книги / Производство керамзита

и на слабых грунтах. Керамзитобетон используют и как теплоизоляционный материал, а также в качестве сырья для производства черепицы. Освоено производство пли­ ток для полов из керамзита с органическим вяжущим. Многие фирмы выпускают керамзитобетонные стеновые блоки, трубы, вентиляционные блоки и другие изделия. Так, завод «Техскрет» фирмы «Промышленность Те­ хаса» изготовляет до 69 различных изделий из керамзитобетона, включая крупные стеновые блоки, блоки раз­ мером с кирпич, бетонные блоки с глазурованной поверх­ ностью и т. д.

Особенно развито в США применение керамзита в вы­ сокопрочных напряженно-армированных конструкциях плотностью 1600— 1800 м3 и пределом прочности при сжатии 30—60 МПа. В этих конструкциях использует­ ся примерно третья часть керамических пористых запол­ нителей, из них 80 % керамзита и 20 % аглопорита.

Среди сооружений, выстроенных с применением керамзитожелезобетона, имеются уникальные. Так, зда­ ние зала собраний Иллинойсского университета в г. Ур­ бана выполнено в виде купола с покрытием из керамзитожелезобетона прочностью 33 МПа и плотностью 1700 кг/м3. В 22-этажном здании отеля в г. Денвере все несущие конструкции выполнены из керамзитожелезобетона. Прочность на сжатие колонн из керамзитобетона 41 МПа, грибовидных перекрытий с плитой толщиной 24 см — 31 МПа при плотности 1540 кг/м3. Благодаря использованию вместо обычного тяжелого бетона керамзитобетона масса здания была снижена на 6800 т.

Уникальной конструкцией из керамзитожелезобетона является покоящееся на четырех опорах покрытие из четырех оболочек здания в Нью-Йоркском международ­ ном аэропорту, перекрывающее помещение размером в плане 90X60 м. Толщина оболочки 15 см; предел проч­ ности при сжатии примененного керамзитобетона в воз­ расте 28 сут 41 МПа, плотность 1850 кг/м3.

Обычно размеры сборных предварительно напряжен­ ных балок унифицированы, но отмечаются случаи при­ менения балок необычайно больших размеров: длиной

со

о

(V-

45, высотой 1,5, шириной 2,4 м, массой 45 т, изготов­ ляемых на стендах.

Об экономической эффективности применения керамзитобетона свидетельствуют многочисленные факты. Н а­ пример, при постройке 12-этажного здания размером в плане 30X60 м применение керамзитобетона позволило сократить его стоимость на 13% . Подобная экономия получена и при строительстве гостиницы в Лос-Анджеле­

Обследование судна «Сэлма», построенного из бетона на керамзитовом заполнителе во время первой мировой войны и затопленного в Техасской гавани, показало, что за прошедшие 34 года бетон хорошо сохранился, арма­ тура не испортилась. Прочность керамзитобетона за ука­ занное время увеличилась с 30 до 100 МПа.

В Канаде первый завод по производству легких за ­ полнителей из сланцев мощностью около 180 тыс. м3/год был построен в 1927 г. В настоящее время в Канаде эксплуатируются четыре керамзитовых завода. Способы производства керамзита здесь аналогичны американ­ ским.

Дания, Англия, Франция, Норвегия и ФРГ. Произ­ водство керамзита в западноевропейских странах значи­ тельное развитие получило лишь в последние два деся­ тилетия. На первых керамзитовых предприятиях, по при­ меру США, в качестве основного оборудования исполь­ зовались короткие однобарабанные вращающиеся печи.

После того как в СССР был разработан и внедрен новый способ производства керамзита по ступенчатому принципу с предварительной подготовкой материала до

чаем которого является двухбарабанная схема, в запад­ ноевропейских странах стали широко применять двух­ барабанные печи, почти полностью вытеснившие одно­ барабанные.

В настоящее время производство керамзита с обжи­ гом в двухбарабанных печах организовано во всех стра­ нах Западной Европы.

Производство керамзита в Дании начато в 1939 г. В послевоенный период керамзитовое производство в Д а ­ нии расширено и модернизировано. В частности, дат­

ские специалисты одни из первых в мировой практике\ применили разработанный в Советском Союзе способ производства керамзита по ступенчатому принципу с об­ жигом в двухбарабаиных печах. Общий выпуск керам­ зита с фирменным названием «Лека» в Дании составля­ ет около 800 тыс. м3.

В качестве сырья используют богатые оксидами же­ леза тонкодисперсные легкоплавкие глины с незначи­ тельным содержанием извести, позволяющие получать керамзитовый гравий с насыпной плотностью в преде­ лах 240—400 кг/м3. Обжиг керамзита ведут в двухба­ рабанных печах общей длиной около 55 м. Суточная производительность каждой такой печи колеблется 135— 165 т (в среднем 150 т).

При насыпной плотности керамзитового гравия 350 кг/м3 производительность одной двухбарабанной пе­ чи 20 м3/ч, или 430 м3/сут, или 150 000 м3/год.

Для обслуживания керамзитового завода с одной вращающейся печью требуется до 26 рабочих, а с двумя (общей производительностью 300 тыс. м3 в год) до 40 чел. Расход теплоты на 1 кг керамзита в двухбарабан­ ных печах фирмы «Лека» 2940—3360 кДж.

На основе легкого керамзита фирмы «Лека» в Дании получают легкие бетоны плотностью от 450 до 1750 кг/м3

ипределом прочности при сжатии 1—30 МПа.

Впослевоенный период в Англии делались неодно­ кратные попытки организовать производство керамзито­ вого гравия в обычных однобарабанных вращающихся печах. Однако трудности были преодолены лишь в пос­ ледние годы, когда вновь созданная фирма «Лека» пост­ роила в Эссеке керамзитовый завод по новой, двухсту­ пенчатой технологии с использованием для обжига ке­ рамзита двухбарабанных печей.

Добытую на карьере голубую глину, залегающую под пластами сырья, используемого для производства крас­ ного кирпича, доставляют самосвалами к производствен­ ному корпусу, где сваливают в подаватель, а оттуда по наклонному конвейеру поднимают и передают на верх­ ний конвейер глинозапасника.

С помощью многоковшового экскаватора на рельсо­ вом пути и нижнего конвейера глину переправляют в помещение переработки сырья. Здесь она попадает в пи­ татель и конвейером направляется в камнеотделительные вальцы, а оттуда на бегуны мокрого помола с верхним

приводом. Сюда же вводятся и добавки для повышения вспучиваемости сырья. Переработанная на бегунах гли­ на попадает на нижнюю приемную тарелку, собирается в небольшой бункер, установленный над конвейером, и направляется в двухвальный смеситель. Затем стальным конвейером глину поднимают к высокоскоростным диф' ференциальным вальцам тонкого помола, где оставшие­ ся крупинки сырья измельчаются до 0,1 мм. Получен­ ные здесь комья — «коржи» хорошо переработанной гли­ ны конвейером-направляют в приемную воронку двухба­ рабанной вращающейся печи на обжиг. Диаметр бара­ бана предварительной тепловой подготовки около 2,5 м, барабана вспучивания — около 3,5 м. Частота вращения подготовительного барабана 1—3 об/мин, обжигового 3—5 об/мин. Места стыков барабанов изолированы спе­ циальной прокладкой, предупреждающей выпадение гра­ нул и подсос воздуха. Оба барабана имеют самостоя­ тельные приводы для вращения и регулирования режи­ ма обжига. Барабан предварительной тепловой подго­ товки снабжен теплообменными лопастными устройст­ вами, которые одновременно выполняют роль устройст­ ва, гранулирующего глину.

Для обжига керамзита применяют смешанное топли­ во: уголь и мазут. Управление процессом обжига частич­ но автоматизировано. Охлаждают керамзит в камерных холодильниках специальной конструкции. Заполнитель сортируют на три фракции: около 8— 19; 3—8 мм и ме­ нее 3 мм (песок). Для хранения и выдачи готовой про­ дукции предусмотрены силосные банки.

Примерно по той же технологической схеме работа­

на Норвежском заводе фирмы «Лека» (рис. 80) служит бурая глина, добываемая в карьере, расположенном вблизи завода. Разработка ведется экскаватором, при помощи которого одновременно загружаются опрокид­ ные вагонетки узкой колеи. Груженые вагонетки достав­ ляются на завод мотовозом в помещение приема сырья. Исключая промежуточное складирование, глина из оп­ рокидных вагонеток разгружается в ящичный подава­ тель. Установленные на выходе из него приводные вра­ щающиеся била размельчают куски глины. Из ящично­ го подавателя глина через промежуточную воронку по­ дается на конусные камневыделительные вальцы. Ря-

Обжиговая печь состоит из загрузочной камеры, вра­ щающегося двухсекционного составного барабана и раз­ грузочной камеры. Вращающийся барабан расположен под открытым (с одной стороны) навесом, остальные части печи размещены в закрытом помещении. Обе сек­ ции барабана выполнены в виде сварных стальных ци­ линдров с внутренней огнеупорной футеровкой. Первая секция барабана имеет длину 29 м и внутренний диа­ метр 2,5 м, частота вращения 1 об/мин. Длина второй секции 16 м, внутренний диаметр 3,4 м, частота враще­ ния 3,4 об/мин. Место соединения двух сек­ ций барабана выполнено в виде специальных уп­ лотнительных манжет, поджимаемых концентрично пружинами, расположенными по окружности на расстоянии 200 мм друг от друга. В конце второй сек­ ции обжиговой печи установлена форсунка, подающая под давлением 4—5 МПа горючую смесь, состоящую в равных долях из нефти и угольной пыли. При сжигании этой смеси образуется факел длиной 4—5 м. Расход го­ рючей смеси примерно 23 кг на 1 м3 керамзита, или око­ ло 2520—2940 кДж/кг заполнителя. В месте сжигания этой смеси (на выходе готовой продукции) температура достигает 1200 °С, в зоне стыка двух секций печи 600 °С и в зоне загрузки печи сырьем 150 °С.

Внутри первой секции вращающейся печи на расстоя­ нии 4 м от ее начала закреплена цепь, подвешенная в трех точках (см. рис. 64). При вращении барабана кус­ ки равномерно поступающей из загрузочного бункера глины разбиваются цепью на мелкие кусочки. При даль­ нейшем продвижении внутри барабана они скатываются в гранулы и подсушиваются. Во второй секции печи про­ исходит обжиг гранул с одновременным вспучиванием. Время прохождения материала через обе секции бара­ бана 2 ч.

Из вращающейся печи после обжига керамзитовый гравий выгружается на стальной транспортер, располо­ женный в подземной галерее, и подается им в промежу­ точный бункер. При транспортировке в подземной гале­ рее горячий керамзитовый гравий охлаждается струей воздуха, нагнетаемой вентилятором. Из промежуточного бункера гравий забирается наклонным (под углом 45°) цепным элеватором с ковшами шириной 500 мм. Элева­ тор поднимает гравий в помещение, расположенное над силосным складом.

Во время транспортировки в ковшах элеватора гра­ вий обрызгивается водой при помощи специального уст­ ройства для понижения его температуры; обрызгивание идет в двух зонах — в начале наземной части элеватора

ив его середине.

Впомещении над силосным складом установлен гро­ хот, проходя через который гравий сортируется на фрак­

ции 0—3, 3— 10, 10—20 мм и распределяется по силос­ ным банкам. Таким образом, в двухбарабанной печи по­

Из силосных банок при перевозках на близкие рас­ стояния гравий грузят в автомашины, а при транспорти­ ровке по железной дороге — упаковывают в бумажные мешки.

На заводе работает 26 рабочих. При работе в 4 сме­ ны завод выпускает в год 150 тыс. м3 гравия насыпной плотностью 325—340 кг/м3.

Керамзитовый гравий применяется для изготовления легкобетонных ограждающих и несущих конструкций в виде плит и панелей. Минимальная плотность керамзитобетона в изделии до 600 кг/м3.

Значительный интерес представляет производство ке­ рамзита в ФРГ, где, как и в других странах Европы, первые керамзитовые предприятия были построены по лицензии фирмы «Лека», с обжигом заполнителя в двух­ барабанных печах по принципу «барабан в барабан», смонтированных на одной оси. Типичным предприятием такого рода является завод фирмы «Витгенштейн» (рис. 81). Другие фирмы ФРГ, в частности «Интема», «Лиапор», «Пфистер», «Бютнер», также предлагают двухбарабанную печь, сконструированную по принципу «барабан над барабаном», что позволяет более рацио­ нально использовать энергетические ресурсы (рис. 82).

Для создания и регулирования необходимых режи­ мов подогрева и термообработки со вспучиванием мате­ риала за рубежом применяют различные способы и ап­ параты. Для подогрева чаще всего используют более на­ дежные в эксплуатации барабанные подготовители, ос­ нащенные различными теплообменно-подогревательными устройствами в сочетании с керамическими и без них. В единичных случаях применяются самотечные шахтные подогреватели, выложенные из огнеупоров. Фирма «Миаг» в качестве подготовителя предлагает движущуюся