Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

14

Введение

золы ТЭС и отходов углеобогатительных фабрик, аглопоритовый гравий из золы ТЭС, щебень из шлаковой пемзы, обожженные трепелы и диатомиты, щебень из вспученных сланцев, некоторые виды легковесных гор­ ных пород (туфы), керамзитовый гравий из слабовспучивающихся глинистых пород (при соответствующих тех­ нико-экономических обоснованиях).

Дальнейшее повышение экономической эффективно­ сти легкобетонных изделий и конструкций связано с уменьшением их массы и расхода цемента, что может быть достигнуто путем улучшения качества заполнителей (уменьшения объемной насыпной массы, увеличения прочности и применения оптимального зернового соста­ ва). Следует стремиться производить из данного сырья более легкие и более прочные заполнители, желательно округлой формы с мелкими равномерно распределенны­ ми порами. Это решающее условие повышения экономи­ ческой эффективности производства и применения искус­ ственных заполнителей.

Г Л А В А I

НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОИЗВОДСТВА ИСКУССТВЕННЫХ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

1. СЫРЬЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЕГО ПОРИЗАЦИИ

Все виды искусственных пористых заполнителей по­ лучают скоростной термической обработкой исходного силикатного сырья, доведенного до пиропластического состояния. Для производства таких заполнителей при­ меняют сырье и отходы промышленности, перерабатыва­ емые различными технологическими приемами.

Организации производства искусственных пористых заполнителей всегда предшествуют тщательные лабора­ торные и производственные испытания и выбор исходно­ го сырья.

Общая номенклатура природного сырья и побочных продуктов промышленности, используемых в производ­ стве искусственных пористых заполнителей, приведена

втабл. 2.

Взависимости от вида исходного сырья его поризацию осуществляют вспучиванием массы газообразными продуктами, выделяющимися в процессе термической об­ работки полуфабриката, или газо- и парообразными про­ дуктами, вводимыми в исходное сырье извне, а также за счет выгорания органических примесей и добавок. При производстве заполнителей основополагающим является один из перечисленных факторов образования пористой структуры материала. При производстве аглопорита важнейшее значение имеет контактное спекание отдель­ ных зерен исходного сырья.

Получение пористых заполнителей связано со сле­ дующими основными условиями.

При производстве керамзита и его разновидностей, аглопорита, а также вспученного перлита основная часть исходного сырья должна переходить в расплав при температуре не более 1250° С. При получении шла­ ковой пемзы температура расплава должна быть не ни­ же 1250°С.

Расплав должен характеризоваться определенной вязкостью, значение которой зависит от вида получае­ мого пористого заполнителя, количества выделяемых или вносимых в расплав и удерживаемых в пиропластиче-


Т а б л и ц а 2. Номенклатура природного сырья

и соответствующих побочных продуктов промышленности,

используемых в производстве

искусственных пористых заполнителей

Сырье

Глина

Суглинок и супесь

Аргиллит

Глинистый, в том числе шунгитсодержащий

сланец

Определение

Вспучиваемость при обжиге

Область применения

 

Природные глинистые породы

 

Горная порода, содер-

Вспучивается

при

жащая свыше 30% час-

быстром нагревании

ДО

тиц менее 1 мкм и обра-

температуры 1250° С

или

зующая

при затворении

Не

вспучивается

с водой пластичную мае-

слабо

вспучивается

в

су

 

 

 

этих условиях

 

Малопластичная

гор-

Слабо

вспучивается

ная порода, содержащая

или не вспучивается

при

частицы менее

1 мкм в

быстром нагревании

до

количестве от 10 до 30%

температуры 1250° С

при

Камнеподобная, не раз-

Вспучивается

мокающая в воде

гли-

быстром

нагревании

до

нистая порода

 

 

температуры 1250° С

или

 

 

 

 

Не

вспучивается

 

 

 

 

слабо

вспучивается

в

 

 

 

 

этих условиях

 

Камнеподобная,

не

Вспучивается

при

размокающая в воде гли-

быстром

нагревании

до

нистая

порода

с

четко

температуры 1250° С

или

выраженной слоистостью

Не

вспучивается

 

 

 

 

слабо

вспучивается

в

этих условиях

Для производства керамзита и его разиовидностей

Связующая добавка в производстве аглопоритового гравия из золы ТЭС

Для производства аглопорита

Для производства керамзита

Для производства аглопорита

Для производства керамзита

Для производства аглопорита

заполнителей производства вопросы Некоторые .I лаваГ


Продолжение табл. 2

Сырье

Определение

Вспучиваемость при обжиге

Область применения

Зола-унос ТЭС

Золошлаковая смесь отвалов ТЭС

хинистыи отход уг-

пео£ угащения О сч к о

■-:5 ?

 

.

I

 

: Н Э

 

О

■'&*<

 

:

х СЛ

 

«*з :* ь

 

 

 

аковыи расплав ме-

\ СО яШ*гргического и хими-

o

f »

и

^

‘£ е с к

>(го производства

 

Побочные продукты промышленности

 

 

 

 

 

Тонкодисперсный рых­

Спекается

или вспучи­

Для

производства

аг-

лый

продукт

пылеуголь­

вается при быстром на­

лопоритового гравия или

ного

сжигания

топлива,

гревании

до

температу­

щебня, а также зольно­

улавливаемый

 

циклона­

ры 1250°С

 

 

 

го гравия и глинозольно­

ми

и электрофильтрами

 

 

 

 

 

 

го керамзита

 

котельных

установок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смесь золы и кусково­

То

же

 

 

 

 

То же

 

го шлака, транспортируе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мая напором воды в от­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

валы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неоднородная

грубо­

В большинстве случаев

Для

производства

аг-

обломочная смесь глины,

не

вспучивается

при

лопорита

 

глинистого сланца, углис­

быстром

нагревании

до

 

 

 

того вещества и вмещаю­

температуры

1250° С

 

 

 

 

щих

пород

(песчаников,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

песков, реже

 

известня­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ков)

 

 

 

 

 

Поризуется

при

ох­

Для

производства

Жидкий расплав с тем­

пературой

более

1300° С,

лаждении

самопроиз­

шлаковой пемзы

 

образующийся

в

метал­

вольно

(за

счет газов,

 

 

 

лургической

и

 

химиче­

выделяющихся

из

рас­

 

 

 

ской печи

 

 

 

 

плава) или путем введе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния воздуха, пара, воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или их смеси

 

 

 

 

 

поризации его принципы основные и Сырье .1


Продолжение табл. 2

Сырье

Определение

Вспучиваемость при обжиге

Область применения

Вулканическое водо­ содержащее стекло: пер­ лит, обсидиан и др.

Метаморфические и магматические горные породы

Изверженная горная плотная или рыхлая по­ рода, содержащая в ос­ новном стеклообразное (аморфное) вещество, образованное из распла­ ва силикатной магмы

Вспучивается при двухстадийной термиче­ ской обработке: нагреве до температуры 350° С и кратковременном об­ жиге до температуры

1150°С

Для производства вспу­ ченного перлита

Гидратированная слю­

Горная

порода чешуй­

Вспучивается при на­

Для производства вспу­

да

чатого строения, образо­

греве до температуры

ченного вермикулита

 

вавшаяся

в

результате

1100°С

 

 

выветривания или гидро­

 

 

 

термальных

изменений

 

 

 

ферромагнезиальных

 

 

 

слюд

 

 

 

 

заполнителей производства вопросы Некоторые .I Глава


2. Основные свойства пористых заполнителей

19

ской массе газообразных продуктов. Последние и обес­ печивают для ряда заполнителей требуемую степень их вспучиваемости (поризации), т. е. получение зерен за ­ полнителя заданной объемной массы. При увеличении или уменьшении вязкости расплава против оптимальной получается недостаточно поризованный заполнитель с большей против возможной объемной массой.

Большие скорости повышения температуры приводят к смещению в сторону более высоких температур и на­ кладыванию друг на друга процессов диссоциации кар­ бонатных пород (включений), дегидратации глинообра­ зующих минералов, выгорания органических веществ и других физико-химических реакций. Так, в зависимости от характера среды и стадии исследуемых превращений сушка осуществляется в интервале от 90 до 500° С; гид­ ратация— с 500 до 1000° С; аморфизация — с 950 до 1200° С; твердофазовые реакции — с 1200 до 1350° С; кон­

тактное спекание — с 1250 до

1500° С и охлаждение —

с 1500 до 20° С.

искусственных пористых

Технология производства

заполнителей включает три основных передела: перера­ ботку исходного сырья и подготовку шихты; термическую обработку шихты — собственно получение заполнителя; дробление, сортировку и транспортирование его в емко­ сти по размерам и маркам.

Наиболее важный передел технологии искусственных заполнителей — термическая обработка шихты (в том числе и охлаждение расплава), связанная с поризацией исходного сырья. Именно вследствие пористого строения искусственный заполнитель приобретает свойства капил­ лярно-активного материала, в частности небольшую мас­ су и низкую теплопроводность.

2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Искусственные заполнители обладают широким диа­ пазоном свойств. Из данных табл. 3 видно, что объемная насыпная масса и прочность пористых заполнителей мо­ гут колебаться в широких пределах, тогда как объемная масса легких бетонов на их основе изменяется в значи­ тельно меньших пределах, что объясняется рядом осо­ бенностей пористых заполнителей.

2*