Лабораторна робота №5 вплив технологічних факторів на спучення при виготовленні перлітового піску Загальні відомості
Перліт – вулканічне скло з дрібною концентрично-скорлупуватою структурою: котре розколюється на дрібні кульки з перлинним блиском. Спучений перліт – матеріал, який отримують спученням при випалі підготовлених зерен з вулканічних водовміщуючих порід (перліт, обсидіан, вітрофір та ін.).
В перліті вміщується біля 1...2% (інколи більше) хімічно зв’язаної води. При випалі з температурою 1000...12500С перліт пом’якшується і під тиском парів вивільняємої води, сильно спучується. Коефіцієнт спучення набуває значень до 10...12. Чим він більший, тим менше витрата сировини на одиницю об’єму продукції.
Відповідно до ГОСТ 10832-83, визначені марки спеченого перліту за насипною густиною: для піску 75...500, для щебеня – 200...500. Міцність щебеню при стискуванні у циліндрі для вказаних марок повинна бути не менше 0,15...0,9 МПа.
Спучений перліт відрізняється від інших пористих заповнювачів високим водопоглинанням, котре тим більше, чим більша ступінь спучення.
В державному стандарті водопоглинання щебеню обмежується: для марки 500 – не більше 30%, для марки 400 – 50%, для марки 300 – 75%, для марки 250 – 100%, для марки 200 – 125% за масою.
На відміну від інших пористих заповнювачів дрібні фракції спученого перліту легші крупних. Це пояснюється особливостями спучення скловидних порід у порівнянні, наприклад, з глинистими. Так, при виробництві керамзиту дрібні глиняні гранули (до 5мм) часто зовсім не спучуються, так як ще до розм’якшення втрачають всі гази, які утворюються при випалі. А перлітова скловидна порода утримує гази, і чим краще вона прогрівається у дрібних гранулах, тим інтенсивніше спучується.
Технологія виробництва спученого перліту передбачає подрібнення вихідної породи до 1...2 мм при виробництві піску та
до 5...10 мм при виробництві щебеню та сортування. Перед випалом сировину попередньо термічно обробляють у сушильному барабані для видалення слабозв’язаної води, завдяки чому зерна породи при випалі можуть витримувати більш високу температуру не тріскаючись. Залишкової, важковидаляємої води в зернах достатньо для бурного спучення при температурі до 12500С.
Прилади та обладнання, матеріали
Фарфорові ступки; стандартний набір сит, сушильна шафа, піч муфельна або трубчата з температурою розігріву до 13000С, терези технічні 2-го класу з різновагами або електричні цифрові ваги, металічні сушарки (за габаритними розмірами робочого простору печі), тиглі з високотемпературних матеріалів, форми для виготовлення гранул напівфабрикату, ексикатор.
5.1. Підготовка проб
Гірську породу подрібнюють та розсіюють на фракції до 0,3 мм; 0,3...1,25 мм; 1,25...2,5 мм. По три проби кожної фракції об’ємом 50 см3 кожна вкладають рівномірним шаром на металічні сушарки.
5.2. Визначення впливу температури та тривалості випалу на величину коефіцієнта спучення
Підготовлені проби (по три кожної фракції) розміщують в муфельній печі, розігрітій до температури 900, 950, 1000, 1050, і 11000С. Термін випалу породи при кожній з прийнятих температур складає 5 та 10 хвилин.
Після випалу спучену гірську породу охолоджують на повітрі до кімнатної температури, вимірюють об’єм кожної фракції в мірних циліндрах V2 та підраховують коефіцієнт спучення:
.
Результати випробувань заносять в табл.5.1.
Таблиця 5.1
Темпе-ратура випалу, 0С |
Тер- мін випа-лу, хв. |
Фракції породи, мм |
||||||||
До 0,3 |
0,3...1,25 |
1,25...2,5 |
||||||||
V1 |
V2 |
Ксп
|
V1 |
V2 |
Ксп |
V1 |
V2 |
Ксп
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
За результатами випробування будують графіки залежностей коефіцієнта спучення Ксп від температури випалу tвип, 0С при різній тривалості випалу Т, хв.
На підставі аналізу графічних залежностей коефіцієнтів спучення від температур випалу визначають оптимальні температури випалу для кожної фракції та формулюють відповідні висновки.