Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Денисов А.С. Теплоизоляционные жаростойкие торкрет-массы на основе вермикулита

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.34 Mб
Скачать

Рис. 15. Номограммы «состав — свойство» для композиции № 3 после обжига при 1000°С

а — для предела прочности

при сжатии в кгс/см--

б — для

предела проч­

ности при изгибе в кгс/см2;

в — для объемной

массы в

кг/м2- г — для

суммарной усадки в %

 

 

 

35

 

30

24

18

12

 

вссчинулит,-----

ш п и и е р о п

ОдрооотамныО

 

 

шпияерогл

 

 

Рис. 16. Номограммы «состав — свойство» для композиции

№ 4 после обжига при 1000°С

а — для предела прочности при сжатии, в к г с / с м б — для предела прочности при изгибе в кгс/с.н2; в — для объемной массы в кг/м3- г — для суммарной усадки в %

нсупроч*нн&й

неупрочненный

3epпинуnui----7

иеупрочненньш

Рис. 17. Номограммы

«состав— свойство»

для композиции

№ 5

после обжига при 600°С

сжатнн в

кгс/см-;

6 — для

предела

проч­

а — для

предела прочности при

ности

при изгибе в

кгс/см2;

в — для

объемной массы

в кг/м3; г

для суммарной усадки в %

бврпикупит ••••••

берпикупит ~~~~

неупрочненныи

неупроѵменньш

Рис.

18. Номограммы

«состав — свойство»

для

композиции

№ 6 после обжига при 1000°С

 

 

предела

а — для предела

прочности

при сжатии в кгс/смг; б — для

прочности при изгибе в

кгс/смг\ а—для объемной

массы

в

кг/м3; г

для

суммарной

усадкн

в

%,

 

 

 

изгибе данной композиции (рис, 13, а и б). Согласно рис. 13, о, пре­ дел прочности данного состава при сжатии составляет 20 кгс/см2, а определенный при помощи рис. 13,6 предел прочности при изгибе находится между 10 и 15 кгс/см2. Для более точного вычисления предела прочности при изгибе через точку М проводим прямую, приблизительно перпендикулярную изолиниям, соответствующим прочностям 10 и 15 кгс/см2. Определяем графическим способом размеры отрезков AM и МВ. Зная величину их отношения, а также то, что сумма этих отрезков соответствует градиенту прочности, равному 15—>10=5 кгс/см2, находим значение отрезка AM и при­ плюсовываем его к 10 (либо находим значение отрезка МВ и вы­

читаем его из 15). Отношение

AM: МВ равно

1 :2,

а

величина

от­

резка AM составляет 5: (2 + 1 ) 1 =

1,67.

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда предел

прочности

при

изгибе

для

данного

состава

ра-

• вен: іи -і-і,о /=(Ш,о/

кгс/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 19.

Изменение

технических

 

 

характеристик слоя в зависимости

 

 

от температуры обжига

 

сжа­

 

 

1 — относительная прочность при

 

 

тии или изгибе для массы на глино­

 

 

земистом

цементе; 2 — то

же, на

сме­

 

 

шанном

вяжущем;

з — усадка

для

 

 

массы на

глиноземистом

цементе и

 

 

упрочненном

вермикулите;

4 — то

же,

 

 

на

неупрочненном вермикулите; 5 — то

 

 

же,

на неупрочненном

вермикулите и

 

 

смешанном

вяжущем

 

 

 

 

Рис. 20. Потеря влаги гидратирбванным глино­ земистым цементом при повышении температуры

Учет режима эксплуатации слоя. Приведенные на рис. 13—18 номограммы характеризуют свойства торк­ рет-масс после их обжига при температуре 600°С. В тех случаях, когда рабочая температура слоя отличается от той, при которой проведено определение характерис­ тик, сравнительную оценку усадки и прочности обож­ женного слоя следует рассчитывать при помощи графи­ ков (рис. 19).

Основной причиной изменения объемной массы слоя при повышении температуры обжига является удаление воды, связанной гидратированным глиноземистым це­ ментом, и снижение величины остаточного водоцемент­ ного отношения. Остаточное водоцементное отношение

б&

(ВЩ) при изменении температуры службы слоя может быть определено при помощи графика (рис. 20) либо при помощи корреляционного уравнения:

ЩВ = 0,0383/—1,64,

(5)

где ЩВ — остаточное цементоводное отношение; / — рабочая тем­ пература слоя п °С (в пределах 90—800°С).

По этому уравнению ВЩ -оценивают с доверитель­ ным интервалом ±0,025 при 95%-ной вероятности. При температурах 800°С и выше остаточное ВЩ практиче­ ски равно нулю.

Объемная масса для рабочего диапазона темпера­ тур может быть рассчитана по остаточному ВЩ и ве­ совому содержанию цемента по следующей формуле:

 

Ya='Yi ( 100/Д+Уо) /( 100/Д + У ,),

_

(6)

где уI,

уз — объемная

масса торкрет-слоя соответственно

после

сушки

и после обжига в кг/яі3; У,, У2 — остаточное

В/Ц соответст­

венно

после сушки и

после обжига торкрет-слоя;

Ц — весовое со­

держание цемента в сухой смеси в %.

 

 

Величина объемной массы, рассчитанная по уравне­ нию (6), имеет тот же доверительный интервал, что и

исходная (базовая)

оценка.

ки

Эксплуатационные параметры сооружаемой футеров­

(коэффициент

теплопроводности, огнеупорность

и

др.) достигаются

использованием в проектируемых

составах соответствующих заполнителей в сочетании с жаростойким вяжущим, которые не образуют эвтектиче­ ских смесей.

Для сочетании керамзита или шамота с вермикули­ том и глиноземистым цементом на рис. 21 приведены термограммы ДТА до 1000°С. Следует отметить, что эффекты,. наблюдаемые на термограммах, характерны для теплоизоляционных материалов и бетонов на гли­ ноземистом цементе. Отсутствие в исследуемой массе фазовых переходов обусловливается применением в качестве заполнителей материалов, уже прошедших термическую обработку, что является положительным фактом. Об отсутствии фазовых переходов в торкретслое при его длительном обжиге свидетельствует также стабилизация величин прочностных характеристик уже после 15—20 ч (рис. 22).

3 -2419

65

Эксперименты показали (табл. 15), что торкрет-мас­ сы на основе вермикулита обладают достаточно хоро­ шими эксплуатационными характеристиками в широком диапазоне температур.

Главной эксплуатационной характеристикой тепло­ изоляционных материалов является коэффициент тепло-

Рис. 21. Термограммы (ДТА)' для различных составов

I — глиноземистый цемент : верми­ кулит : огиеупорная глина : керам­

зит

(4 3:30:7:20); 2 — глиноземис­

тый

цемент: вермикулит : огнеупор­

ная

глина

(50:30:20); 3 — глинозе­

мистый

цемент : огнеупорная гли­

на

; керамзит (50:20:30); 4 — глино­

земистый

цемент : шамот: верми­

кулит

(43:30:27)

Рис. 23.

Зависимость

коэф­

фициента

теплопроводности от

средней температуры и

объем­

ной массы торкрет-слоя

 

Рис.

22.

Изменение

относи­

тельной

прочности

торкрет-

слоя

в

зависимости

от про­

должительности обжига

проводности, который, как известно, зависит от объем­ ной массы изоляции и ее средней температуры (рис. 23). Влияние же сос­ тава и комбинаций комтю- •нентов на величину коэф­ фициента теплопроводности может сказаться только че­ рез изменение объемной массы торкрет-слоя на ос­ нове вермикулита.

Теплопроводность тепло­ вой изоляции определяется не только теплопровод­ ностью основного материа­ ла, но и теплопровод­ ностью газовой среды, за­ полняющей внутреннее по­ ровое пространство изоля­ ции. Изменение давления и

состава газовой

среды,

в

которой работает

тепло-

вал

изоляция, не

влиіяет

на

теплопроводность

основ­

ного

материала,

но

может

изменить теплофизиче-

скпе

характеристики

газа,

заполняющего внутреннее

поровое пространство, и, следовательно, изменить об­ щую теплопроводность изоляции. При этом повышение давления окружающей газовой среды оказывает значи­

тельно

меньшее влияние

 

 

 

 

на

теплотіроводность

га­

 

 

 

 

зовой

среды

по

сравне­

 

 

 

 

нию с изменением

тепло­

 

 

 

 

проводности, вызваииым

 

 

 

 

изменеиием химического

 

 

 

 

состава

газа,

окружаю­

 

 

 

 

щего тепловую изоляцию

 

 

 

 

и

замещающего

воздух,

 

 

 

 

заполнявший

поры.

Так,

 

 

 

 

например, замена

возду­

 

 

 

 

ха в порах материала во­

Рис. 24. Линейное

расширение

дородом,

имеющим в 4 ра­

торкрет-слоя

на

основе

верми­

за

больший коэффициент

кулита

 

 

 

 

коэффициент

теп­

теплопроводности

[22], увеличивает

лопроводности тепловой изоляции, имеющей объемную массу 500—900 кг/м3, соответственно на 50—30%.

Т а б л и ц а 15

Огнеупорность и температурная деформатнвность торкрет-масс

Температура в ’С деформации при

 

 

 

нагрузке

 

JÄ компози­

Огнеупорность

 

 

 

ции

и С

начала

•1 -НОft

20%-пой

 

 

 

 

деформации

деформации

деформации

1

1230

890

950

1000

2'

1310

1080

1210

1250

 

1380

1180

1280

1320

4

1320

1100

1230

1250

5

1250

870

950

980

■ 6

1350

1140

1250

1300

7

910

780

820

880

П р и м е ч а н и е . 'Композиция № 7 составлена из врученного вермикулита, керамзита и отвердителя (кремнефторнстып натрий), затворенных растворимым натриевым стеклом.

Увеличение температуры службы торкрет-массы од­ новременно с изменением величины коэффициента теп­ лопроводности изменяет и - величину коэффициента линейного расширения (рис. 24).

В заключение необходимо отметить, что для приго­ товления торкрет-масс могут быть использованы мате­ риалы, характеристики которых отличаются от харак­ теристик материалов, использованных для построения описанных графиков и математических моделей. Поэто­ му эти графики и модели в каждом конкретном случае должны быть откорректированы путем испытания конт­ рольных образцов, изготовленных способом торкретиро­ вания.

Г л а в а III

ПРИГОТОВЛЕНИЕ И НАНЕСЕНИЕ СПОСОБОМ СУХОГО ТОРКРЕТИРОВАНИЯ МАСС НА ОСНОВЕ ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА

Г~j риготовление теплоизоляционных торкрет-масс. * 'Специфичность требований, предъявляемых как к компонентам торкрет-масс, так и к самой массе, а так­ же необходимость обеспечения высокой точности дози­ рования составляющих и надежного контроля за их качеством делают предпочтительным изготовление тор­ крет-массы в заводских условиях. При этом предпола­ гается подача на строительную площадку готовой смеси компонентов. Однако в настоящее время в нашей стра­ не не существует специализированных заводов или це­ хов по приготовлению готовой сухой теплоизоляционной торкрет-массы, поэтому организации, использующие торкрет-массы, вынуждены разрабатывать технологиче­ ские схемы приготовления масс в условиях строитель­ ной площадки:

Технология приготовления торкрет-масс заводским способом предусматривает (схема 3) следующие основ­ ные операции: подготовку сухих компонентов; их дози­ рование и смешение; упаковку готовой массы [24].

Подготовка вермикулйта включает обжиг вермику­ литовой руды, отделение вспученного вермикулита от

В ермнкулнгсиая

Комовая

Порош кообраз-

Керамзитовый

руда

глина

ное вяж ущ ее

гравий (бой

 

 

 

ш амотны х и з­

 

 

 

делий)

Обжиг

Прпготоиле-

 

Дробление

I

пне ш ликера

 

 

Обогащение

I

 

Отсев пыли и

I

Ф

 

ф ракции > 5 мм

 

 

 

І_>. Дозирование

 

 

 

Ф

 

Сушка

П еремеш ивание

 

 

Ф

Отсев комков

\

Сушка

Ф

Д озирование

Ф

П еремеш ивание

ф

Затаривание, хранение

Схема 3

невспучеииых частиц породы и упрочнение вспученного вермикулита клеящим материалом (глиняным шлике­ ром). Изучение физико-механических свойств торкретмасс на основе вспученных вермикулитов различных -месторождений показало, что наилучшими свойствами обладают массы на основе вспученного вермикулита Потанинского месторождения. Руда этого месторожде­ ния обладает мелкокристаллическим строением и дает при вспучивании до 95% вермикулита наиболее при­ годной для приготовления торкрет-масс средней фрак­ ции (размер зерен от 0,6 до 5 мм). При использовании средней фракции вермикулита, например, из руды Ковдорского месторождения была получена торкрет-масса, имевшая после нанесения значительно большую объем­ ную массу при тех же прочностных показателях.

Доставляемая на склады завода вермикулитовая руда имеет относительно высокую влажность: мелкие фракции (фракции, составляющие до 90% смеси фрак­ ций руды Потанинского месторождения) могут содер­ жать до 50% влаги [15]. Это значительно увеличивает

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ