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

Из заполнителей, используемых в основном для лег­ ких бетонов ограждающих конструкций, наименьшую объемную насыпную массу имеет керамзитовый гравий и вспученный перлитовый щебень. Объемная насыпная масса аглопоритового щебня из суглинков и шахтных пород колеблется в пределах 370—750 кг/м3, щебня из шлаковой пемзы — в пределах 475—900 кг/м3. Объемная насыпная масса щебня или гравия недостаточно харак­ теризует качество заполнителя, так как на объемную массу бетона оказывают влияние также и объемная на­ сыпная масса пористого песка, объемная масса зерен разных фракций в куске, объем межзерновых пустот смеси и прочность щебня или гравия. Все факторы, способствующие сокращению расхода вяжущего, при­ водят также и к уменьшению объемной массы бе­ тона.

Наиболее легкие разновидности керамзитового песка можно получить в печах кипящего слоя, а в отдельных случаях также дроблением крупных фракций хорошо вспученного керамзитового гравия или глыб из спекших­ ся керамзитовых гранул. Остальные разновидности по­ ристых песков имеют близкую между собой объемную насыпную массу. Она возрастает с увеличением крупно­ сти пор в исходном заполнителе. Обычно чем мельче зерна, тем они тяжелее. Исключением является вспу­ ченный перлитовый песок.

По значению межзерновой пустотности гравиеподоб­ ные заполнители имеют значительные преимущества

золы ТЭС — 40—48%, вспученного перлитового щебня — 47—48%, щебня аглопоритового — 50—58%, щебня из шлаковой пемзы — 50—63 %.

Прочность искусственных пористых заполнителей практически находится в гиперболической зависимости от их объемной массы в куске. При равной объемной массе гравиеподобные заполнители, естественно, отли­ чаются большей относительной (или условной) проч­

22 Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

ностью (при сдавливании в цилиндре), чем щебнепо­ добные.

На прочность легкого бетона влияет также характер пористости и формы зерен пористого заполнителя. Очень гладкая остеклованная поверхность, например керамзи­ тового гравия, ухудшает его сцепление с растворной частью. Некоторые заводы еще продолжают выпускать вместо округлых гранул керамзит в виде цилиндров с длиной в 4—6 раз больше диаметра. По данным НИИкерамзита, при коэффициенте формы зерен 2,5 прочность бетона снижается на 34%. В связи с этим ГОСТ 9759—71 «Гравий керамзитовый» регламентирует коэффициент формы не более 1,5.

Свойства искусственных пористых заполнителей (объемная масса, стойкость, теплопроводность и др.) зависят от их фазового состава и структуры. Последние

сталлической и газовой фаз, так и видом кристалличе­ ской фазы.

Фазовый состав искусственных пористых заполните­ лей зависит от вида исходного сырья (обычно полиминерального состава) и условий его термической обработ­ ки (скорости нагрева, максимальной температуры, ха­ рактера газовой среды).

Искусственные пористые заполнители по своему фа­ зовому составу представлены как кристаллическими, так и аморфными компонентами. Различие в исходном сырье и условиях его тепловой обработки предопределяет и различное соотношение перечисленных фаз, а следо­ вательно, и свойства отдельных видов заполнителей.

В составе заполнителей из глинистых пород или про­ дуктов метаморфизма последних — керамзита и его раз­ новидностей (шунгизита, глинозольного керамзита, золь­ ного гравия), аглопорита (щебня и гравия из глинистых и шахтных пород, а также золы-уноса ТЭС), а также вспученного перлита преобладают алюмосиликатные фазы с неупорядоченным строением — аморфизованное

леобогащения) преобладающей фазой является стекло, чаще бесцветное или светло-желтое, реже окрашенное тонкодисперсным гематитом в коричневато-бурый цвет. Таким образом, стеклофаза — основной структурный элемент керамзита, его разновидностей и аглопорита. Стеклом связаны кристаллические фазы, участки аморфизованного глинистого вещества и несгоревших органи­ ческих веществ. Поэтому именно стекло и определяет физико-механические свойства и стойкость рассматрива­ емых заполнителей.

Вспученный перлит состоит преимущественно из по­ ристого бесцветного прозрачного алюмосиликатного стекла, обладающего низким светопреломлением.

Для шлаковой пемзы характерно преобладание кристаллических фаз — низкоосновных силикатов каль­ ция (псевдоволластонита и ранкинита) и алюмосилика­ тов кальция и магния (мелилитов). Обычно шлаковая пемза заводского производства закристаллизована на 80—95%; стеклофаза присутствует в количестве 5—20%. Особенность стеклофазы шлаковой пемзы заключается в том, что она находится в заполнителе в виде тонких пленок, разделяющих кристаллические элементы струк­ туры, а иногда образует вростки в кристаллах мелилита.

В шлаковой пемзе, получаемой способом безводной поризации, содержание стекла может достигать 20— 30%. В ряде случаев шлаковая пемза оказывается прак­ тически нацело закристаллизованной.

Вспученный вермикулит также состоит из кристал­ лических компонентов. Стеклофаза в нем не обнаружена.

Сводные данные о фазовом составе искусственных пористых заполнителей заводского производства приве­ дены в табл. 4, причем среди фаз, слагающих заполни­ тели, выделены преобладающие, присутствие которых определяет строение и свойства заполнителя, второсте­ пенные, количество которых обычно не превышает 10%, и редкие, найденные лишь в отдельных образцах запол­ нителей.

Фазовый состав может быть разделен на следующие группы, отличающиеся степенью термических превра-