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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 57

Скачиваний: 1

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

Т а б л и ц а 4. Фазовый состав искусственных пористых заполнителей (по данным Б. Н. Виноградова)

Заполнитель

Преобладающие фазы

Второстепенные фазы

Редкие фазы

Керамзит

Аглопорит (гравий и щебень)

Вспученный вермику­ лит

Вспученный перлит

Кислое

алюмосиликат­

Кварц,

гематит, мели­

Пироксены,

амфиболы,

ное стекло, аморфизо-

лит, шпинель, магнетит,

слюды и другие минера­

ванное

глинистое

ве­

полевые шпаты

 

лы пылеватых

фракций

щество

(в поверхност­

 

 

 

исходных глин

 

ном слое гранул)

 

 

 

 

 

 

Кислое

алюмосиликат­

Муллит, магнетит, ге­

Пироксены,

шпинель,

ное стекло, аморфизо-

матит, кристобалит, псев-

геленит, кордиерит, кар­

ванное

глинистое

ве­

доволластонит,

полевые

борунд

 

щество, кварц

 

 

шпаты (обычно анортит),

 

 

 

 

 

 

моноклинные пироксены

 

 

Флогопит,

биотит,

Форстерит,

шпинели,

Кордиерит,

магнетит,

обезвоженные

гидрослю­

лейцит, энстатит

гематит

 

ды, аморфизованный вер­

 

 

 

 

 

микулит

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислое

алюмосиликат­

Кварц,

кристобалит,

Шпинели, слюды, ам­

ное стекло

 

 

тридимит, полевые шпа­

фиболы

 

 

 

 

 

ты, пироксены,

магнетит

 

 

Шлаковая пемза

Мелилит, псевдовол-

Анортит, основное си­

Кальцит, гипс, RO-фа-

 

ластонит, ранкинит, пи-

ликатное стекло, ольдга-

за, амфиболы, гематит,

 

роксены

мит, сульфиды железа и

апатит, флюорит, силико-

 

 

марганца, мервинит, монкарнотит

 

 

тичеллит,

магнетит, вол-

 

 

 

ластонит,

куспидин

 

заполнителей производства вопросы Некоторые .I Глава


2. Основные свойства пористых заполнителей

25

щений: неизмененные или слабо измененные

обжигом

составляющие исходного сырья; продукты термических превращений минералов исходного сырья; продукты, об­ разующиеся вследствие взаимодействия компонентов исходного сырья между собой и газовой фазой при спе­ кании и вспучивании, а также продукты, полученные в результате охлаждения пиропластической массы и ча­ стичной ее кристаллизации. Наиболее полно все эти фа­

зы присутствуют в

заполнителях из

глинистых

пород

и продуктов их термической обработки — обжига,

мета­

морфизма.

 

 

 

 

 

 

 

Минеральный состав искусственных пористых заполнителей

 

из глинистых пород и продуктов их термической обработки

 

 

 

Компоненты

исходного

Кварц, полевые шпаты, магнезиальные

сырья

 

силикаты (пироксены, оливины, амфибо­

 

 

лы), слюды (мусковит, биотит),

 

неиз­

 

 

мененное или слабо измененное (непол­

 

 

ностью

дегидратированное)

глинистое

 

 

вещество (в аглопорите)

 

 

 

Продукты термических

Аморфизованное

глинистое

вещество,

превращений

минералов

ококсованные органические остатки

(1—

исходного сырья

2%), продукты твердофазовой кристал­

 

 

лизации (муллит, шпинели, гематит,

 

 

лейцит,

силикаты

магния), окись

каль­

 

 

ция, окись магния

 

 

 

 

Высокотемпературные новообразования (кри­ сталлизующиеся из рас­ плава)

Продукты, образую­ щиеся при охлаждении пиропластической массы

Муллит, пироксены, гематит (изредка магнетит), карборунд

Стекло, включающее различные крис­ таллические фазы — псевдоволластонит, анортит, кордиерит, пироксены, кристобалит

Некоторые соединения в твердой фазе рассматривае­ мых заполнителей положительно влияют на их долго­ вечность в бетоне, другие приводят к снижению его прочности или способствуют развитию в нем деформа­ ций во времени.


26 Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

Из различных составляющих искусственных пори­ стых заполнителей высокой прочностью и стойкостью обладают стекло (высококремнеземистое и армирован­ ное муллитом, анортитом и гематитом), аморфизованное глинистое вещество и кристаллические состав­ ляющие.

К соединениям, способствующим снижению прочно­ сти и стойкости заполнителей, относятся неизмененное слабообожженное глинистое вещество, коксовые остатки

и сажистый

углерод, включения СаО

и MgO

крупнее

1 мм, пестабилизированный

белит, а

также

сульфиды

железа и марганца.

пористых заполнителей

Стойкость

искусственных

в агрессивных средах различна. Керамзитовый

гравий,

аглопоритовый гравий из золы ТЭС и щебень

из глини­

стых пород, а также вспученный перлитовый щебень, по данным исследований ВНИИСТРОМ, стойки к дейст­ вию кислот вследствие наличия в их составе стекловид­ ной и устойчивых кристаллических фаз и отвечают тре­ бованиям СНиП I-B.1-62 к заполнителям для кислото­ стойких бетонов. Шлаковая пемза неустойчива в кислой среде, так как слагающие ее силикаты и алюмосилика­ ты кальция полностью разлагаются серной и соляной кислотами.

Из рассматриваемых заполнителей наиболее стойким в щелочной среде является щебень из шлаковой пемзы, рекомендуемый для легких бетонов, эксплуатируемых в условиях воздействия концентрированных щелочных растворов. Керамзит и аглопорит, по данным результа­ тов указанных исследований, достаточно стойки к воз­ действию разбавленных растворов щелочей. Вспученный же перлитовый щебень почти полностью растворяется, например в концентрированном растворе едкого натра. Изложенное подтверждается данными результатов ис­ пытаний, выполненных по ГОСТ 473—64 (табл. 5).

Проведенные ВНИИСТРОМ исследования основных свойств легких бетонов на пористых заполнителях позво­ лили установить некоторую взаимосвязь между свойст­ вами заполнителей и легких бетонов на их основе.

Наиболее легкие бетоны были получены на основе керамзита и вспученного перлита, самые тяжелые — на шлаковой пемзе. Только при применении тяжелых разно-


2. Основные свойства пористых заполнителей

27

Т а б л и ц а

5. Стойкость искусственных пористых заполнителей

в агрессивных средах (по данным И. А. Якуб)

 

 

Показатель стойкости, %, при воздействии

Заполнитель

агрессивной

среды

 

 

 

 

кислой

щелочной

Вспученный

перлит

99,5

12

Керамзит

 

89,5—95,6

24—31

Аглопорит

 

97,5—97,9

52—54

Шлаковая пемза

Разрушается

87—94

видностей керамзита прочность керамзитобетона при­ ближалась к таковой для аглопоритобетона. При этом бетоны марок более 200 были получены именно на этих разновидностях керамзита, тогда как их легко можно было получить на аглопорите и шлаковой пемзе, выпу­ скаемых большинством предприятий СССР.

ВНИИСТРОМ совместно с НИИСФ Госстроя СССР

исследовал влияние вида пористых заполнителей на теп­ лопроводность легких бетонов. Установлено, что наи­ меньшую теплопроводность имеют крупнопористые бе­ тоны независимо от вида заполнителя, а бетоны на основе легких разновидностей заполнителей характери­ зуются лучшими теплозащитными свойствами.

На теплозащитные свойства легких бетонов сущест­ венно влияют строение и фазовый состав пористых за­ полнителей. Самым малым коэффициентом теплопровод­ ности обладает шлакопемзобетон с объемной массой

1300 кг/м3, наибольшим — аглопоритобетон с

объемной

массой 700—1100 кг/м3.

видам ис­

В соответствии с ГОСТами к отдельным

кусственных пористых заполнителей — гравию

керамзи­

товому (9759—71),

щебню аглопоритовому

(11991—66),

щебню и песку

из

пористого металлургического

шла­

к а — шлаковой

пемзе (9760—61), песку и

щебню

пер­

литовому вспученным (10832—74), вермикулиту вспу­ ченному (12865—6 7 )— предъявляются требования как в отношении объемной насыпной массы, прочности, влажности, зернового состава, морозостойкости, гак и по показателю распада (силикатного, железистого и стой­ кости в растворе сернокислого натрия).


28Глава I. Некоторые вопросы производства заполнителей

Котдельным видам искусственных пористых запол­ нителей предъявляются дополнительные требования по

водопоглощению, потерям массы крупных зерен при ки­ пячении, коэффициенту формы крупных зерен, содержа­ нию расколотых зерен и содержанию серы (для керам­ зитового гравия), по потерям массы при прокаливании (для аглопоритового щебня), по содержанию посторон­ них примесей (для шлаковой пемзы).

Методы испытания пористых заполнителей для уста­ новления большинства из указанных показателей изло­ жены в ГОСТ 9758—68 «Заполнители пористые неорга­ нические для легкого бетона. Методы испытаний». Этот ГОСТ предусматривает также определение ряда свойств пористых заполнителей, требования к которым отсутствуют в ГОСТах, однако они необходимы для ус­ тановления свойств, учитываемых при подборе состава и приготовлении легкого бетона. К ним относятся мето­ ды определения плотности, объемной массы зерен круп­ ного заполнителя, объема межзерновых пустот и водопоглощения крупного заполнителя, а также коэффициен­ та его размягчения.

В зарубежных странах, где область применения пори­ стых заполнителей несколько отлична от нашей, требо­ вания к последним более ограничены. Так, в США

(ASTMC 330-60Т), Аргентине (Norma JRAM 1567), Австрии (ONORMB-3314), Венгрии (MSZ-7030T), Поль­

ше PN 60 , Румынии (STAS-2386-61), Югославии (JHS,

В-223011

И.М.4.022. 1959) и других странах предъявляются требо­ вания главным образом к объемной насыпной массе, зерновому составу, содержанию примесей и морозостой­ кости. В отдельных странах предъявляются требования

кпрочности и форме зерен.

Кнастоящему времени исследованы влияние формы

и размера пор, а также вида и характера поверхности зе­ рен пористых заполнителей на основные свойства легких бетонов. Исследованы структура рассматриваемых ис­ кусственных пористых заполнителей и влияние их зерно­ вого состава па свойства легких бетонов.

Показатели отдельных свойств заполнителя, получа­ емые при испытаниях по ГОСТ 9758—68, не характери­ зуют его качество. Так, при сравнимых результатах ис­

3. Обогащение искусственных пористых заполнителей

29

пытания заполнителей часто бывает трудно оценить их качество и выбрать наилучший. Не считая трудоемких испытаний на попеременное замораживание и оттаива­ ние, а также увлажнение и высушивание, результаты всех остальных испытаний, предусмотренных ГОСТ 9758—68, не характеризует заполнитель в отношении его долговечности в эксплуатационных условиях.

Намеченный рост производства искусственных запол­ нителей и расширение области их применения требуют непрерывного совершенствования существующих мето­ дов их испытаний и одновременно разработки ускорен­ ных методов контроля их качества.

3. ОБОГАЩЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Разделение пористых заполнителей по объемной массе как метод получения кондиционной продукции

В настоящее время отсутствует общепризнанная ме­ тодика оценки степени однородности качества пористых заполнителей.

Д-р техн. наук В. Л. Пржецлавский (ВНИИСТРОМ) предложил характеризовать однородность качества по­ ристых заполнителей отношением некоторых показате­ лей (например, объемной или объемной насыпной массы, прочности) определенного количества (10%) наиболее легких зерен заполнителя к таким же показателям наи­ более тяжелых зерен. Указанное отношение названо ко­ эффициентом однородности качества. Если в испытывае­ мой пробе заполнителя содержится меньше 10% наибо­ лее легких или наиболее тяжелых зерен, то это не влияет на качество заполнителя. Так, керамзитовый гравий ха­ рактеризуется коэффициентом однородности объемной насыпной массы около 3, а прочности более 5; шлаковая пемза треста Магнитострой, Ждановского и Запорож­ ского металлургических заводов соответственно 1,5—2 и 2—3. Наиболее однородным по качеству заполнителем оказался аглопорит, коэффициент однородности его объемной насыпной массы составляет 1,1— 1,2.

Неоднородность качества заполнителя, как было ука­ зано, ухудшает использование его в бетоне. Для обычно­ го тяжелого бетона регламентируется содержание фрак­