Технология особо легкого керамзита —
За последние годы в СССР и за рубежом гюе больше развивается промышленность пористых заполнителей для лег- кого бетона различного назначения.
РИЛЕМ (Международное общество по испытанию строительных материалов) созывает в марте нынешнего года в Будапеште специальный международный симпозиум, посвященный методам испытания пористых заполнителей, легкобетонных смесей и затвердевшего легкого бетона.
В этой области в Советском Союзе накоплен большой опыт, систематически освещаемый в нашем журнале. В последних четырех номерах (№№ 9—12 1966 г.) опубликованы статьи: Б. Н. Виноградова. М. П. Элннзона, Р. У. Хасяновой. «Минералогический состав и агломерация песчано-глинистых пород»; Д. И. Резникова «Влияние степени переработки глины на объемный вес керамзита»; Г. И. Книгпной, И. Д. Метелкина. «Корректирование свойств глины при сушке керамзита- сырца»; Р. Л. Певзнера, И. ЛЯ. Гиндиной. «Важный фактор улучшения экономны! производства и применения керамзита»; Б. М. Гриссика, М. П. Элннзона, «Пути развития промышленности пористых заполнителей»: А. В. Волженского, Б. В. Сендерова «Ползучесть и усадка керамзитобетона на гипсоцементнопуццолановом вяжущем»; Р. Л. Мачлпна. «Методика испытания и оценка прочности пористых заполнителей бетона»; Э. Я. Сюнякова. «К вопросу о пневмотранспорте керамзита»; М. П. Элннзона, И. А. Якуб, В. П. Старостиной, В. Г. Довжнка, Л. А. Хренникова, Ю. А. Ульянова. Новый Гостгравий керамзитовый (9759—65)».
Ниже публикуем ряд новых статей также посвяшенных методике испытаний пористых заполнителей, технологии производства особо легких материалов, эффективных утепляющих смесей из легких заполнителей и другие.
Исследованиями. приведенными в ИИНКс/амзите (1964—1966 гг) установлено, что опудриванием сырцовых гранул порошком огнеупорной глины можно значительно увеличить их вспучиваемость в производственных условиях. Опудривание повышает огнеупорность поверхностного слоя гранул и температуру об к ига, позволяет прогреть внутреннюю зону гранулы до оптимального состояния, не опасаясь образования «козлов».
В лабораторных условиях кроме ранее опробованных опудривателей (каолин, часовярская глина и чапаевский песок) испытаны местные огнеупорные глины: моитморилонитогидрослюдистая жирная смышляевская глина, известкочистая кряжская (с добавкой молотого мела) и слабо вспучивающийся суглинок Куйбышевского кирпичного комбината, огнеупорные глины Евсинского месторождения Южного участка Новосибирской области, а также цемеы и известь.
Кроме того, в производственных условиях были опробованы глины Смышляевского и Кряжекого месторождений (г. Куйбышев), Куйбышевского участка (г. Новосибирск) и Чекаловского месторождения (г. Ленинград).
Опудривание сырцовых гранул производится обкаткой их вместе с порошкообразным огнеупорным или тугоплавким материалом. При обкатке зерна порошка частично втапливаются в поверхностный слой глиняной гранулы, частично прилипают к ее поверхности. Б результате этого на поверхности гранулы образуется корочка, состав которой изменяется от состава чистого опудривателя снаружи до чистой исходной глины — внутри. В соответствии с этим температура плавления отдельных участков по толщине корочки определяется соотношением входящих в его состав компонентов и характером протекающих между ними процессов взаимодействия.
Для изучения влияния опудривателей на тугоплавкость поверхностного слоя гранул была определена огне упорность (по ГОСТ 4069—48) глины с различными добавками (рис. 1). Чапаевская огнеупорная глина (кривая 1) даже в небольших дозах увеличивает тугоплавкость глин, в то время как известь и цемент в таких же дозах снижают ее. Только при добавлении их более 60% огнеупорность глин начинает увеличиваться. На известковистую глину (кряжская с добавкой тонкомолотого мела) и безымяиский сравнительно тощий суглинок действие добавок полностью аналогично и при добавках (более 60%) огнеупорность смесей превосходит огнеупорность исходных глин.
Опыты дополнительно подтверждают справедтивость вывода, что алюмосиликатные материалы являются эффективными опудривателями.
Опудривание гранул тугоплавкими материалами позволило повысить температуру слипания гранул при обжиге до оптимальной (рис. 2), при которой можно получить керамзит с минимальным объемным весом. При увеличении температуры до 1!60°С (точка 1) объемный вес опудренных и неопудренных гранул изменяется одинаково. При 160°С неопудренные гранулы начинают слипаться настолько прочно, что разделение их после охлаждения становится невозможным. Поэтому обжиг неопудренных гранул выше 1160°С проводить нельзя. Опудренные гранулы обнаруживают признаки слипания только при 120СГС, что позволяет снизить их объемный вес примерно в 2 раза по сравнению с неопудреннымм гранулами.
Вместе с тем опыты показали, ч,о слой опудривателя из извести-пушонки не с поверхностью сырой гранулы и сразу же оттает при перенесении ее в печь. Цемент держится лучше, но тоже недостаточно надежно. Видимо, это объясняется тем, что связание порошков очень мала, кроме того, их усадка не равна усадке основной массы гранулы при сушке, что приводит к их отслаиванию.
Опыты, проведенные в 1964 г., показали, что огнеупорная оболочка гранул сохраняется при обработке в 18— 22- и печах. Стойкость оболочки гранул в 40-.il печах представлялась сомнительной.
Так как в районе г. Куйбышева нег заводов, оснащенных 40-л печами, изучение стойкости пришлось проводи оборудования, позволяющего имитировать процессы истирания поверхности гранул, происходящие в обжиговой печи.
Испытания проводились в барабане Девали, в который загружалось 1 кг гранул. Изнашиваемость оболочки гранулы оценивалось по изменению химического состава порошка, получающегося при истирании гранул — в первую очередь но изменению содержания г, порошке А1г03.
Испытанию подвергались гранулы, взятые непосредственно с транспортера после обкатки и опудривания их каолином Просяновского месторождения во время производственных испытаний на опытном заводе. Часть гранул была высушена до влажности 8%, а остальные обожжены при 400, 700 н 1000°С. Удаление порошка из барабана и его испытания проводились через каждые 5 мин.
Для определения длины указанных выше температурных зон была использована температурная кривая материала при испытании 40-.ч печи Лианозовского завода. Полученные длины зон и степень истирания оболочки в каждой из них позволяют определять состояние оболочки гранул в момент поступления в зону вспучивания (рис. 3). Гранула из предыдущей зоны поступает в последующую с некоторой степенью износа, выражающейся в изменении содержания А12Оз (рис. 4) Содержание М2О3 в порошке, получающемся при истирании поверхностного слоя гранул, при прохождении пути, соответствующему пребыванию в зоне подготовки, снижается с 39 до 30%, что соответствует смеси равных долей каолина из смышляевской глины и вполне гарантирует достаточную огнеупорность поверхностного слоя. Взятые для испытания гранулы представляют собой цилиндрики, поэтому обогащение порошка смышляевской глиной, очевидно, происходило в результате истирания острых углов и ребер. Во всяком случае обнаружить визуально большие участки поверхности, лишенные опудривающего слоя, не удалось. Это обстоятельство создает уверенность в том, что даже в 40-.и печи при питании ее сырыми гранулами поступающий в зону вспучивания материал будет иметь достаточно огнеупорную оболочку. Создание такой оболочки зерна, обладающей большим интервалом плавкости, позволяет избежать слипания гранул и является особенно эффективным при использовании в качестве сырья короткоплавких глин. В дальнейшем это полностью подтвердилось при изготовлении опытной партии опудренного керамзита на Ленинградском заводе керамических изделий, оборудованном 40-.и печами. Ни этом заводе за счет опудривання объемный вес керамзита удалось снизить на одну марку.
Изготовтение опудреиного керамзита в производственных масштабах организовано на экспериментальном керамзитовом заводе института НИИКерамзит. Особо легкий керамзит с объемным весом от 100 до 150 кг/и3 изготовлен на этом заводе в объеме более 3000 м3.