Технология производства вспученного вермикулита и изделий на его основе

Одним из эффективнейших материалов является вспученный вермикулит и изделия из него.

Вермикулит — природный минерал, образовавшийся из слюды. При его обжиге плучается легкий материал с объемным весом около 100 кг,1 м3. Вспученный вермикулит не горит, не гниет, химически инертен, долговечен, имеет красивым вид.

В последние годы открыто много месторождений вермикулита: на Урале (Потанинское), Котьском полуострове (Ковдоре), Дальнем Востоке, Украине, в Сибири, Казахстане и ряде других районов. Общие запасы вермикулита составляют сотни миллионов тонн. Советский Союз — самая богатая в мире страна по запасам вермикулита.

Испытания мелкозернистого вермикулита Потанинского месторождения в УралНИИСтромпроекте показали, что его средний фракционный состав без предварительного дробления руды соответствует требованиям стандартов США ASTM С 332—61 на вермикулит для теплоизоляционных бетонов (рнис. 1) и несколько крупнее, чем предусматривается требованиям; другого стандарта СП ASlM для гипсовых шгукатурик. Причем вермикулит таких фракций получается в США после дробления крупколнстовой руды.

При установлении оптимального фракционного состава вспученного вермикулита дня изготовления теплоизоляционных изделий, например на основе жидкого стекла, было установлено, что крупные фракции более 5 мм вспученного вермикулита снижают прочность изделий, не улучшая трутне их свойства (рис. 2).

Таким образом, естественный зерновой состав вермикулита Потанинского месторождения близок к рациональному составу для производства теплоизоляционных бетонов и изделий.

При производстве вспученного вермикулита из мелкозернистой руды отпадает очень трудоемкая операция по ее дроблению, при которой снижается качество вермикулита в результате нарушения структуры его зерен.

В УцалНИЙСтромпроекте разработана технология производства вспученного вермикулита из мелкозернистой руды типа потанинской.

По этой технологии предусматривается богатые мелкозернистым вермикулитом руды (50—70%) или грубые концентраты обжигать в трубчатой печи (конструкции института), а затем обогащать путем воздушной сепарации. Используется рациональный принцип отделения вермикулита, когда свойства вспученного продут та резко отличаются от сопутствующих невепучивающихся пород, и таким образом устраняется основная трудность обогащения, которая преодотвращается на обогатительных фабриках при помощи сложных многоступенчатых операций.

Себестоимость вспученного вермикулита. по сравнению с получаемым из концентрата обогатительных фабрик, перевозках его до 500 км не превысит 4—5 руб. за 1 м3.

В результате этих работ на Челябинском заводе железобетонных изделий освоено впервые в стране производство мелкозернистого вспученного вермикулита на двух трубчатых печах (рис. 3). Выпущено свыше 70 тыс. м3 вермикулита, который используется для утепления трехслойных панелей и карнизных блоков совмещенных кровель. Замена в этих конструкциях жестких мииераловатных плит вермикулитобетоном дала экономию в размере 130 тыс. руб.

В Челябинске построено с такими конструкциями более 100 крупнопанельных домов серии 1-464А (рис. 4) жилой площадью около 250 тыс. м2.

В УралНИИСтромпроекте разработана также технология производства теплоизоляционных изделий из вермикулита.

В настоящее время теплоизоляционные изделия на основе вспученного вермикулита изготовляются по технологии ВНИПНТеллопроекга. Эта технология основывается на мокром способе производства, при котором вспученный вермикулит перемешивается с вяжущим з большом количестве воды (В:Т=8:1). Однако этот метод имеет существенные недостатки: в качестве сырья примняются дефицитные материалы — асбест V сорта, крахмал, бентонитовая глнина; технология сложна, трудоемка не поедается эффективной автоматизации основных процессов; сушка отформованных влажных изделий требует длительного времени (15—20 ч при 150—160°С); вода. отжимаемая прн формовании изделий. уносит часть вяжущего, которое практически очень трудно использовать: изделия довольно дорогие — 28— 29 руб/л3 по проекту, а фактически стоимость их доходит до 50—70 руб. за





Проведенные научно-исследовательские работы подтверждают, что наиболее эффективным смесительным агрегатом для приготовления полусухой формовочной смеси являются мешалки свободного падения В них выпученный вермикулит измельчается в значительно меньшей степени чем в мешалке принудительного перемешивания, а объемный вес его практически не изменяется. Изделия из такой формовочной смеси имеют объемный вес на 18—3 меньше при примерно одинаковых прочностях, чем изделия из формовочной массы, приготовленной в мешалке принудительного перемешивания. В последнем случае расход вспученного вермикулита на 1 м3 издлий увеличивается на 20—30% из-за измельчения и слипания его зерен.

Следует отметить, что при приготовлении полусухой формовочной смеси в мешалках свободного падения вяжущее необходимо вводить в распыленном состоянии для обеспечения равномерного обволакивания нм частиц вспученного вермикулита.