книги из ГПНТБ / Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей

УДК С66.972.125

Печатается по решению секции литературы по технологии строи­ тельных материалов редакционного совета Стройиздата от 2 сен­ тября 1971 г.

Элинзон М. П. Производство искусственных пористых заполни­ телей. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1974. 256 с.

Изложены теоретические основы и технология производства ис­ кусственных пористых заполнителей для легких теплоизоляционных, конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Под­ робно рассмотрены свойства сырья, в том числе побочных продуктов промышленности, методы его испытания и технология переработки при производстве керамзита и его разновидностей, аглопоритового щебня и гравия, шлаковой пемзы, вспученного перлита. Приведены свойства искусственных пористых заполнителей, характеристика при­ меняемого оборудования, а также технико-экономическая эффектив­ ность их производства и применения.

Книга предназначена для 'инженерно-технических работников промышленности строи|1лыШ‘;Г~мэтер«вявв*м*<*вв||тных, строитель­

ПРЕДИСЛОВИЕ

За шесть лет, прошедших после выхода первого из­ дания книги «Производство искусственных пористых за ­ полнителей», достигнут значительный прогрессу обла­ сти теории, технологии и организации производства рас­ сматриваемых материалов. Так, за последние годы количество предприятий по производству искусственных заполнителей увеличилось более чем в 2 раза, а выпуск продукции соответственно в 1,9 раза. Исследованы воз­ можности получения искусственных заполнителей из та­ ких видов сырья, как шунгитсодержащие и другие слан­ цевые и сланцеподобные породы, кремнеземистые опало­ вые породы, ранее для этих целей не применявшиеся. Разработана технология получения новых видов искус­

Уточнен ряд методик, а также' разработаны новые указа­ ния по испытанию сырья для производства отдельных ви­ дов искусственных заполнителей. Переработаны ГОСТы на некоторые виды искусственных заполнителей и ме­ тоды их испытания. Основное технологическое обору­ дование модернизировано и начато изготовление специ­ ального оборудования. Проектные решения, в том числе

промышленности в качестве сырья для производства ис­ кусственных пористых заполнителей.

Если в предшествующие годы искусственные пори­ стые заполнители использовали главным образом для

производства ограждающих конструкций (стеновых), то в последнее время доказана особая их эффективность для применения в комплексном легкобетонном строи­ тельстве — жилищном, промышленном, в том числе сельскохозяйственном производственном. Это предопре­ делило необходимость разработки искусственных пори­ стых заполнителей, пригодных для приготовления легких высокопрочных бетонов.

Внастоящем дополненном и переработанном изда­ нии материал расположен по видам заполнителей. Это дает возможность читателю, интересующемуся, напри­ мер, производством вспученного перлитового щебня и пе­ ска, находить ответы на основные вопросы в главе, по­ священной лишь этому заполнителю.

Вкниге обобщены основные прикладные и теоретиче­ ские вопросы, связанные с производством искусственных пористых заполнителей, изложены вопросы поризации сырья, технологии пористых заполнителей, оценки их ка­ чества, а также проектирования предприятий. В ней нашли также отражение некоторые вопросы экономики отдельных видов искусственных заполнителей и автома­

тизации производственных процессов. При этом даются обзор новейших достижений в рассматриваемой области

тут строительных материалов и изделий), члену-коррес- понденту Академии наук БССР д-ру техн. наук профес­ сору И. Н. Ахвердову и канд. техн. наук доценту С. М. Ицковичу (кафедра строительных материалов Бе­ лорусского политехнического института), доценту М. И. Роговому, д-ру техн. наук профессору М. И. Хигеровичу и д-ру техн. наук профессору Г. И. Горчакову (кафедры теплоизоляционных и строительных материа­

(ВНИИжелезобетон) за ценные замечания и рекоменда­ ции, связанные с подготовкой второго издания настоя­ щей книги.

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение строительства наиболее экономичными и прочными материалами — один из актуальных вопро­ сов современности. Наряду с возведением зданий с при­ менением традиционных материалов все в больших масштабах развивается полносборное строительство из крупных элементов массового заводского производства. В ближайшем пятилетии удельный вес полносборных зданий значительно возрастет как в жилищном, так и в промышленном строительстве.

Наиболее перспективным материалом для массового заводского производства крупных блоков и панелей, а также объемных элементов будет легкий бетон на при­ родных и искусственных пористых заполнителях. Умень­ шение массы бетона значительно снижает стоимость из­ делий и строительства. Подсчитано, что при уменьшении массы бетона на каждые 10% стоимость изделий в кон­

нальное использование капитальных вложений достига­ ются при комплексном применении легкобетонных изде­ лий во всех конструкциях зданий — как ограждающих, так и несущих; применение легких бетонов в несущих конструкциях в 2—4 раза эффективнее, чем в ограж­ дающих.

Доказательством этого служит легкобетонное строи­ тельство в Москве, Куйбышеве, Новокуйбышевске, Волж­ ске, Волгограде, Кривом Роге, Минске, Краснодаре, Челябинске, Новосибирске, Шелехове (Иркутская обл.), Одессе, Киеве, Херсоне, Днепропетровске, Саранске и др. Об этом свидетельствует также опыт применения легких бетонов в мостовом строительстве, в производст­ ве опор линий электропередач, свай, плит для дорожных

иаэродромных покрытий, изделий для зернохранилищ. Комплексное легкобетонное жилищное строительство приводит к снижению массы домов на 40%, уменьшению затрат труда на 0,5 чел.-дня на 1 м2 жилой площади и себестоимости строительно-монтажных работ на 3—6%. Комплексное легкобетонное промышленное, в том числе сельскохозяйственное производственное строительство позволяет снизить массу конструкций на 30—40%. уменьшить трудоемкость производства последних на 6%

иполучить соответствующую экономию приведенных за ­

трат на 1 м3 бетона.

Эффективность применения легких бетонов зависит от трех основных факторов — объемной насыпной массы, прочности и зернового состава заполнителя. Так, легкий бетон плотной структуры марки 75 может иметь объем­ ную массу (в сухом состоянии): от 900 до 1200 кг/м3 — при применении заполнителей с объемной насыпной мас­ сой от 300 до 700 кг/м3; от 1100 до 1500 кг/м3—-при при­ менении заполнителей с объемной насыпной массой от 500 до 800 кг/м3 и от 1200 до 1600 кг/м3—-при примене­ нии заполнителей с объемной насыпной массой от 600 до 900 кг/м3. Для бетона марки 500 его объемная масса составит 800—1000, 1000—1400 и 1100—1500 кг/м3.

Теплопроводность легких бетонов зависит от вида, фазового состава и структуры применяемого заполните­ ля и его зернового состава. При прочих равных условиях теплопроводность легкого бетона наименьшая на за­ полнителе с высоким содержанием стекловатой фазы, а наибольшая — на заполнителе, характеризующемся зна­ чительным содержанием закристаллизированной фазы. Так, для достижения коэффициента теплопроводности, например 0,5 Вт/(м-°С) объемная масса керамзито- и аглопоритобетона не должна превышать 1200 кг/м3, тогда как для бетона на шлаковой пемзе она может до­ стигать 1400—1500 кг/м3.

На основе большинства пористых заполнителей мо­ гут быть получены конструктивно-теплоизоляционные и конструктивные легкие бетоны и из особо легких запол­ нителей — теплоизоляционные бетоны.

Для нужд строительства требуются как особо легкие, так и высокопрочные легкие бетоны, для приготовления

которых необходимы соответствующие и в большинстве различные по свойствам заполнители. Лишь в отдельных случаях можно на одном виде заполнителя получить фактически всю номенклатуру легкобетонных изделий. Объемную массу легкого бетона данной марки в зависи­ мости от свойств и зернового состава пористого заполни­ теля можно изменить в 3 раза, тогда как регулировани­ ем производственных факторов приготовления легкого бетона — всего лишь в пределах 20—30%- Следователь­ но, повышение эффективности легкобетонного строитель­ ства возможно главным образом путем совершенствова­ ния производства существующих и развития новых видов искусственных пористых заполнителей.

На современном этапе индустриального строительст­ ва одной из основных задач является организация массо­ вого производства пористых заполнителей для легких конструктивных бетонов. Это отвечает задачам, постав­ ленным XXIV съездом КПСС по увеличению степени за­ водской готовности изделий и применению эффективных конструкций.

К 1975 г. количество добытых и переработанных плотных заполнителей (щебня, гравия и песка) для про­ мышленности сборного железобетона превысит полумиллиард кубометров. В настоящее время во многих, глав­ ным образом равнинных, районах СССР ощущается большой недостаток в таких заполнителях, их привозят

неограниченные отходы промышленности и местное сы­ рье для производства искусственных заполнителей. Та­ кие заполнители могут полноценно заменить природные и значительно упростить технологию изготовления круп­ норазмерных бетонных изделий на их основе. Замена привозных плотных тяжелых заполнителей пористыми дает возможность (по сравнению с использованием при­ возных заполнителей) снизить удельные капитальные вложения и себестоимость продукции; увеличить выра­ ботку на одного работающего; ускорить ввод в эксплуа­ тацию предприятий по производству заполнителей за счет сокращения сроков строительства; значительно разгру-

8 Введение

зить железнодорожный транспорт или полностью исклю­ чить перевозки инертных.

По данным НИИЭС Госстроя СССР, замена каждого кубометра тяжелого бетона легким приводит к эконо­ мии стальной арматуры (в зависимости от района строи­ тельства) от 5—8 до 15— 18 кг, уменьшению комплексных трудовых затрат до 0,5 чел.-дня, снижению массы конст­ рукций на 0,8 т и получению экономического эффекта до 7 руб. на 1 м3 продукции. Вот почему за последние деся­

му) подразделяют на природные (вулканические и оса­ дочные) и искусственные (специально изготовляемые и побочные продукты — отходы промышленности).

К природным пористым заполнителям вулканическо­ го происхождения относятся: пемза — пористая сыпу­ чая порода губчатого или волокнистого строения от серовато-белого до коричневого цвета, представленная в

из вулканического стекла основного состава; вулкани­ ческий туф — мелкопористая порода, состоящая из сце­ ментированного вулканического стекла и пепла.

Кзаполнителям осадочного происхождения относят­ ся пористые известняки, известняки-ракушечники и из­ вестковые туфы; опока, трепел, диатомиты и спонголиты, состоящие в основном из водного кремнезема.

Кзаполнителям из отходов промышленности относят­ ся пористые (газистые) металлургические шлаки, обра­ зующиеся в результате естественного охлаждения рас­ плавов металлургических шлаков на отвалах; топлив­ ные шлаки пористого, часто ноздреватого строения, получаемые при кусковом (слоевом) или пылевидном сжигании ископаемых углей или при их газификации; грубодисперсные золы-уносы или золошлаковые смеси ТЭС; керамический бой — пористые кусковые материалы,