Файл: Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 101
Скачиваний: 1
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