| |||||
МЕНЮ
| КерамзитКерамзит
Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения
в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких
глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до
температуры 1050 – 1300 С в течение 25–45 мин. Качество керамзитового
гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В
зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие
фракции: 5 – 10, 10 – 20 и 20 – 40 мм, зерна менее 5 мм относят к
керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м3)
гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия Керамзит применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, а также в качестве теплоизоляционного материала в виде засыпок. Керамзитовый гравий — частицы округлой формы с оплавленной
поверхностью и порами внутри. Керамзит получают главным образом в виде
керамзитового гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая,
ячеистая. На поверхности его часто имеется более плотная корочка. Цвет
керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный. Его
получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Керамзитовый щебень — заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита. Некоторые глины при обжиге вспучиваются. Например, при производстве глиняного кирпича один из видов брака— пережог — иногда сопровождается вспучиванием. Это явление использовано для получения из глин пористого материала — керамзита. Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние. Источниками газовыделения являются реакции восстановления окислов
железа при их взаимодействии с органическими примесями, окисления этих
примесей, дегидратации гидрослюд и других водосодержащих глинистых
минералов, диссоциации карбонатов и т. д. В пиропластическое состояние
глины переходят, когда при высокой температуре в них образуется жидкая фаза Для изготовления керамзитобетонных изделий нужен не только керамзитовый гравий, но и мелкий пористый заполнитель. Керамзитовый песок — заполнитель для легких бетонов и растворов с размером частиц от 0,14 до 5 мм получают при обжиге глинистой мелочи во вращающих и шахтных печах или же дроблением более крупных кусков керамзита. Производство керамзитового песка по обычной технологии во вращающейся печи неэффективно. Некоторая примесь песчаной фракции получается при производстве керамзитового гравия за счет разрушения части гранул в процессе термообработки, однако он сравнительно тяжелый, так как мелкие частицы глинистого сырья практически не вспучиваются (резервы газообразования исчерпываются раньше, чем глина переходит в пиропластическое состояние). Кроме того, в зоне высоких температур мелкие гранулы разогреваются сильнее крупных, при этом, возможно, их оплавление и налипание на зерна гравия. На многих предприятиях керамзитовый песок получают дроблением
керамзитового гравия, преимущественно в валковых дробилках. Себестоимость
дробленого керамзитового песка высока не только в связи с дополнительными
затратами на дробление, но главным образом потому, что выход песка всегда
меньше объема дробимого гравия. Коэффициент выхода песка составляет В настоящее время при получении керамзитового песка лучшей считают технологию его обжига в кипящем слое. В вертикальную печь загружается глиняная крошка крупностью до 3 или 5
мм, получаемая дроблением подсушенной глины или специально приготовленных
по пластическому способу и затем высушенных гранул. Через решетчатый Проблему получения керамзитового песка, достаточно эффективного по свойствам и себестоимости, нельзя считать полностью решенной. Часто при получении керамзитобетона в качестве мелкого заполнителя применяют вспученный перлит, а также природный песок. Сырье. Сырьем для производства керамзита служат глинистые породы, относящиеся
в основном к осадочным горным. Некоторые камнеподобные глинистые породы Глинистые породы отличаются сложностью минералогического состава и, кроме глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и др.) содержат кварц, полевые шпаты, карбонаты, железистые, органические принеси. 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 монт-мориллонитовые и
гидрослюдистые глины, содержащие не более 30% кварца. Общее содержание SiO2
должно быть не более 70%, А12О3 — не менее 12% (желательно около 120%), Пригодность того или иного глинистого сырья для производства керамзита устанавливают специальным исследованием его свойств. Важнейшее из требований к сырью -вспучивание при обжиге. Вспучиваемость характеризуется коэффициентом вспучивания [pic] где VК — объем вспученной гранулы керамзита; Vc — объем сухой сырцовой гранулы до обжига. Второе требование к сырью (в значительной степени связанное с первым) — легкоплавкость. Температура обжига должна быть не выше 1250°С, и при этом переход значительной части наиболее мелких 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 ту температуру, при которой уже получается керамзит с плотностью гранулы 0,95 г/см3. Предельно возможной температурой обжига считается температура начала оплавления поверхности гранул. Для расширения температурного интервала вспучивания используют такой прием, как опудривание сырцовых глиняных гранул порошком огнеупорной глины, что позволяет повысить температуру обжига и при этом избежать оплавления гранул. Применение. Наиболее широкое применение керамзитобетон находит в качестве стенового материала. В ряде районов страны стеновые панели из керамзитобетона стали основой массового индустриального строительства. Особенно эффективно применение для стеновых панелей хорошо вспученного легкого керамзитового гравия марок 300, 400, до 500 (по насыпной плотности). Плотность конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона для однослойных стеновых панелей, как правило, составляет 900—1100 кг/м3, предел прочности при сжатии — 5—7,5 МПа. Такой бетон в конструкции выполняет одновременно несущую и теплоизоляционную функции. В двух- или трехслойных стеновых панелях требуемую несущую способность может обеспечить слой (или два слоя) конструкционного керамзитобетона, а теплозащитную — слой крупнопористого теплоизоляционного керамзитобетона плотностью 500—600 кг/м3. Исследования, проведенные в Белорусском политехническом институте Теплоизоляционный крупнопористый керамзитобетон - самый легкий бетон, который можно получить на данном заполнителе. Его плотность при минимальном расходе цемента лишь немного больше насыпной плотности керамзитового гравия. На керамзите марок 700, 800 получают конструкционные легкие бетоны с пределом прочности при сжатии 20, 30, 40 МПа, используемые для производства панелей перекрытий и покрытий, в мостостроении, где особенно важно снизить массу конструкций. 2.Номенклатура В ГОСТ 9759—76 предусматриваются следующие фракции керамзитового гравия по крупности зерен: 5—10, 10— 20 и 20—40 мм. В каждой фракции допускается до 5% более мелких и до 5% более крупных зерен по сравнению с номинальными размерами. Из-за невысокой эффективности грохочения материала в барабанных грохотах трудно добиться разделения керамзита на фракции в пределах установленных допусков. По насыпной плотности керамзитовый гравий подразделяется на 10 марок: от 250 до 800, причем к марке 250 относится керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 250 кг/м3, к марке 300 — до 300 кг/м3 и т. д. Насыпную плотность определяют по фракциям в мерных сосудах. Чем крупнее фракция керамзитового гравия, тем, как правило, меньше насыпная плотность, поскольку крупные фракции содержат наиболее вспученные гранулы. Для каждой марки по насыпной плотности стандарт устанавливает требования к прочности керамзитового гравия при сдавливании в цилиндре и соответствующие им марки по прочности (табл.). Маркировка по прочности позволяет сразу наметить область рационального применения того или иного керамзита в бетонах соответствующих марок. Более точные данные получают при испытании заполнителя в бетоне Требования к прочности керамзитового гравия |Марка по |Высшая категория качества |Первая категория качества | Прочность пористого заполнителя - важный показатель его качества. Испытание керамзитового гравия в цилиндре дает лишь условную
относительную характеристику его прочности, причем сильно заниженную. Стандартная методика предусматривает свободную засыпку керамзитового
гравия в цилиндр и затем сдавливание его с уменьшением первоначального
объема на 20%. Под действием нагрузки прежде всего происходит уплотнение
гравия за счет некоторого смещения зерен и их более компактной укладки. Рис. 1. Схема сдавливания зерен керамзита при испытании Рис.2. Схема укладки зерен керамзита Высококачественный керамзит, обладающий высокой прочностью, как правило, характеризуется относительно меньшими, замкнутыми и равномерно распределенными порами. В нем достаточно стекла для связывания частичек в плотный и прочный материал, образующий стенки пор. При распиливании гранул сохраняются кромки, хорошо видна корочка. Поверхность распила так как материал мал Водопоглощение заполнителя выражается в процентах от веса сухого материала. Этот показатель для некоторых видов пористых заполнителей нормируется (например, в ГОСТ 9759—71). Однако более наглядное представление о структурных особенностях заполнителей дает показатель объемного водопоглощения. Поверхностные оплавленные корочки на зернах керамзита в начальный
период (даже при меньшей объемной массе в зерне и большей пористости) имеют
почти в два раза ниже объемное водопоглощение, чем зерна щебня. Поэтому
необходима технология гравиеподобных заполнителей с поверхностной
оплавленной корочкой из перлитового сырья, шлаковых расплавов и других
попутных продуктов промышленности (золы ТЭС, отходы углеобогащения). Между водопоглощением и прочностью зерен в ряде случаев существует
тесная корреляционная связь. Чем больше водопоглощение, тем ниже прочность
пористых заполнителей. В этом проявляется дефектность структуры материала. Для снижения водопоглощения предпринимаются попытки предварительной гидрофоби-зации пористых заполнителей. Пока они не привели к существенным положительным результатам из-за невозможности получить нерасслаивающуюся бетонную смесь при одновременном сохранении эффекта гидрофобизации. Особенности деформативных свойств предопределяются пористой
структурой заполнителей. Это, прежде всего, относится к модулю упругости,
который существенно ниже, чем у плотных заполнителей Собственные деформации Другие важные свойства пористых заполнителей, влияющие на качество легкого бетона— морозостойкость и стойкость против распада (силикатного и железистого), а также содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений. Эти показатели регламентированы стандартами. Искусственные пористые заполнители, как правило, морозостойки в пределах требований стандартов. Недостаточная морозостойкость некоторых видов заполнителей вне бетона не всегда свидетельствует о том, что легкий бетон на их основе также неморозостоек, особенно если речь идет о требуемом количестве циклов 25—35. Заполнители легких бетонов, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, не всегда удовлетворяют требованиям по морозостойкости и потому должны тщательно исследоваться. На теплопроводность пористых заполнителей, как и других пористых тел,
влияют количество и качество (размеры) воздушных пор, а также влажность. Искусственные пористые пески — это в основном продукты дробления
пористых кусковых материалов (шлаковая пемза, аглопорит) и гранул Большое преимущество дробленых песков — возможность их производства в
комплексе с производством щебня. Однако это обстоятельство обусловливает и
существенные недостатки в качестве песка. Являясь попутным продуктом при
дроблении материала на щебень, песок в ряде случаев не соответствует
требуемому гранулометрическому составу для производства легкого бетона. Насыпная объемная масса пористых песков еще в меньшей степени, чем крупных заполнителей, характеризует их истинную «легкость». Малая объемная масса песка часто достигается за счет не внутризерновой, а междузерновой пористости вследствие специфики зернового состава (преобладание зерен одинакового размера). При введении в бетонную смесь такой песок не облегчает бетон, а лишь повышает его водопотребность. Очевидно, для улучшения качества пористого песка необходим специальный технологический передел дробления материала на песок заданной гранулометрии, а не попутное получение песка при дроблении на щебень. Производство дробленого керамзитового песка, особенно при преобладании
в нем крупных фракций, нельзя признать рациональным. Крупные фракции Характеристика вспученных и дробленых песков по фракциям: 50% составляет фракция 1,2—5 мм. Поэтому в легком бетоне приходится снижать расход керамзитового гравия, что нерационально (заменять гравий песком). С уменьшением объемной массы пористых заполнителей (насыпной и в зерне)
их пористость и водопоглощение увеличиваются. Однако водопоглощение,
отнесенное к пористости зерен, уменьшается, что указывает на увеличение Свойства легкого бетона. Удобоукладываемость легких бетонных смесей оценивают теми же методами, которые применяют для бетонных смесей на плотных заполнителях. Подбор количества воды затворения по заданному показателю удобоукладываемости затруднен тем, что последний зависит от характера применяемого пористого заполнителя. Основы теории легких бетонов, а также общий метод подбора оптимального
количества воды затворения для легкобетонной смеси разработаны Н. А. Кривая зависимости прочности от расхода воды имеет две ветви. Левая Наиболее важной (наряду с прочностью) характеристикой легкого бетона является объемная масса. В зависимости от объемной массы и назначения легкие бетоны подразделяют на следующие группы: теплоизоляционные с объемной массой 500 кг/м3 и менее; конструкционно - теплоизоляционные (для ограждающих конструкций — стен, покрытий зданий) с объемной массой до 1400 кг/м3; конструкционные с объемной массой 1400— 1800 кг/м3. Объемная масса легкого бетона в значительной степени определяется объемной массой пористого заполнителя. |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|