Особенности производства и применения строительных материалов. Керамзит

КерамзитВсе люди хотят сделать свое жилище максимально благоустроенным. Сейчас возможности благоустройства практически не имеют границ. Во многом это связано с доступностью всевозможных синтетических стройматериалов, но с развитием цивилизации многие стремятся к более естественным, природным материалам. Забота о здоровье жителей нового дома и желание добиться высокого уровня комфорта возвращают современных строителей к материалам, являющимся чистыми с точки зрения экологии, одним из которых является керамзит. Данный строительный материал получают путем обжига глинистой мелочи. Керамзит нашел применение при утеплении полов, стен и т.д.

Суть технологического процесса изготовления этого материала заключается в обжиге глиняных гранул, который осуществляется по оптимальному режиму. Активное газовыделение должно совпадать по времени с моментом, когда глина начинает переходить в пиропластическое состояние. Это происходит при температуре, превышающей 1100 градусов. Этим обусловлена необходимость в быстром подъеме температуры во время обжига сырцовых гранул. Если обжиг идет слишком медленно, существенная доля газов выходит из глины еще до того, как она размягчается. Итог – получение относительно плотных маловспученных гранул.

Нагрев керамзитаДля быстрого нагрева гранулы до температуры вспучивания она должна быть предварительно подготовлена (высушена и подогрета). Идеальным вариантом можно назвать ступенчатый режим термической обработки по Онацкому, предусматривающий постепенный нагрев гранул до температуры порядка 200-600 градусов (это зависит от особенностей сырья). После этого следует быстрый нагрев до температуры вспучивания (около 1200 градусов). Гранулы обжигаются во вращающихся печах. Последние представляют собой цилиндрические барабаны, выполненные из металла, длиной до 40-75 метров и диаметром до пяти метров. Изнутри они футеруются огнеупорным кирпичом. Установка печей производится с уклоном порядка 3 процентов.

При работе печь медленно вращается вокруг оси, за счет чего гранулы, поступающие в верхний конец печи, во время вращения мало-помалу перемещаются к другому концу барабана. Там находится форсунка, предназначенная для сжигания топлива, которое может быть как жидким, так и газообразным. Работа вращающейся печи основана на принципе противотока. Гранулы передвигаются навстречу горячим газам, подогреваются и попадают в зону непосредственного воздействия огня форсунки, где происходит вспучивание. В среднем гранулы пребывают в печи около 45 минут.

Для обеспечения оптимального режима термической обработки зона вспучивания, примыкающая к форсунке, может быть отделена кольцевым порогом от подготовительной зоны. Иногда используются 2-хбарабанные печи. Здесь в качестве зон вспучивания и подготовки выступает пара сопряженных барабанов, которые вращаются с различными скоростями. Использование двухбарабанной печи обеспечивает создание наиболее подходящего режима термообработки для разных типов сырья. За счет этого происходит улучшение качества продукции, значительное увеличение выхода керамзита, уменьшение удельного расхода топлива. За рубежом для получения заполнителей из отходов промышленности применяются вращающиеся 3-хбарабанные печи либо 3-4 печи, которые располагают последовательно. В последних обеспечиваются оптимальные продолжительность и скорость нагрева на всех этапах обработки, а также разная газовая среда.

Существуют 4 основных способа подготовки сырцовых гранул, необходимых для изготовления керамзита: мокрый, сухой, порошково-пластический и пластический. Сухой способ, отличающийся максимальной простотой, используется, если имеется камнеподобное глинистое сырье. Сюда относятся глинистые сланцы, плотные породы. Сырье измельчается и перемещается во вращающуюся печь. Применение сухого способа оправдано при однородности исходной породы, в составе которой отсутствуют вредные включения. Порода должна обладать относительно высоким коэффициентом вспучивания.

Широко применяется пластический способ, при котором переработка рыхлого глинистого сырья, находящегося в увлажненном состоянии, осуществляется в глиномешалках, вальцах. Далее из глиномассы необходимо получить сырцовые гранулы. Для этого используются специальные прессы и дырчатые вальцы. Гранулы, имеющие форму цилиндров, округляются и окатываются в процессе дальнейшей транспортировки либо путем специальной обработки. Данный метод более энергоемок, нежели сухой. Он требует серьезных капиталовложений. Преимуществом пластического способа является возможность увеличения коэффициента вспучивания за счет различных добавок.

Отличие порошково-пластического способа от предыдущей технологии заключается в том, что сперва помолом сухого сырья изготовляют порошок, а затем из него получают пластичную массу (при добавлении воды). Гранулы формируются из получившейся глиномассы. Этот способ целесообразен при неоднородности сырья, необходимости введения добавок, наличии вредных включений гипса или известняка. Кроме того, благодаря такой тщательной переработке можно добиться улучшения вспучивания.

При шликерном (мокром) способе глина разводится в воде в глиноболтушках. Получаемая пульпа имеет влажность около 50 процентов. При помощи насосов она направляется в шламбассейны, а затем – во вращающиеся печи. В части печи устанавливается завеса из цепей, выполняющих роль теплообменника. Достоинства мокрого метода заключаются в получении однородной сырьевой пульпы, возможности введения и качественного распределения добавок.

После обжига керамзит следует охладить. Непосредственно после вспучивания рекомендуется быстрое охлаждение до 800-900 градусов в целях закрепления структуры и во избежание окисления закисного железа. Далее в течение двадцати минут керамзит охлаждают до 600-700 градусов, что обеспечивает затвердевание стеклофазы без значительных термических напряжений. Дальнейшее охлаждение может производиться сравнительно быстро (несколько минут). Сортировка керамзитового гравия по фракциям осуществляется при помощи барабанных цилиндрических либо многогранных грохотов. Материал, разделенный по фракциям, отправляется на склад готовой продукции.

Использование керамзита для засыпки крыш и потолочных перекрытий гарантирует отличную шумоизоляцию и поддержание хорошего микроклимата. Материал активно используют при устройстве стяжек, обустройстве теплых полов, организации основ под паркет, производстве керамзитобетонных блоков, теплоизоляции грунта, устройстве дренажа в земляном полотне дорог, которые строятся на водонасыщенных грунтах. В полной мере качества керамзита можно оценить в условиях капризной погоды, присущей нашему климату. Это огнестойкий стройматериал, который не разрушается в случае замораживания. Данные свойства вкупе с устойчивостью к гниению позволяют использовать керамзитовый гравий в качестве отсыпки фундамента. За счет этого значительно (почти в два раза) сокращается глубина залегания фундамента. Кроме того, керамзит является отличным решением при утеплении тепловых, водопроводных коммуникаций.

Керамзит используется в качестве подушки при укладке тротуаров. На его основе изготавливают стеновые панели, прочные и легкие бетоны. Материал подходит для применения в очистных сооружениях. Здесь он выполняет роль фильтрующего элемента. В качестве заполнителя при изготовлении легких бетонов может использоваться керамзитовый щебень фракциями от пяти до сорока миллиметров. Керамзитовый песок также служит заполнителем для растворов и легких бетонов. Частицы такого песка имеют размеры до 5 мм. Керамзиту присущи: высокая прочность, неплохое соотношение качества и стоимости, долговечность, кислотоустойчивость, влагостойкость, химическая инертность. Этот экологически чистый, натуральный материал обеспечивает хорошую тепло- и звукоизоляцию.
Яндекс.Метрика