книги из ГПНТБ / Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров

Термостойкость камнелитых изделий низкая, что объясняется в основном малым коэффициентом термического расширения в со­ четании с низкой теплопроводностью.

Монтаж футеровки из камнелнтых изделий па конструкциях, предназначенных для транспортирования абразивных материалов,

6,8 тыс. руб.

Большая износостойкость изделий из каменного литья способ­ ствовала широкому их применению в качестве футеровки тран­ спортных устройств и других машин и механизмов, подвергаю­ щихся абразивному износу. Практика эксплуатации показала, что

футеровочного материала, его износостойкость и ударная проч­ ность до последнего времени были изучены недостаточно.

недавно. Обладая большой сопротивляемостью истиранию и повы­ шенной кислотостойкостью, он находит все более широкое приме­ нение для покрытий полов производственных помещений, а также для защиты различного рода оборудования и транспортных уст­ ройств (течки, желоба, грохота п др.) от абразивного износа дви­ жущимся сыпучим материалом.

Широкий ассортимент шлакоситалл'овых плит выпускают константиновские заводы Автостекло и нм. Октябрьской революции.

Шлакоситалловые плиты изготовляются прокаткой и прессо­ ванием. Лицевая поверхность плит может быть гладкой или спе­ циально рифленой. Плиты выпускают размером от 100X100 до 500X1000 мм в плане и толщиной 10, 20 и 30 мм.

2.СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ИСТИРАНИЮ

Внастоящее время для изготовления бункеров широко при­ меняется железобетон. Способность противостоять истирающим воздействиям в условиях бункерных установок у армированного

142

и неармированного бетона одного и того же состава практически одинакова. Известно, что износостойкость бетона определяется износостойкостью составляющих его материалов, т. е. износо­ стойкостью заполнителей и цементного камня.

В ходе исследований было проведено испытание различных материалов-заполнителей на износ в полочном барабане. Эти ис­ пытания заключались в изнашивании раздробленных кусков ма­ териала в барабане, вращавшемся со скоростью 2000 об/ч. По окончании опыта материал просеивали и определяли суммарный вес фракций, прошедших через сито с отверстиями размером

1,6 мм.

В качестве показателя износа принимали выраженное в процентах отношение веса фракций, прошедших через сито с от­ верстиями размером 1,6 мм, к весу загруженной в барабан пор­ ции исследуемого материала. Результаты испытаний материалов, применяемых в качестве крупного заполнителя бетона, на износ в полочном барабане следующие (%):

превосходит износостойкость гранитного щебня, широко применяе­ мого в качестве заполнителя для бетона. В естественном состоя­ нии кремневая галька представляет собой окатанные зерна круп­ ностью до 150—200 мм, но в таком виде она для приготовления бетона непригодна, поэтому должна быть раздроблена в щебень в молотковой дробилке.

Так как различные материалы, применяемые в качестве круп­ ного заполнителя для бетона, обладают существенно неодинако­ вой износостойкостью, естественно было предположить, что и бе­ тоны, изготовленные на основе этих заполнителей, также будут обладать разной износостойкостью.

Для проверки этого положения были изготовлены бетоны оди­ наковой прочности на крупных и мелких заполнителях из гранита, литого шлака, шамотного кирпича и кремневой гальки. Гра­ нулометрический состав заполнителей был одинаков: крупный за­ полнитель 5—10 мм, мелкий заполнитель 0,15—2,5 мм. Бетон из­ готовляли на портландцементе марки 500. Расход материалов на 1 м3 бетона был принят следующий: крупный заполнитель 757 л, мелкий заполнитель 323 л, цемент 488 кг. Водоцементное отношение было принято равным 0,35—0,4, а жесткость бетонной смеси по техническому вискозиметру — 90 сек.

143

Из бетона каждого состава изготовляли образцы: кубы раз­ мером ЮОХЮОХЮО мм для определения марки бетона, кубы раз­ мером 70,7X70,7X70,7 мм для испытания на круге истирания ЛКИ-2, плитки размером 150X150X40 мм для испытания на износ па пескоструйном аппарате [45].

Все образцы обрабатывали на лабораторном вибростоле с при-

проведенных при исследованиях износостойкости бетонов с запол­

На крут до начала испытания насыпали 20 г нормального Воль­ ского песка. После каждых 22 оборотов круг автоматически оста­ навливали, удаляли отработанный песок и подсыпали 20 г свеже­ го песка. После 110 оборотов круга (5 раз по 22 оборота) обра­ зец взвешивали вторично. За показатель износа образца прини­ мали потерю веса образца в граммах, деленную па площадь тре­ ния образца за 110 оборотов круга.

Общий вид пескоструйного аппарата, разработанного в Донец­ ком ПрометройНИИпроекте К. Д. Марковым, А. М. Гиржелем и И. И. Порошиным, показан на рис. 76. Примерно на такой же уста­ новке И. М. Елшин [31] исследовал износостойкость защитных по­ крытий гидротехнических сооружений.

Перед испытанием образцы-плитки взвешивали с точностью до 1 г и устанавливали в специальную рамку. Рамку с образцом по­

После того как весь песок из резервуара проходил через сопло, об­ разец-плитку вынимали и взвешивали повторно. Потерю веса об­ разца в граммах принимали за показатель износа.

144

Результаты испытании образцов бетона с различными заполни­ телями приведены в табл. 35.

Из табл, видно, что бетон, изготовленный с заполнителем из кремниевой гальки, показал наилучшие результаты при испыта­ нии на износ как на круге истирания, так 'и на пескоструйном ап­ парате.

Данные по износу образцов бетона на круге истирания Ак г/см2 и на пескоструйном аппарате Д„ г с износом в полочном барабане

роль в износостойкости бетона играет износостойкость растворной

части бетона.

Для проверки этого положения были 'изготовлены и испытаны [45] на пескоструйном аппарате образцы из раствора, имеющего предел прочности при сжатии 320 кгс/см2. Результаты этих испыта­ ний показали, что показатель 1Износа образцов из раствора на пес­ коструйном аппарате составлял 19,6 г. Если продолжить кривую на рис. 77, то можно сказать, что такой же показатель износа

имеет бетон на заполнителе, износ которого в барабане состав­ ляет примерно 28—30%. В данном случае износостойкость запол­ нителя и растворной части бетона примерно одинакова.

ского состава заполнителя. Приведенные исследования [26] пока­ зали, что при увеличении крупности заполнителя с 50 до 80 мм износостойкость бетона увеличивалась на 15%, а при увеличении крупности заполнителя до 150 мм — возрастала в два раза-

При одной и той же марке бетона увеличение процентного со­ держания крупного заполнителя приводит к увеличению износо­ стойкости бетона. Так, даже увеличение содержания гравия в бето­ не на 3% приводило к увеличению износостойкости бетона на 17%. Бетон со щебнем, как показала обработка экспериментальных дан­ ных, менее износоустойчив, чем бетон с гравием.

Согласно СНиП [55], наибольший размер зерен крупного запол­ нителя в бетонной смеси не должен превышать '/3 наименьшего размера конструкции. Толщина же бетонных плиток, применяе­ мых для защиты внутренних поверхностей бункеров от износа, колеблется в пределах 40—60 мм. В связи с этим в целях иссле­ дования влияния крупности заполнителя на износостойкость бето­ нов было решено испытать образцы бетонов, изготовленные с за­ полнителем из кремниевой гальки крупностью 10—20, 5—10 и 2,5—5 мм. В качестве мелкого заполнителя при изготовлении этих образцов бетона применялся горный мелкозернистый песок. Резуль­ таты экспериментов по исследованию влияния крупности заполни­ теля на износостойкость бетонов приведены в табл. 36.

Из данных таблицы видно, что наиболее износостойким ока­ зался бетон состава № 10, приготовленный из кремниевого щебня фракции 5—10 мм.

146

ведсиы па бетонах одинакового состава при шести различных зна­ чениях водоцементного отношения (В : Ц):

отношения износостойкость бетона уменьшалась. На рис. 81 пока­

Из данных таблицы видно, что плитки из каменного литья по сравнению со всеми остальными испытывавшимися материалами имели наименьший 'износ. Близкие значения показателя износа при испытании на круге истирания (коэффициент истираемости) были

149

приведены в конце предыдущего параграфа по данным работы [28] для шлакоситалла: 0,0217—0,0528 г/см2 (среднее значение

0,037 г/см2).

Относительные соотношения показателей 'износа по обоим спо­ собам при их сопоставлениях существенно отличаются. Для боль­

для плиток из каменного литья. Обозначив индексы относительной истираемости по результатам испытаний на круге истирания и на

Дп

где Дк и Дп — величины показателей износа при испытаниях соот­ ветственно на круге истирания и на пескоструйном

во всех случаях ниже результатов, полученных при испытании на круге истирания. Если для бетона с заполнителем из кремниевой гальки величина Ип была меньше Ик иа 7,5%, то для бетона с гранитным щебнем и для шамотного кирпича величина Ип была меньше в 2,5 раза, а для красного кирпича — в 3,3 раза.

Сравнительные испытания материалов на износ были прове­ дены также в полочном барабане. Испытаниям были подвергнуты плитки из каменного литья, образцы бетона с заполнителями из кремниевой гальки и гранитного щебня, а также красный кир­ пич. Плитки из каменного литья были взяты с гладкой поверх­ ностью размером 180X115X18 мм и шероховатые — большей толщины.

150

ток в барабане составил 1,8%, а остальных плиток колебался от 2,4 до 2,9%, средняя величина показателя износа составила

2,64%).

Результаты сравнительных испытаний материалов, а также зна­ чения индексов относительной истираемости Яб и Иа> по резуль­

ниями до первого знака после запятой.

теризует относительную истираемость в случае принятия за эталон

показателя для шероховатых плиток из каменного литья, а Яб — для гладких плиток. Величины указанных индексов подсчитаны из выражений

вычисленные по результатам испытаний в полочном барабане, то же существенно отличались от полученных по данным испытаний

151