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

10 Введение

получаемые дроблением боя кирпича и других пористых керамических изделий.

К искусственным специально изготовляемым пори­ стым заполнителям относятся:

керамзит (в виде гравия, щебня и песка) и его раз­ новидности (шунгизит, зольный гравий и глинозольный керамзит, вспученные аргиллит и трепел), получаемые обжигом со вспучиванием во вращающейся печи и печи кипящего слоя подготовленных гранул (зерен) из глин, глинистых сланцев, в том числе шунгитсодержащих, кремнеземистых опаловых пород, золы-уноса или золо­ шлаковой смеси ТЭС и др.; в отдельных случаях керам­ зитовый песок получают дроблением и рассевом крупных фракций керамзита и его разновидностей (более 40, а иногда и 20 мм) или спёкэв (сваров);

аглопорит — сыпучий пористый материал щебнеили гравиеподобной формы; это продукт контактного спека­ ния на решетках агломерационных машин подготовлен­ ных гранул (зерен) песчано-глинистых пород, трепелов и других алюмосиликатных материалов, а также глинис­ тых углесодержащих пород (отходы от обогащения уг­

щебнеподобной или округлой формы, получаемая поризацией расплава шлака металлургического и химическо­ го производства;

гранулированный шлак — сыпучий пористый мелко­ зернистый материал, производимый путем быстрого ох­ лаждения расплава шлаков металлургического и хими­ ческого производств;

вспученный перлитовый щебень и песок — сыпучий пористый материал, получаемый обжигом со вспучива­ нием подготовленных зерен из вулканических водосо­ держащих пород (перлита, обсидиана и др. водосодер­ жащих вулканических стекол) во вращающейся печи и печи кипящего слоя;

вспученный вермикулит, получаемый обжигом подго­ товленных из природных гидратированных слюд зерен.

Кроме того, к искусственным заполнителям следует также отнести так называемый термолит — обожженные без вспучивания щебень или подготовленные гранулы из

кремнистых опаловых пород— диатомита, трепела, опо­

ки И Т . п.

Пористые щебень и песок из горных пород, отходов промышленности и специально изготовленных заполни­ телей получают рассевом, иногда после предварительно­ го дробления.

В соответствии с ГОСТ 9757—73, пористые заполните­ ли классифицируют по следующим физико-техническим свойствам.

По форме и характеру крупных зерен (5—40 мм) различают гравиеподобные (гравий) и щебнеподобные (щебень) заполнители. Гравиеподобные характеризуют­

ботки. Щебнеподобные получают главным образом дроблением исходного природного сырья или термически обработанного материала; они имеют угловатую (непра­ вильную) форму и шероховатую (ноздреватую) поверх­ ность. В отдельных случаях их получают обжигом фрак­ ционированной крошки.

По крупности зерен заполнители делят на следующие фракции:

По объемной насыпной массе (в кг/м3) щебень, гра­ вий и песок, высушенные до постоянной массы, делят на

12 Введение

Т а б л и ц а 1. Взаимосвязь марки пористого заполнителя по прочности с его прочностью при сдавливании

в цилиндре

при данной объемной массе, зерновому составу, форме зерен, долговечности.

Производство искусственных заполнителей начало развиваться сравнительно недавно: керамзита с 1957 г., шлаковой пемзы с 1958 г., аглопорита с 1959 г. и вспу­ ченного перлита с 1960 г. В 1965 г. в СССР насчитыва­ лось уже 105 предприятий, выпустивших около 7 млн. м3 этих заполнителей; к началу 1973 г. число предприятий превысило 180, а продукции произведено около

14 млн. м3.

За последнее время начинает развиваться производ­ ство искусственных заполнителей из шунгитовых слан­ цев, золы и шлака ТЭС, трепельных пород и отходов уг­ леобогатительных фабрик.

С учетом технико-экономических показателей произ­

ваться в первую очередь на использовании этих отходов. В районах металлургической и некоторых отраслей хи­

производство щебня, гравия и песка из шлаковой пем­ зы; в районах угольных бассейнов — щебня и песка из аглопорита на основе отходов углеобогатительных фаб­ рик; в районах расположения тепловых электростан­ ций— аглопоритового гравия, щебня и песка, зольного гравия и глинозольного керамзита, а также безобжигового зольного гравия. Общее количество отходов произ­ водств указанных отраслей промышленности превышает

венных заполнителей из местного природного сырья (глинистые и сланцевые породы, трепелы и диатомиты, вулканические стекла).

Из всех разновидностей искусственных заполнителей наибольшее развитие получил керамзитовый гравий (свыше 160 предприятий). Остальные виды искусствен­

промышленности пористых заполнителей не имеет науч­ ных и экономических обоснований. Гипростром (Киев) разработал прогноз научно-технического прогресса

структурный недостаток и, кроме того, предусматрива­ ется обязательное производство также пористых песков.

Производство изделий для ограждающих конструк­ ций эффективно при применении наиболее легких запол­ нителей (либо, как было указано, заполнителей, харак­ теризующихся наименьшим коэффициентом теплопро­ водности) : керамзитового гравия и песка (из высоковспучивающихся глинистых пород, шунгитовых сланцев

пемзы и легких разновидностей природных пористых по­ род (пемза).

Для изготовления изделий для несущих конструкций, а также инженерных сооружений более целесообразно использовать аглопоритовый щебень из глинистых пород,

золы ТЭС и отходов углеобогатительных фабрик, аглопоритовый гравий из золы ТЭС, щебень из шлаковой пемзы, обожженные трепелы и диатомиты, щебень из вспученных сланцев, некоторые виды легковесных гор­ ных пород (туфы), керамзитовый гравий из слабовспучивающихся глинистых пород (при соответствующих тех­ нико-экономических обоснованиях).

Дальнейшее повышение экономической эффективно­ сти легкобетонных изделий и конструкций связано с уменьшением их массы и расхода цемента, что может быть достигнуто путем улучшения качества заполнителей (уменьшения объемной насыпной массы, увеличения прочности и применения оптимального зернового соста­ ва). Следует стремиться производить из данного сырья более легкие и более прочные заполнители, желательно округлой формы с мелкими равномерно распределенны­ ми порами. Это решающее условие повышения экономи­ ческой эффективности производства и применения искус­ ственных заполнителей.

Г Л А В А I

НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОИЗВОДСТВА ИСКУССТВЕННЫХ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

1. СЫРЬЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЕГО ПОРИЗАЦИИ

Все виды искусственных пористых заполнителей по­ лучают скоростной термической обработкой исходного силикатного сырья, доведенного до пиропластического состояния. Для производства таких заполнителей при­ меняют сырье и отходы промышленности, перерабатыва­ емые различными технологическими приемами.

Организации производства искусственных пористых заполнителей всегда предшествуют тщательные лабора­ торные и производственные испытания и выбор исходно­ го сырья.

Общая номенклатура природного сырья и побочных продуктов промышленности, используемых в производ­ стве искусственных пористых заполнителей, приведена

втабл. 2.

Взависимости от вида исходного сырья его поризацию осуществляют вспучиванием массы газообразными продуктами, выделяющимися в процессе термической об­ работки полуфабриката, или газо- и парообразными про­ дуктами, вводимыми в исходное сырье извне, а также за счет выгорания органических примесей и добавок. При производстве заполнителей основополагающим является один из перечисленных факторов образования пористой структуры материала. При производстве аглопорита важнейшее значение имеет контактное спекание отдель­ ных зерен исходного сырья.

Получение пористых заполнителей связано со сле­ дующими основными условиями.

При производстве керамзита и его разновидностей, аглопорита, а также вспученного перлита основная часть исходного сырья должна переходить в расплав при температуре не более 1250° С. При получении шла­ ковой пемзы температура расплава должна быть не ни­ же 1250°С.

Расплав должен характеризоваться определенной вязкостью, значение которой зависит от вида получае­ мого пористого заполнителя, количества выделяемых или вносимых в расплав и удерживаемых в пиропластиче-