книги / Производство керамзита

	В 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