Строительство. Бетоны

Заполнители бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Сырьем для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся в основном к осадочным горным.

Некоторые камнеподобные глинистые породы — глинистые сланцы, аргиллиты — относятся к метаморфическим.

Глинистые породы отличаются сложностью минералогического состава и кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические примеси.

Глинистые минералы слагают глинистое вещество — наиболее дисперсную часть глинистых пород (частицы мельче 0,005 мм). Собственно глинами называют глинистые породы, содержащие более 30 % глинистого вещества.

Для производства керамзита наиболее пригодны монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца. Общее содержание Si02 должно быть не более 70%, А1203 — не менее 12% (желательно около 20%), Fe203 + FeO — до 10%, органических   примесей—1—2%.

 Пригодность того или иного глинистого сырья для производства керамзита устанавливают специальным исследованием его свойств. Важнейшее из требований к сырью — вспучивание при обжиге.

Второе требование к сырью (в значительной степени связанное с первым) — легкоплавкость.    Температура обжига должна  быть нe выше 1250СС, и при этом переход значительной части наиболее лелких глинистых частиц в расплав должен обеспечить достаточное размягчение и вязкость массы. Иначе образующиеся при обжиге глины газы, не удерживаемые массой, свободно выйдут, не вспучив материал.

 Третье из важнейших требований — необходимый интервал вспучивания. Так называют разницу между предельно возможной температурой обжига и температурой начала вспучивания данного сырья. За температуру начала вспучивания принимают температуру, при которой уже получается керамзит с плотностью гранулы 0,95 г/см3. Предельно возможной температурой обжига считается температура начала оплавления поверхности гранул.

При производстве керамзита не допускается превышение температуры, при которой поверхность гранул оплавляется, так как оплавленные гранулы склеиваются, что уменьшает выход керамзитового гравия и может привести к остановке печи. Температура обжига должна быть ниже, но чем она ниже, тем меньше коэффициент вспучивания, меньше выход продукции. Поэтому температура должна поддерживаться на предельно допустимом уровне. Вместе с тем необходимо считаться с практическими возможностями поддержания в печи оптимальной температуры: она не может быть стабильной и всегда имеет некоторые колебания, вызываемые труднорегулируемыми факторами. Чтобы обеспечить практическую возможность производства керамзита в промышленных условиях, интервал вспучивания сырья должен быть не менее 50°С.

Этими и другими необходимыми качествами обладают далеко не все глинистые породы. На некоторых керамзитовых предприятиях страны с течением времени иссякли ресурсы местных вспучивающихся глин и приходится завозить сырье из отдаленных месторождений, что, естественно, увеличивает себестоимость керамзита. Отдельные предприятия работают на маловспучивающемся глинистом сырье, получая керамзит невысокого качества (сравнительно тяжелый) и при этом с высокой себестоимостью.

В ряде случаев природное глинистое сырье может быть улучшено введением добавок. Например, коэффициент вспучивания можно повысить, добавив в глину примерно 1 % мазута, солярового масла или других органических веществ (если в глине мало органических примесей), железистые добавки, в частности отход производства серной кислоты из пирита — пиритные огарки (если в сырье мало оксидов железа). Подобные добавки также используют для снижения температуры вспучивания.

В последние годы в качестве добавок к керамзитовому глинистому сырью предложено и опробовано множество веществ. Среди них органические и минеральные промышленные отходы, некоторые горные породы (алунит, перлит), а также искусственно приготовленные добавки.

В НИИкерамзит доказана возможность использования некондиционного глинистого сырья путем добавления в него стеклопорош-ков из специально сваренных легкоплавких стекол. Такая добавка ведет к ускоренному накоплению жидкой фазы при обжиге, опережающему активное газообразование. Подобный эффект достигается .при использовании в качестве добавок к глинистому сырью молотого шлака тепловых электростанций, представляющего собой тоже легкоплавкое стекло, а также зол тепловых электростанций.

Если золы или шлаки вводятся в больших дозах, сопоставимых с расходом глинистого сырья, то получаемый керамзит обычно называют глинозольным или глиношлаковым. Чаще добавки вводятся в сравнительно небольших дозах, и основным сырьем для производства керамзитового гравия остаются глинистые породы.

Для расширения температурного интервала вспучивания используют такой прием, как опудривание сырцовых глиняных гранул порошком огнеупорной глины, мелким (молотым) кварцевым песком или иным тугоплавким порошком, что позволяет повысить температуру обжига и при этом избежать оплавления гранул.

Применение добавок нередко позволяет увеличить коэффициент вспучивания исходного сырья в 2...3 раза, увеличить выпуск керамзита, повысить его качество и снизить себестоимость.