книги / Производство керамзита
..pdfВ том |
числе: |
стои |
20,6 |
22,3 |
22,3 |
23,8 |
24,9 |
22,1 |
24,9 |
22,5 |
25,6 |
23,1 |
|||
мость |
|
конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
«в деле» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
затраты |
на |
отопле |
20,2 |
19,5 |
19,4 |
19,2 |
15,8 |
16,3 |
9,2 |
14,8 |
8 ,7 |
13,6 |
|||
ние (за |
срок |
службы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дома) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годовой |
расход топ |
23,1 |
22,3 |
22,1 |
21,9 |
18 |
18,5 |
10,5 |
16,9 |
9 ,9 |
15, Г> |
||||
лива |
на |
отопление, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
кг условного топлива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Энергоемкость |
про |
80,2 |
93,8 |
94,4 |
57,2 |
63,7 |
77 |
40,6 |
46 |
51,9 |
57,1 |
||||
изводства (материа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
лы, |
|
конструкции, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
транспорт, монтаж), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кг условного топлива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Затраты труда, |
всего, |
2,7 |
2,75 |
2,8 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
||||
чел.-ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В том |
числе: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
на заводе |
|
|
1,75 |
1,8 |
1,85 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
|||
на строительной пло |
|||||||||||||||
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
||||||
щадке |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/?0Р< * 0 К “ |
экономические требования |
|
|
|
Стены из кирпича |
Однослойные из керамзито- |
Трехслойные с гибк |
|
||
|
бетона плотного на керамзи |
|
|||
Показатель |
те марок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со слоем тя- |
1со слоем легкого бетона с утеп |
|
сплошного эффективного |
400 |
500 |
желого бетона |
лителем |
|
J с минерало |
|
|
|||
|
|
|
ватным жест |
пенополисти |
минераловат |
|
|
|
ким утепли |
||
|
|
|
телем |
ролом |
ным жестким |
Толщина |
панели |
64 |
51 |
35 |
40 |
35 |
30 |
35 |
(стены), см |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность, кг/ма |
1800 |
1400 |
900 |
1000 |
— |
— |
— |
|
tfJP, м'-°С/Вт |
|
0,978 |
1,044 |
1,044 |
1,044 |
1,156 |
1,156 |
1,156 |
Rn0p, м, .°С|Вт |
1,068 |
1,167 |
1,199 |
1,22 |
2,206 |
2,676 |
2,354 |
|
Приведенные |
затра |
50,9 |
45,7 |
40,7 |
41,9 |
34,6 |
34,3 |
34,6 |
ты, руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
том |
числе: стои |
32.8 |
27,6 |
23,0 |
24,5 |
25 |
25,6 |
25, Г |
||
мость |
|
конструкций |
|
|
|
|
|
|
|
||
«в деле» |
|
19.8 |
|
17,7 |
17,4 |
9 ,6 |
8,7 |
9 |
|||
затраты |
на отопле |
18,1 |
|||||||||
ние |
(за |
срок службы |
|
|
|
|
|
|
|
||
дома) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годовой |
расход |
топ |
22,6 |
20,7 |
20,2 |
19,9 |
10 |
9 ,9 |
10,3 |
||
лива |
на |
отопление, |
|
|
|
|
|
|
|
||
кг условного топлива |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Энергоемкость |
про |
103,2 |
84,6 |
95,1 |
107,6 |
53,6 |
51,9 |
61,7 |
|||
изводства (материа |
|
|
|
|
|
|
|
||||
лы, |
|
конструкции, |
|
|
|
|
|
|
|
||
транспорт, монтаж), |
|
|
|
|
|
|
|
||||
кг условного топлива |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Затраты |
труда, всего |
7,2 |
6 ,4 |
2,75 |
2,8 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
|||
чел.-ч |
числе: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В том |
|
|
|
1,8 |
1,85 |
2,15 |
2,15 |
2,15 |
|||
на |
заводе |
|
1,8 |
1,5 |
|||||||
на строительной пло |
5 ,4 |
4 ,9 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
щадке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я : |
1. |
При расчете техчико-экочомлчзских показателей |
стен климатические условия приняты |
|||||||||
для Московской |
обл. |
2. |
Расчеты производились |
на 1 |
м* конструкц гп за |
вычетом |
проемов. 3. /?JP— требуемое |
|||||
сопротивление |
теплопередаче; |
/?дК— экономически |
целесообразное |
сопротивление |
теплопередаче;/?др — |
при |
||||||
веденное |
сопротивление теплопередаче. 4. Показатели для кирпичных стен, а также для |
трехслойных панелей |
||||||||||
с гибкими |
связями со |
|
слоем |
тяжелого бетона |
с |
утеплителем |
из пенополистирола |
толщиной 30 см |
при |
/?7>/?SPи # о Р< Я о кодинаковы.
ГЛАВА 1. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМЗИТА
1.1. Генезис керамзитового сырья
Легкоплавкие глинистые породы самого различного химико-минералогического состава и генетического про исхождения, служащие сырьем для производства керам зита, встречаются в природе в плотном, рыхлом и пас тообразном состоянии. Размягчаясь в условиях ускорен ной термической обработки, эти породы вспучиваются за счет давления изнутри газообразных продуктов, вы деляющихся в обжигаемой глинистой массе, и образуют стекловидный материал с ячеистой структурой, состоя щий из стекловидной и кристаллической фаз.
Способы изготовления полуфабриката, пригодного для обжига со вспучиванием, зависят в основном от фи зико-механических свойств сырья: влажности, плотности, пластичности, структуры, однородности, а также степе ни засоренности включениями. Методы же обжига со вспучиванием на керамзит и эффективность этой глав ной технологической операции керамзитового производ ства обусловливаются физико-химическими и пиропластическими свойствами глинистого сырья, в первую оче редь, минералогическим и химическим составом и сте пенью дисперсности составляющих.
При организации производства керамзита специаль но испытывают и выбирают наиболее пригодные разно видности местного сырья, а также такие методы перера ботки и вспучивания, которые обеспечивают получение возможно более высококачественного и дешевого запол нителя легких бетонов.
Основной критерий пригодности глинистого сырья
для производства керамзита— способность |
вспучивать |
ся при термической обработке в пределах |
1050—1250°С |
и образовывать при этом материал, имеющий ячеистое строение с плотностью в куске в пределах 200— 1350 кг/м3. Степень вспучиваемости определяется коэф фициентом, выражающим отношение объема вспученной массы к объему абсолютно сухого сырца:
|
kB= |
V2/% = (р,/р2) (1—ППП/100), |
|
где ka— коэффициент |
вспучивания; Vx и |
pi — соответственно объ |
|
ем и плотность абсолютно сухого сырца; |
и Рг — соответственно |
||
объем и |
плотность керамзита (в куске); |
ППП — потери при прока |
|
ливании, |
%. |
|
|
Для |
|
получения |
сравни |
|
|
|||||
мых |
результатов |
методика |
|
|
||||||
определения |
коэффициента |
|
|
|||||||
вспучивания |
унифицирова |
|
|
|||||||
на. Коэффициент |
вспучива |
|
|
|||||||
ния |
различных |
глинистых |
|
|
||||||
пород |
в |
природном |
состоя |
|
|
|||||
нии |
колеблется |
в широких |
|
|
||||||
пределах |
(до 15). В связи |
|
|
|||||||
с этим |
условно |
различают |
|
|
||||||
слабо-, средне- и хорошо- |
|
|
||||||||
вспучивающиеся |
глинистьГе |
5,5- |
|
|||||||
породы |
с |
коэффициентом |
5 |
|
||||||
вспучивания |
соответственно |
Ь,5- |
|
|||||||
до 2,5; |
2,5—4,5 и kB свыше |
А |
|
|||||||
4,5. |
Чем выше коэффициент |
2,5 |
|
|||||||
вспучивания |
сырья, |
тем |
|
|||||||
меньше |
плотность |
керамзи- |
2 |
|
||||||
та, и тем более ценно это |
Ц • |
|
||||||||
сырье для производства |
ке |
Ц20,3 CfrQ50,6ЩОр... |
||||||||
рамзита |
(рис. 2). В произ |
'Плотность керамзита и- |
|
|||||||
водственных |
условиях, |
од |
130135ШЗ?5390435Я1&(; |
|||||||
нако, |
коэффициент |
вспучи |
Насыпная плотность, кг/м* |
|||||||
вания |
даже |
хорошовспучи- |
Рис. 2. Зависимость |
коэффици |
||||||
вающихся глин |
редко |
пре |
||||||||
ента вспучивания глин от плот |
||||||||||
вышает |
5. |
Для |
производ |
ности и насыпной |
плотности |
|||||
ства |
во |
вращающихся |
пе |
керамзита |
|
|||||
чах |
керамзита, |
предназна |
|
|
ченного для использования в теплоизоляционных и кон струкционно-теплоизоляционных бетонах, рекомендуется использовать хорошо- и средневспучивающиеся природ ные или облагороженные глинистые породы. Изготовле ние же керамзита для конструктивных и высокопроч ных легких бетонов может быть с успехом организовано на базе слабо- и средневспучивающихся глинистых по род без применения облагораживающих добавок.
При отсутствии хорошо- и средневспучивающих гли нистых пород для производства керамзита, используемо го в конструктивно-теплоизоляционных бетонах, сырьем могут служить слабовспучивающиеся глинистые породы с Железистыми, органическими и другими добавками.
Установить ценность керамзитового сырья по како му-либо одному признаку весьма затруднительно. По этому в большинстве случаев определяют ряд свойств:
генезис, внешний вид, минералогический, химический и гранулометрический состав, огнеупорность, интервал вспучивания, содержание свободного кремнезема, засо ренность крупнозернистыми (камневидными и карбонат ными) включениями, а также структурно-механические свойства, большинство из которых оказывает прямое и притом весьма существенное влияние на основные кри терии керамзитового сырья — плотность и коэффициент вспучивания.
Легкоплавкие глинистые породы относятся к классу тонкообломочных осадочных образований, возникших в результате процессов выветривания, переотложения и преобразования различных горных пород. Генезис (про исхождение) глинистых пород — один из важнейших факторов, обусловливающих их свойства.
По условиям образования легкоплавкие глинистые породы подразделяют на две группы: первичные (оста точные) и вторичные (перенесенные). Большинство лег коплавких глин и глинистых пород относят к вторичным образованиям, перенесенным водой, ледниками или вет ром на место их нынешнего залегания.
В рыхлых осадках между твердыми частицами, во дой, а также органическими примесями и микрофлорой, проходили физико-химические и биохимические реакции, которые приводили к разложению и образованию новых минералов, перераспределению химических элементов, упрочнению связей между частицами. Под влиянием на грузки вышележащих слоев и цементации частиц ново образованиями и выпадавшими из раствора осадками, среди которых наиболее значительную роль играли кар бонат и сульфат кальция, оксиды железа и аморфный кремнезем, рыхлые осадки уплотнялись и перекристаллизовывались.
Вследствие разнообразия и изменчивости условий формирования осадков, минералогического и грануло метрического состава продуктов переноса глины и глини стые породы в большинстве случаев представляют со бой неоднородные полиминеральные образования, со стоящие из механической смеси различных по размеру первичных и вторичных минералов. При этом в зависи мости от влажности среды, степени уплотнения, мета морфизма, пористости и развития связей между отдель ными частицами глинистые породы приобретали твер-
дое, скрытопластичное, пластичное или разжиженное со стояние.
Процессы переноса и переотложения протекали в не одинаковых условиях и продолжались различное время. Поэтому глинистые породы разных геологических воз растов значительно различаются между собой.
По условиям отложения легкоплавкие глины и гли нистые породы разделяют на две основные группы: мор ские и континентальные.
Морские отлооюения образовались на дне и в при брежных районах древних и современных морей. При брежные отложения глинистых пород характеризуются большим разнообразием. Мощность их обычно невелика. Здесь обнаруживается много грубообломочного материа ла, гальки и песка, которые при выносе их с континента оседают в прибрежной полосе. Наиболее интересны мел ководные морские отложения, к которым относятся осадки глинистых пород на глубине примерно от 20 до 2500 м. На этих глубинах в сравнительно большом уда лении от берега отлагался преимущественно тонкозер нистый хорошо перетертый и отсортированный материал. Почти все выявленные до настоящего времени место рождения глинистых пород морского происхождения от носят к образованиям мелководных морей.
Важнейшие отличительные особенности легкоплавких глин и глинистых пород морского происхождения — их тоикозернистость, относительная однородность состава и большая или меньшая насыщенность водорастворимы ми соединениями.
Среди морских глинистых отложений чаще всего встречаются монтмориллопнтовые разности глин. Значи тельное количество морских легкоплавких глин и глини стых пород содержат гидрослюдные глинистые минера лы. Реже встречаются глинистые породы с преимущест венным содержанием каолинита. Насыщенность морской воды различными солями обусловливает их присутствие в глинистых породах в растворенном или твердом со стоянии. Среди этих соединений преобладают хлориды,
атакже карбонаты и сульфаты натрия, магния, кальция
ижелеза. Многие морские глинистые образования, в осо бенности отложения в лиманах, лагунах и заливах, где условия опреснения и засоленности менялись, содержат, кроме того, значительные количества органических при месей в тонкодисперсном состоянии, занесенных сюда
извне или накопившихся за счет разложения раститель ности водоемов.
Некоторые разновидности морских глин сохранили свою тонкозернистость и однородность. В других в про цессе диагенеза появились новообразования в форме кристаллов пирита, кальцита, гипса и других минералов размером от нескольких микрон до нескольких милли метров (иногда и больше).
В настоящее время морские легкоплавкие глины и глинистые породы, образовавшиеся в разные геологиче ские периоды и прошедшие различную форму диагене за, находятся преимущественно в твердом, скрытопла стичном (затвердевшем) и реже в мягкопластичном или разжиженном состоянии. Их текстура чаще всего харак теризуется тонкослоистым строением и сланцеватостью. Степень уплотнения легкоплавких глинистых пород име ет важное значение в производстве керамзита при выбо ре способов приготовления гранулированного сырца.
Следует отметить более легкую выветриваемость мор ских глинистых пород по сравнению с континентальны ми. Наибольшей склонностью к распаду обладают гли нистые отложения, обогащенные гумусовыми вещества ми, морскими солями и железом в закиеной форме.
Из континентальных отложений наибольший интерес для производства керамзита имеют: озерные и озерноболотные отложения коренных дочетвертичных и четвер тичных пород; легкоплавкие глины и глинистые породы этого генетического типа отличаются относительной од нородностью состава и тонкозернистостыо; как правило, они насыщены мелкодисперсными органическими веще ствами и содержат в значительных количествах оксиды железа в закиеной форме; легкоплавкие глинистые по роды этого типа хорошо вспучиваются и являются пер восортным сырьем для производства керамзита, озерно аллювиальные отложения — месторождения тонкослоис тых, мелкодисперсных, хорошо отсортированных ленточ ных глин, образовавшиеся в результате переноса пород талыми водами ледников, они хорошо вспучиваются при обжиге на керамзит; четвертичные отложения мор ских трансгрессий, характеризующиеся высокой тонко зернистостыо, однородностью состава и свойством интен сивно вспучиваться при обжиге на керамзит (к этому типу относятся хвалынские шоколадные глины По волжья) .
Внешние признаки глинистых пород являются до из вестной степени отражением генезиса пород и происхо дивших в них процессов. Наиболее существенные из них — цвет, структура, текстура и наличие в породе вклю чений.
Окраска глинистого сырья связана с химико-минера логическим составом и физическим состоянием породы, а также содержанием сопровождающих примесей.
Увлажненные глинистые породы всегда имеют более интенсивную окраску. Значительное влияние на харак тер окраски глинистых пород оказывает степень дисперс ности минералов, их составляющих, в особенности при месей. Во многих случаях достаточно ничтожно малого количества некоторых примесей, равномерно распреде ленных по всей массе и находящихся в коллоидальном состоянии, чтобы придать ту или другую интенсивность окраски основной породе. При этом цвет может зави сеть не от количества красящего вещества, а лишь от его дисперсности и строения.
Темно-серый и черный цвета обычно обусловливают ся рассеянными по всей породе в больших количествах черными красящими веществами органического проис хождения. Черную окраску породам придают тонкодис персные минералы марганца. Примеси пирита и марка зита придают породе синевато-серый и синевато-черный оттенки. При содержании гумусовых веществ в преде лах от 5 до-4 %• черная окраска переходит в темно-серую и серую. Гумусовые вещества в количестве до 1 % влия ния на окраску породы не оказывают. Красный и розо вый цвета ббусловливаются примесями оксидных форм железа, желтый и бурый — гидроксидами железа, рас сеянными в породе и абсорбированными на поверхности зерен в виде оболочки. Зеленый цвет обусловливается в большинстве случаев глауконитом, шамозитом, хлори том и железисто-магнезиальными минералами. Голубо ватый оттенок придают породам примеси силикатов же
леза, |
мелкорассеянного сернистого |
железа, сидерита |
и др. |
Белый и светло-серые цвета |
пород являются в |
большинстве случаев естественной окраской природных минералов, не загрязненных посторонними примесями.
Важнейшие физико-механические свойства глини-
стых пород, предопределяющие способ их переработки,— однородность, плотность и структура породы.
При вспучивании однородных глинистых пород об разование ячеистой структуры происходит равномерно. Такие породы — самые ценные виды сырья, так как при готовление полуфабриката из них сводится лишь к гра нуляции и исключает операцию гомогенизации. Наибо лее однородны глинистые породы морских и в ряде слу чаев озерных отложений.
Из-за неравномерного вещественного состава неодно родное сырье или вовсе не вспучивается или вспучива ется крайне неравномерно с образованием каверн, выплавов и других пороков структуры. Особенно большой неоднородностью отличаются многие ленточные, покров ные глины и суглинки. В первых изобилуют тончайшие прослойки песка или шлюфа, а вторые сложены из струк турных элементов различной конфигурации, между ко торыми отложены органические примеси, а также же лезистые и карбонатные наслоения. Подобные породы могут равномерно вспучиваться лишь после разрушения природной структуры и гомогенизации состава.
По степени уплотнения или отвердевания различают камнеподобные, плотные, пластичные и рыхлые глини стые породы.
Камнеподобные глинистые породы отличаются повы шенной плотностью и хрупкостью. Обычно их влажность не превышает 3—9 %. Как правило, они вообще не раз мокают или плохо размокают в воде. К ним относят гли нистые сланцы, плотные разновидности аргиллитов, а также часто встречающиеся обезвоженные толщи глин, например, приволжские шоколадные, пластунские (со чинские), майкопские, кембрийские и др. Среди камне подобного сырья встречаются как однородные, так и не однородные породы. Такие глинистые породы отличают ся разнообразной (слоистой, иногда кубикообразной) структурой. В сухом состоянии, при сжатии, ударе и раскалывании они разрушаются преимущественно на примерно равные куски. Из однородного сырья этого типа изготовляют керамзит по сухому способу.
Некоторые глинистые породы камнеподобного типа отличаются сланцеватым строением с ярко выраженной тенденцией к распаду на отдельные мелкие агрегаты и тонкие чешуйки. После дробления такое сырье превра