книги из ГПНТБ / Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей
.pdf
|
Т а б л и ц а |
23. Лабораторный контроль производства аглопорита |
|
||
Материал |
Место отбора |
пробы |
Вид испытания |
Частота отбора |
Методика испытания |
пробы |
и аппаратура |
|
|
|
|
Склады сырья |
Исходное |
гли- |
Транспортный |
Влажность |
|
нистое сырье |
|
агрегат, |
питающий |
|
|
|
установку на вхо |
|
|
|
|
де в |
приемный |
|
|
|
бункер |
|
|
Зола ТЭС, гли- |
То же |
|
Влажность |
|
нистая порода |
уг- |
|
|
Теплотворная |
леобогащения |
|
|
|
способность |
Уголь |
Склад топлива |
То же |
Один раз в сутки
То же
»
Высушивание до постоянкой массы при температуре 105—110°С
То же Для зол — определе-
ние зольности; для шахтных пород — определе ние зольности и содер жания летучих (ускорен ный способ)
Один |
раз для |
Определение |
золь- |
каждой |
партии |
ности и содержания ле- |
|
при |
отсутствии |
тучих (ускоренный |
спо- |
паспорта |
соб) |
|
Исходные материалы — порода углеобогащения, камневидная гли нистая порода, уголь
|
Отделение приготовления шихты |
||
После |
дробилки |
Предельная |
Один раз в сме- |
перед |
смеситель- |
крупность, зернону |
|
ным агрегатом |
вой состав |
|
Рассев на ситах с диаметрами отверстий 2,5; 5 и 10 мм
Жидкие добавки
Шихта
|
Из емкости |
Плотность |
|
|
Четыре раза в |
|
|
|
|
|
|
|
смену |
Для материалов, |
Влажность |
|
Два раза в сме- |
|||
не |
подвергающих- |
Объемная |
|
на- |
ну |
|
ся |
грануляции,— |
|
То же |
|||
после |
смеситель- |
сыпная масса |
|
|||
ного агрегата, для |
Содержание |
ус- |
|
|||
других |
— после |
|
||||
гранулятора |
ловного топлива в |
|
||||
|
|
|
шихте 1 |
состав |
» |
|
|
|
|
Зерновой |
|||
|
|
|
(для шихты, по- |
|
||
|
|
|
лученной |
грану |
|
|
|
|
|
ляцией) |
|
|
|
Ареометр или пикнометр
Высушивание до постоянной массы при температуре 105—110° С
Взвешивание 1 л шихты
Определение зольности и содержания летучих (ускоренный способ)
Рассев на ситах с диаметром отверстий 5, 10 и 15 мм
Готовая продукция
Аглопоритовый |
До поступления |
Зерновой |
состав |
щебень, гравий и |
на грохот |
|
|
песок |
|
|
|
|
То же |
Объемная |
на |
|
|
сыпная масса щеб |
|
|
|
ня (гравия) и пес |
|
|
|
ка по фракциям и |
|
|
|
смеси |
агло- |
|
|
Прочность |
|
|
|
поритового |
щебня |
|
|
(гравия) |
|
Четыре пробы в смену; испытание один раз в смену средней пробы
То же
»
По ГОСТ 9758—68
То же
»
аглопорита Производство .III Глава
производства контроль Технологический .6
|
Т а б л и ц а 24. Цеховой |
контроль производства |
аглопорита |
Агрегат |
Проверяемый параметр |
Частота проверки |
Методика проверки |
и инструмент |
Ящичный питатель
Дозаторы всех типов
Дробилки всех типов Шихтосмесители
Грануляторы
Высота подъема шибера
Постоянное и достаточ ное заполнение отсеков, отсутствие зависаний и забивания щелей
Правильность установ ки ножей и других дози рующих органов
Ширина выходной ще
ли Зазор между лопастя
ми и корытом, правиль ность установки и со стояние лопастей
Нормальное поступле ние воды и жидких до бавок из всех отверстий перфорированных труб
Состояние и правиль ность установки лопа стей и ножей
Угол наклона
Один раз в сутки
Систематически, но не реже чем через каждые
2 ч
Один раз в сутки
/~
1Один раз в неделю Один раз в смену Один раз в неделю
Систематически в про цессе работы
Один раз в неделю
То же
Масштабная линейка
Визуально
Измерение доз (мер ной емкостью) в единицу времени
Замер
Осмотр Масштабная линейка
ивизуально
Визуально
Визуально
Угломер
аглопорита Производство .III Глава
|
|
|
Продолжение табл. 24 |
Агрегат |
Проверяемый параметр |
Частота проверки |
Методика проверки |
и инструмент |
Ленточные агломера ционные машины
Размер |
отверстий |
в |
Один |
раз в неделю |
||
перфорированных плитах |
|
|
|
|||
и их состояние (для дыр |
|
|
|
|||
чатых вальцов) |
|
|
|
|
|
|
Высота |
спекаемого |
Два раза в смену |
|
|||
слоя |
|
|
|
|
|
|
Температура |
сушки, |
Не |
реже чем |
через |
||
подогрева и зажигания |
|
каждые 2 ч |
|
|||
Температура |
отходя |
Два раза в смену |
||||
щих газов в пылеосади |
|
|
|
|||
тельной камере |
|
|
|
|
||
Разрежение |
в вакуум- |
Не |
реже чем |
через |
||
камерах |
|
|
|
каждые 2 ч |
|
|
Скорость |
|
движения |
Периодически |
|
||
палет |
|
|
|
|
|
|
Производительность |
и |
Один раз в смену |
||||
выход возврата |
|
|
|
|
||
Расход газа или жид |
При сдаче смены |
|
||||
кого топлива |
|
|
|
|
|
Масштабная линейка и визуально
Масштабная линейка
Термопары с само пишущим электронным потенциометром
То же
Тягомеры или U-образ- ные манометры
Секундомер
Мерная емкость в 20— 30 л
Счетчик
производства контроль Технологический .6
|
|
|
Продолжение табл. 24 |
-sj |
Агрегат |
Проверяемый параметр |
Частота проверки |
Методика проверки и |
|
инструмент |
|
Ленточные агломера ционные машины
Температура |
жидкого |
Через каждые 2 ч |
топлива |
|
|
Температура |
и состоя |
Не реже чем через |
ние бруса — аглопорита |
каждые 2 ч |
|
или массы аглопоритово- |
|
го гравия
•
Агломерационные ма |
Высота |
спекаемого |
При каждом спекании |
|
шины |
периодического |
слоя шихты, температу |
|
|
действия |
|
ра зажигания и отходя |
|
|
|
|
щих, газов, разрежение в |
|
|
|
|
периоды |
зажигания и |
|
|
|
спекания |
|
|
Технический термометр
Термопара с милли вольтметром
То же, что и для ма шин непрерывного дей ствия
Расход газа или жид |
При сдаче смены |
То же |
кого топлива |
|
|
Температура жидкого |
Через каждые 2 ч |
» |
топлива |
|
|
аглопорита Производство .III Глава
7. Основные свойства аглопорита |
175 |
добавок, шихты и готовой продукции и цеховой контроль технологических режимов по отдельным переделам производства.
Периодичность и место отбора проб, вид определений при лабораторном контроле производства аглопорита приведены в табл. 23, а при цеховом контроле — в табл .24.
7. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АГЛОПОРИТА
Свойства аглопоритового щебня
Аглопоритовый щебень (зерна неправильной формы с открытыми порами на их поверхности) представляет собой пористую стекловидную массу (показатель пре ломления 1,576), в состав которой входят кристаллы ис ходного сырья и новообразованные тонкоигольчатые кри сталлы муллита, включения магнетита, значительное ко личество кварца, часто с оплавленными поверхностями, а также новообразования типа анортита. Поры в основ ном круглые, иногда удлиненные или неправильной фор мы, что связано с особенностями их образования (вслед ствие удаления свободной и химически связанной воды, выгорания горючей части, частичного вспучивания рас плава, контактного спекания и образования межзерновой пустотиости и прососа воздуха сквозь размягченную мас су). Размер открытых пор не превышает 2 мм, а закры тых, как правило правильной формы,— до 0,5 мм.
Ниже приведены |
средние |
показатели |
|
основных |
|
свойств аглопоритового щебня, |
выпускаемого |
отечест |
|||
венными заводами. |
|
|
|
|
|
Плотность............................................... |
|
2,45—2,55 г/см3 |
|||
Объемная |
насыпная масса фракции: |
|
|
|
|
20—40 |
м м .................................... |
|
450—570 кг/м3 |
|
|
5—10 |
» |
|
460—860 |
» |
|
Средняя объемнаянасыпная масса . |
676 кг/м3 |
|
|
||
Объемная |
масса зерен |
(вкуске) . . |
1,32 т/м3 |
|
|
Прочность при сдавливании в ци |
|
|
|||
линдре |
................................................ |
|
1,22 МПа |
|
|
|
|
|
(по ГОСТ 11991-66 |
||
|
|
|
0,4—1,2 МПа) |
|
|
Водопоглощение................................. |
|
18—30% |
(по |
ГОСТ |
|
Потеря массы при прокаливании . . |
0,5—1% |
||||
|
|
|
11991—66 |
не |
более |
3%)
176 |
Глава III. Производство аглопорита |
|
Аглопорит характеризуется сравнительно большой |
морозостойкостью. Так, после 100 циклов попеременного
замораживания и оттаивания он теряет от 6 |
до 16% мас |
|||||
сы, а после 15 циклов — от 1 до 2% |
(по ГОСТ |
11991 — |
||||
66 — не более 1 0 %). |
|
аглопорита, в |
за |
|||
Коэффициент |
теплопроводности |
|||||
висимости от |
его |
зернового состава, |
от |
0 ,1 2 |
до |
|
0,26 Вт/(м-°С), что отвечает требованиям СНиП. |
|
|||||
На аглопоритовом |
щебне получают легкие |
бетоны |
||||
марок 50—400 и больше с объемной |
массой соответст |
венно от 900—1000 до 1800 кг/м3 при расходе цемента, не превышающем требований норм (от 200—220 до 400— 450 кг/м3 для марок соответственно от 75 до 300).
Аглопоритобетон характеризуется следующими свой ствами: водопоглощение — до 2 0 % по массе; коэффици ент размягчения — 0,8—0,95; модуль упругости — 6000— 13 000 МПа. Значения коэффициентов теплопроводности аглопоритобетона при объемной массе от 10 0 0 до 1400 кг/м3 колеблются от 0,3—0,5 Вт/(м-°С) в сухом со стоянии до 0,4—0,65 Вт/(м-°С) в увлажненном состоя нии, что соответствует нормам СНиП.
Особенно эффективен аглопорит для конструктивно го бетона, так как большинство его разновидностей поз воляют получать бетоны марки 300 и более.
Свойства аглопоритового гравия из золы ТЭС
В зависимости от вида угля и условий его сжигания, химического и минералогического состава его неоргани ческой части и режима термической обработки сырцовых зольных гранул аглопоритовый гравий характеризуется объемной насыпной массой от 500 до 800 кг/м3 и прочно стью в цилиндре от 1,5 до 3,5 МПа.
Некоторые физико-механические свойства аглопори тового гравия из золы ТЭС и легких бетонов на его ос нове приведены ниже:
Плотность.......................................................... |
|
2,29—2,56 г/см3 |
|
Объемная насыпная масса: |
|
|
|
фракции |
10—20 м м .................................. |
510—790 |
кг/м3 |
» |
5—10 » .................................. |
490—750 |
> |
7. Основные свойства аглопорита |
177 |
Объемная масса зерен (в куске):
фракции |
10—20 м м |
.................................. |
|
0,99—1,51 |
г/см’ |
||||
|
» |
|
5—10 |
» ................................... |
|
|
1,01—1,35 |
» |
|
Объем межзерновых пустот: |
|
|
|
||||||
фракции |
10—20 мм . |
........................ |
40,6—48% |
|
|||||
|
» |
|
5—10 |
» ................................... |
|
|
42,8—44,5% |
||
Пористость зерен: |
|
|
|
|
|
||||
фракции 10—20 м м .................................. |
|
|
36,5—59,3% |
||||||
|
» |
|
5—10 |
» ................................... |
|
|
44,5—58,5% |
||
Водопоглощение: |
|
|
|
|
|
||||
за |
|
1ч |
фракции |
10—20 ....................м м |
12,6—25% |
|
|||
» |
|
1 » |
|
» |
5— ....................10 |
» |
19,5—36,7% |
||
» |
48 » |
|
» |
10—20 .................... |
» |
15,6—33% |
|
||
» |
48 » |
|
» |
5—10 .................... |
» |
22,8—43,8% |
|||
Прочность при сдавливании в цилиндре: |
|
|
|||||||
фракции |
10—20 м м ................................. |
|
|
1,26—3,35 МПа |
|||||
|
» |
|
5—10 |
» ................................... |
|
|
1,4—2,94 |
» |
|
Потеря массы: |
|
|
|
|
|
|
|||
при |
прокаливании................................. |
|
|
0,16— 1,16% |
|||||
при |
силикатном распадефракции: |
|
|
||||||
|
|
10—20 |
м м ........................................... |
|
|
|
0,25—2,5% |
|
|
|
|
5—10 |
» ........................................... |
|
|
|
0,9—2,5% |
|
|
при железистом распаде: |
|
|
|
||||||
|
|
фракции 10—20 ........................м м |
|
0,29—2% |
|
||||
|
|
» |
|
5 -10 ............................. |
» |
|
0,9—4,1% |
|
|
после испытания в растворе ЫагБСЦ . |
0,8—2,1% |
|
|||||||
после 15 циклов |
М .............................р з |
|
2,8—4,5% |
|
|||||
Коэффициент |
|
формы |
з е ........................р е н |
1,2— 1,4 |
|
||||
Марка |
|
б е т о н а ............................................... |
|
|
|
75—400 |
|
||
Объемная масса бетона................................. |
бетона |
Ю50—1800 кг/м’ |
|||||||
Расход цемента на 1 |
м3 ................... |
200—400 кг |
Аглопоритовый гравий из золы ТЭС по сравнению с керамзитовым гравием и аглопоритовым щебнем, т. е. искусственными заполнителями, технология и свойства которых проверены практикой производства и примене ния, имеет некоторые особенности.
Прочность (при испытании в цилиндре) аглопоритового гравия в несколько раз превышает предусмотрен ную стандартом на аглопоритовый щебень, но меньше, чем прочность керамзитового гравия тех же марок по объемной насыпной массе. Последнее подтверждается также сравнением прочности при сжатии отдельных зе рен аглопоритового и керамзитового гравия (табл. 25).
12—252
178Глава III. Производство аглопорита
Та б л и ц а 25. Показатели физико-механических свойств отдельных зерен гравиеподобных заполнителей
Показатели
|
Аглопоритовы# |
гравий |
|
|
Керамзитовый |
||
|
|
|
|
|
|
гравий |
|
|
|
|
|
|
|
| |
бескудниковский |
иркутский |
черепетский |
троицкий |
фрунзенский |
воркутинский |
ленинградский |
батракский |
Предел |
проч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности при сжатии, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
МПа: |
|
|
4,6 |
|
|
3,7 |
3,2 |
10.1 |
9,3 |
4,7 |
|
целых зерен |
4,6 |
4,5 |
|||||||||
со |
снятой по |
4,7 |
4,5 |
4,5 |
3,9 |
3,0 |
7,0 |
4,8 |
2,5 |
||
верхностной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Объемная |
масса |
1280 |
1610 |
1450 |
1540 |
970 |
1070 |
1202 |
810 |
||
зерен, кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я : 1. |
Заполнитель |
назван по |
месту |
нахождения |
|||||||
ТЭС или керамзитового завода. |
|
керамзитового |
гравия |
(в ци |
|||||||
2. По ГОСТ 9758—68 прочность |
|||||||||||
линдре) фракции 10—20 мм (МПа): |
ленинградского — 5,3, батрак- |
||||||||||
ского — 4,1, |
бескудниковского— 1,8; |
объемная |
насыпная |
масса |
|||||||
(кг/м3); |
ленинградского — 600, |
батракского — 656, |
бескудниковско |
го — 500.
Меньшая прочность аглопоритового гравия объясняется различной структурой этих заполнителей: у керамзитово го гравия она ячеистая, у аглопоритового гравия из зо лы — зернистая. В керамзитовом гравии наблюдаются в основном мелкие закрытые поры округлой формы, в аг- лопори-товом гравии — сообщающиеся между собой до вольно крупные поры различной формы чередуются с твердыми зернами, контактно склеенными между собой. На поверхности зерен керамзитового гравия имеется тонкая малопористая остеклованная корка. Поверхность же зерна аглопоритового гравия по пористости мало от личается от основной его массы. Остеклованная корка ке рамзита, как показали результаты исследований*, ока-
* Выполнены под нашим руководством канд. техи. наук Т. Б. Арбузовой.
7. Основные свойства аглопорита |
ITS |
зывает влияние на прочность зерна в целом, что доказа но сравнением результатов испытания на сжатие целых зерен и зерен со снятым поверхностным слоем. Из дан ных табл. 25 следует, что прочность зерен аглопоритового гравия в обоих случаях, т. е. со снятым и без снятого верхнего слоя, оказалась практически одинаковой, тогда как прочность целых зерен керамзитового гравия почти в 2 раза превысила прочность зерен без корки.
Различие в структуре аглопоритового и керамзитово го гравия можно объяснить особенностями процесса их порообразования. У аглопоритового гравия поры, как бы ло показано, образуются вследствие выгорания органи ческих и горючих веществ, испарения воды, контактного спекания и прососа воздуха сквозь пиропластичную массу. Таким образом, в процессе порообразования объ ем исходных зерен практически не изменяется. У керам зитового же гравия этот процесс происходит главным образом вследствие вспучивания пиропластичного рас плава газами, выделяющимися из него в процессе обжи га со значительным увеличением первоначального объе ма сырцовых гранул.
Результаты исследований дифференциальной порис тости указанных заполнителей методом ртутной порометрии подтвердили, что в структуре аглопоритового гравия присутствуют более крупные поры, чем в керам зитовом. Для керамзитового гравия максимум приходит-
О
ся на поры радиусом 1500—3500 А, а для аглопоритово го гравия— на более крупные поры радиусом более
О)
25 000 А. Средний статистический диаметр пор керамзи-
О
тового гравия составил всего (7—8 ) 103 А, а аглопорито вого— (10—11) 103 А.
Однако степень однородности структуры, характери зуемая коэффициентом изменчивости, у аглопоритового гравия оказалась выше, чем у керамзитового. Отсюда и большая однородность аглопоритового гравия по объ емной массе, что, как известно, связано с особенностями технологии: термическая обработка сырцовых зольных гранул протекает в неподвижном слое, изменения объе ма зерен практически не наблюдаются; термическая же обработка сырцовых глинистых гранул в производстве
12*
180 |
Глава III. Производство аглопорита |
керамзита происходит в подвижном слое, зерна подвер гаются термической обработке неодинаково, и, естествен но, по-разному изменяется их первоначальный объем. Все это приводит к большому разбросу показателей объемной массы зерен керамзитового гравия.
Данные о фазовом составе аглопоритового гравия, полученные при изучении прозрачных и полированных шлифов под микроскопом приведены в табл. 26. Основ ными фазовыми составляющими являются аморфизованное глинистое вещество и стекло (60—70%), а также кварц (15—30%).
Т а б л и ц а 26. Фазовый состав аглопоритового гравия, %
Аглопоритовый
гравий
Иркутский
Фрунзенский
Воркутинский
Троицкий
Черепетский
Аморфнзованное глинистое веще ство + стекло |
Кварц |
Полевые шпаты |
Муллит |
Гематит |
Шпинель |
|
i |
|
|
|
|
66 |
22 |
3 |
5 |
4 |
_ |
71 |
14 |
5 |
3 |
5 |
2 |
68 |
20 |
4 |
3 |
4 |
1 |
65 |
23 |
3 |
5 |
3 |
1 |
62 |
20 |
6 |
5 |
5 |
2 |
Результаты исследования химической стойкости агло поритового гравия из золы ТЭС (табл. 27) указывают на его стойкость в кислой среде.
На основе аглопоритового гравия из золы ТЭС были получены легкие бетоны марок 75—100 с объемной мас-
Т а б л и ц а 27. Стойкость аглопоритового гравия в кислотах
|
|
Кислотостойкость — потеря массы, |
% |
||
|
по гост |
|
через 100 сут |
пребывания |
|
гравий |
|
в H2SOt |
в НС1 |
||
|
473.1—72 |
|
|
|
|
|
|
5 н |
0,05 н |
5 н |
0,05 н |
Иркутский |
98 |
97,8 |
99.8 |
98,8 |
99.5 |
Фрунзенский |
93 |
92,2 |
99.8 |
95 |
99.5 |