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

продолжительность процесса вспучивания и резко сни­ жает производительность печи. Поэтому перед обжи­ гом руды в большинстве случаев целесообразно ее подсушивать. При небольшой начальной влажности ру­

нагревом до температуры, не превышающей 105°С. Нагрев (или сушка) до более высокой температуры приводит к частичному преждевременному обезвожива­ нию вермикулита и существенному снижению степени его вспучивания. Обычно для сушки вермикулитовой руды используют барабанные сушилки (например, СМ-147). Вермикулитовую руду целесообразно вспучи­ вать сразу после окончания сушки, не допуская ее охлаждения. Для обжига вермикулита применяют шахтные или трубчатые печи, позволяющие обжигать

В смеситель шликер подают после загрузки в него вермикулита и при его непрерывном перемешивании. Для предотвращения местного переувлажнения верми­ кулита н образования крупных комков переувлажнен­ ного вермикулита шликер должен подаваться через распылитель струями толщиной 2—3 мм. Количество шликера (так же, как и количество другого клеящего материала, например раствора карбокснметилцеллюлозы — КМЦ), необходимое для упрочнения вермикули­ та, примерно равно весовому количеству вспученного вермикулита. Вермикулит с клеящим материалом пере­ мешивают в течение 1,5—2 мин.

После смешения с клеящим материалом вермику­

образовавшиеся при местном переувлажнении комки и гранулы крупностью более 5 мм легко могут быть от­

ся качество обработанного вермикулита за счет допол­ нительной частичной грануляции мелких частиц и от­ дельных пластинок вермикулита. В конечном итоге это повышает характеристики защитного слоя.

Обработанный вермикулит можно сушить в сушиль­ ном агрегате любого типа, обеспечивающем достаточно высокую скорость и полноту сушки при одновременном предотвращении уноса высушенного материала тепло­ носителем и загрязнения его продуктами сгорания. Тем­ пература сушки не должна превышать температуры необратимой дегидратации глины или выгорания орга­ нического клеящего материала, а влажность высушен­ ного обработанного вермикулита-—0,5—1% по весу. Высушенный упрочненный вермикулит подают в рас­ ходный бункер-накопитель над смесителем готовой массы или используют в качестве компонента для при­ готовления торкрет-массы на строительной площадке.

Приготовление песка из керамзитового гравия или боя шамотных тяжеловесных или легковесных изделий включает дробление упомянутых материалов, их фрак­ ционирование и, в случае необходимости, сушку товар­ ной фракции.

Дробление керамзитового гравия чаще всего органи­ зуется по одноступенчатой схеме с использованием мо­ лотковой, отбойно-центробежной или валковой дробил­ ки, а дробление боя шамотных изделий, как правило, ведут по двухступенчатой схеме. При этом для первич­ ного дробления крупных кусков используют отбойно­ центробежную или щековую дробилку, а для вторично­ го дробления — молотковую дробилку. Объемная масса защитного слоя и его прочностные характеристики су­ щественно зависят от гранулометрического состава за­ полнителей и, в частности, от содержания в нем пыле­ видной фракции (зерна мельче 0,15 мм). Поэтому после дробления керамзитового гравия и, особенно, боя ша­ мотных изделий целесообразно проводить отсев пыли. Продукт дробления часто имеет высокую влажность, поэтому при необходимости перед подачей его в расход­ ный бункер над смесителем готовой массы его высуши­ вают до весовой влажности не более 0,5—1%.

Подготовленные заполнители дозируют и смешивают в течение 2—3 мин с порошкообразным вяжущим или (в случае использования жидкого связующего) с отвер­ дителей. Готовую смесь сухих компонентов затаривают в гидрофобизованные многослойные мешки из крафт- 'бумаги или, что предпочтительнее, в завариваемые по­ лиэтиленовые или полихлорвиниловые мешки. Ориенти­ ровочный вес мешка 20—25 кг.

При приготовлении торкрет-массы в условиях строи­ тельной площадки используют заранее приготовленные заполнители. Заполнители дозируют и смешивают с порошкообразным вяжущим или отвердителем непо­ средственно перед подачей массы в торкрет-аппарат. Предварительная заготовка больших количеств торкретмассы на строительной площадке допустима лишь при

влажность заполнителей, хранящихся на строительной площадке (даже под навесами), составляет от 2 до 4%. Использование влажных заполнителей приводит к сле­ живанию приготовленной на их основе массы, сниже­

заранее упрочненного клеящим материалом вспученно­ го вермикулита (схема 4) приготовление торкрет-массы сводится к дозировке компонентов, и их перемешива­ нию в смесителе с Z-образными лопастями в течение 1,5—3 мин. Более длительное перемешивание увеличи­ вает степень разрушения и смятия зерен вермикулита и несколько снижает качество нанесенного защитного слоя.

I ‘

Дозирование

+

Перемешивание

Ф

Подача в торкрет-аппарат

Ф

Подача сухой смеси по матеСжатый воздух —> рнальному шлангу к соплу

Ф

Увлажнение сухой смеси водой

Ф

Нанесение на защищаемую поверхность

С х е м а 4

Приготовленную по этой схеме торкрет-массу увлажняют в сопле торкрет-аппарата водой (в случае использования порошкообразного вяжущего) либо по­ даваемым в сопло жидким связующим. Использование в составе торкрет-массы, приготовляемой по этой схеме, предварительно упрочненного вермикулита обусловли­ вает необходимость операций, связанных с приготовле­ нием клеящего материала, обработкой вермикулита и сушкой обработанного вермикулита. Последняя опера­ ция трудно осуществима в условиях строительной пло­ щадки, так как требует использования достаточно сложного сушильного оборудования. В связи с этим этот вариант приготовления торкрет-массы практически осуществим лишь в случае поставки на строительную площадку заранее упрочненного вспученного вермику­ лита. В настоящее время в СССР нет заводов, произво­ дящих товарный упрочненный вспученный вермикулит,

поэтому использование описанного варианта неизбежно -связано с организацией полузаводского производства.

Исследования, проведенные авторами во ВНИПИ Теплопроект, показали, что в условиях строительной площадки может быть осуществлено изготовление и на­ несение торкрет-массы на основе неупрочненного товар­ ного вермикулита. В тех случаях, когда в качестве вяжущего материала используется жидкое связующее, повышенная разрушаемость неупрочненного вермикули­ та и связанное с ней увеличение открытой удельной поверхности массы после нанесения и повышения со­ держания пылеобразных фракций практически не сни­ жают прочностных характеристик нанесенного слоя. Это обусловлено тем, что жидкое связующее, распре­ деляясь тонким слоем по поверхности зерен' вермикули­ та и отдельных пластинок, образовавшихся при их разрушении, обеспечивает достаточно высокую механи­ ческую прочность соединения структурных элементов нанесенного слоя.

Использование в составе торкрет-массы порошко­ образного вяжущего при обычных вариантах приготов­ ления торкрет-массы не позволяет получать достаточно высокие прочностные характеристики нанесенных масс, приготовленных на основе неупрочненного вермикули­ та. Однако в этом случае ухудшение физико-механиче­ ских свойств нанесенной торкрет-массы, вызванное разрушением зерен вермикулита при их транспортиро­ вании по материальному шлангу торкрет-аппарата и ударе о твердую поверхность, может быть в значитель­ ной мере компенсировано снижением скорости транс­ портирования и введением в состав торкрет-массы дополнительного жидкого связующего. В качестве пос­ леднего в составах торкрет-масс, в которых исполь­ зуется глиноземистый цемент, может быть применен глиняный шликер. В зависимости от метода введения глиняного шликера в состав торкрет-массы технология приготовления торкрет-массы может осуществляться двумя способами.

Первый вариант приготовления торкрет-массы с ис­ пользованием неупрочненного вспученного вермикулита (схема 5) предусматривает дозирование, смешение и подачу в торкрет-аппарат смеси сухих компонентов. Параллельно готовят глиняный шликер, который вводят в состав торкрет-массы, подавая его в сопло торкрет­

аппарата. Смоченная глиняным шликером плотностью 1,08—1,12 г/см3 торкрет-масса обладает • высокой на­ чальной вязкостью и легко наносится на защищаемую поверхность. При этом конечные прочностные характе­ ристики защитного слоя несколько ниже характеристик слоя, при нанесении которого использовался упрочнен­ ный вермикулит, но тем не менее достаточно высоки. Объемная масса защитного слоя при этом не только не повышается, но даже несколько снижается. Количество шликера, вводимого в сопло торкрет-аппарата для сма­ чивания массы, колеблется от 30 до 40% веса смеси сухих компонентов или от 80 до 130% веса верми­ кулита.

Для приготовления глиняного шликера на строи­ тельной площадке можно использовать как специальное оборудование (глиномялки, быстроходные роторные ме­ шалки, пропеллерные мешалки и т. п.), так и обычные общестроительные растворомешалки принудительного перемешивания (например, мешалки с Z-образными ло­ пастями). Эффективно могут быть использованы также баки, оборудованные перфорированными трубами, сое­ диненными с источником пара.

Для подачи разбавленного до рабочей консистенции глиняного шликера к соплу торкрет-аппарата могут быть использованы вихревые или фекальные насосы с ■соответствующим рабочим напором, а также пневмо­ нагнетательные баки. Производительность выпускаемых отечественной промышленностью вихревых насосов, как правило, значительно превышает расход шликера в соп­ ле торкрет-аппарата, поэтому их соединяют дополни­ тельным трубопроводом с расходным баком шликера. Струя сбрасываемого излишнего шликера, попадая об­ ратно в расходный бак, способствует постоянному перемешиванию шликера в расходном баке, предотвра­ щая оседание частиц глины. При использовании менее производительных насосов или пневмонагнетательных баков шликер перемешивают пропеллерной мешалкой, установленной в баке, или сжатым воздухом, продувая его сквозь слой шликера в мешалке.

Описанная технологическая схема достаточно удоб­ на, но обладает недостатком — шликер необходимо тщательно очищать от крупных комков и частиц, могу­ щих забить отверстия водяного кольца в сопле торкретаппарата, Отсев таких комков и частиц из шликера в условиях строительной площадки требует дополнитель­ ных операций, а увеличение диаметра отверстий увлаж­ нителя несколько ухудшает условия распыла смачи­ вающей жидкости и отрицательно сказывается на ка­ честве нанесенного слоя.

В связи с этим был предложен другой вариант при­ готовления торкрет-массы на основе необработанного вспученного вермикулита. По этому варианту (схема 6)' технологическая схема приготовления торкрет-массы включает предварительную обработку вспученного вер­ микулита глиняным шликером и смешивание в опреде­ ленном соотношении обработанного влажного вермику­ лита с остальными компонентами торкрет-массы. Смесь компонентов подают в торкрет-аппарат. Дополнительно в сопле торкрет-аппарата массу увлажняют водой, при­ чем в связи с тем, что для предварительной обработки вермикулита расходуется от 80 до 110% глиняного шликера (по-весу), для дополнительного увлажнения массы расходуется весьма небольшое количество воды. Плотность глиняного шликера, используемого для та­ кой обработки вермикулита, так же как и при других вариантах обработки, составляет от 1,08 до 1,12 г/см3.

Схема приготовления и нанесения торкрет-массы

Фф

Ф

Дознроваине

Смешивание

!

Дозирование

I

Смешение

Ф'

Подача в торкрет-аппарат

Этот вариант технологии приготовления торкретмассы позволяет’ значительно снизить пылеобразование при торкретировании, получить защитный слой с более равномерным распределением влаги и, следовательно, с более равномерными физико-механическими характе­ ристиками по высоте и толщине слоя. Вариант пред­ ставляет собой среднее между сухим и мокрым торкре­ тированием и обладает преимуществами как сухого (достаточно высокая начальная прочность, возможность нанесения на вертикальные и потолочные поверхности без использования опалубки), так и мокрого торкрети­ рования (меньшее пылеобразование, более равномерное распределение влаги). Кроме того, при этом варианте приготовления торкрет-массы облегчается подача сма­ чивающей жидкости к соплу торкрет-аппарата, так как иопользуемая для смачивания вода имеет меньшую по сравнению со шликером вязкость и не содержит твер­

дых частиц, засоряющих отверстия водяного кольца сопла.

Однако второй вариант имеет и некоторые недос­ татки: изготовление и нанесение торкрет-массы по приведенной технологической схеме возможно лишь при весьма четкой организации производства работ, так как допустимый срок хранения торкрет-массы на осно­ ве увлажненного шликером вермикулита не превышает 20—30 мин. При более длительном хранении торкретмасса разогревается и комкуется, снижается актив­ ность использованного в ней цемента и, как следствие, ухудшаются прочностные и эксплуатационные харак­ теристики защитного слоя.

Использование в торкрет-массе увлажненного верми­ кулита несколько усложняет подачу торкрет-массы, что связано с возможным уплотнением массы в расходной камере торкрет-аппарата при возвратно-поступатель­ ных перемещениях клапана, установленного между шлюзовой и расходной камерами. Некоторое неудобст­ во представляет и необходимость проведения дополни­ тельной операции — обработки вермикулита до его сме­ шивания с остальными компонентами массы. Правда, эту операцию можно вести независимо от цикла сме­ шивания компонентов, причем возможна заготовка обработанного вермикулита заранее, так как при высо­ те штабеля до 1 м слеживания обработанного влажного вермикулита не наблюдается. Тем не менее эта опера­ ция требует дополнительных затрат времени и труда и, в случае обработки вермикулита в отдельном смесителе, требует установки дополнительного оборудования (сме­ сителя). Прочностные и эксплуатационные характерис­ тики защитного слоя на основе массы, приготовленной по описанной технологии, несколько выше характерис­ тик слоя на основе массы, увлажняемой шликером в сопле торкрет-аппарата, и близки к характеристикам масс на основе упрочненного вермикулита.

Нанесение теплоизоляционных торкрет-масс. Пара­ метры режима пневмонанесеиия теплоизоляционных масс оказывают огромное влияние на конечные физико­ механические и эксплуатационные характеристики на­ несенного слоя: например, повышение давления воздуха в материальном шланге и увеличение скорости вылета частиц массы из сопла увеличивают компактность упа­ ковки частиц нанесённого слоя, повышают степень их