Способ изготовления пористого заполнителя

:.:,.-; яТц 1-.111 Ч).)1 Я)1с,)ЛОТ" ЬА ЕН ЛЬ Т ОРИСТОГО(57) Изобретени лению пористого быть испольэова заполнит о в прои и мож тве к т амзита из глин нижения насыпи ения прочности ранул до остат сырья. Дляности и повый п нителя сушкувлажности 3-187. и ой проводят втеплового воз -я от начальнойемпературе у гряну тающего оносите равной ул, до ростью,сушкоэрас при эт режиме производов и може зобретение осится деиств е я получе быть использова зита из глинистЦель изобрет ной плотности и уры, гра ера исходных ратуры с онечнои темпеопределяемой о с овышение прочност рмуле по заполнителя.Способ из полнителя, п осуществляют тов имущ 10002 П . 0 К(В - В )уте рассева, сушки до в потоке газового оеплоносителя с к не выше 450 С, и охлаждения,гд ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ Ин двторсном сви(46) 30,06,90. Бюл. Ь" 24 (71) Днепропетровский филиал Научно исследовательского института строительного производства(72) В,И. Гунчак и И.К, Зажарский (53) 666.972,125 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 640985, кл. С 04 В 14/12, 1976.Онацкий С,П, Производство керамзита. И,: Стройиздат, 1987, с, 181- 185.(54) СПОСОБ ИЗГОтОВЛКЗАПОЛНИТЕЛЯ относится к изготовву строительных мате о сырья.ия - снижение насып ния пористого заственно керамзита,дробления породы,лажности 3-18 ь нечнои температурои последующего обжига 2проводят в режиме возрастающего теплового воздействия при скорости нарастания температуры теплоносителя, определяемой по формуле Ч =(100/Т) 1000 Ер/Пл,К (В 1 В ), С/мин, где Ч - скорость подъема температурыотеплоносителя, С/мин; Тс - продолжительность сушки сырья, принимается в пределах 40-60 мин; К- прочность при сжатии сырцовых гранул, высушенных в естественных условиях до требуемой остаточной влажности, МПа; В - абсолютная влажность исходнойиглинистой породы,Е; В - остаточная абсолютная влажность сырцовых гранул,ь; П- пластичность исходного глинистого материала; К - коэффициент чувствительности глин к сушке. Способ обеспечивает получение сырцовых гранул прочностью 1,0 - 1 4 МПа снижение насыпной плотнос- У3 ти керамзита до уровня 307-360 кг/м и повышение прочности до 1,5-1,7 МПа, 2 табл. корость подъема температуои теплоносителя С/мин;Т - продолжительность сушкисырья, принимается в пределах 40-60 мин;Е - прочность при сжатии сыри 5цовых гранул, высушенныхв естественных условиях дотребуемой остаточной влажности, МПа;В 1, - абсолютная влажность исходной породы, 7.,В о в , - остаточная абсолютная влажность сырцовых гранул, 7.;П - пластичность исходного гли 6нистсго сырья; м 5К - коэффициент чувствительносЧти глин к сушке.Сущность процесса сушки сырцовых гранул в режиме возрастающего теплового воздействия заключается в том, 7 р что в период тепловой обработки сырца (гранул) скорость набора температуры теплоносителем постепенно увеличивается, в частности от 1 С/мин в начаоле сушки и до 15 С/мин в конце, В 25 каждом конкретном случае увеличение скорости набора температуры теплоносителем на протяжении всего периода сушки определяется с помощью математического выражения, учитывающего ЗО основные характеристики глины: влажность, пластичность, чувствительность к сушке, а также механическая прочность гранул, высушенных до требуемых значений остаточной влажности. Это позволяет осуществить мягкийрежим влагоудаления из гранул, что существенно повышает их прочность и значительно улучшает качество керамзита. 40Важным является начальный период тепловой обработки, когда вероятность возникновения усадочных деформаций в глинистом материале наиболее высокая, что ведет к образованию тре щин и разрушению сырцовых гранул,Исследованиями установлено, что в период интенсивной тепловой обработки глинистого материала развивается неравномерная объемная усадка50 внутренних и поверхностнь 1 х слоев глиняных гранул. Вследствие этого, в обрабатываемом материале возникают усадочные напряжения. Этим напряжением противодействуют силы упругого сопротивления структуры, т.е. силы, обуславливающие прочностные свойства глиняных гранул. Поэтому в процессе интенсивного удаления влаги иэ глинистого материала происходит разрушение отдельных слоев глины, образуются микротрещины, снижающие прочность гранул и соответственно ухудшающие качество готового продукта - керамзита.Способ осуществляют следующим образом.Вспучивающуюся глинистую породу, например черную сланцеватую глину измельчают первоначально в глинорыхлителе, а затем в валковой дробилке рассеивают пс фракции 0-5, 5-10 и 10-20 мм и с помощью транспортера подают в сушильный барабан, Парамет-, ры тепловой обработки глинистой породы в барабане выбирают в зависимости от продолжительности сушки и характеристики глины, ее влажности, пластичности, коэффициента чувствительности к сушке, а также прочности полуфабриката, высушенного в естественных условиях.Режим подъема температуры теплоносителя с учетом изменения физико-механических свойств гранул-сырца рассчитывается по формуле100 10002 о ч = (- - ) - -. --- -, С/мин, (и.где у - скорость подъема температуры теплоносителем, С/мин;Т - продолжительность сушкиссырья, принимается в пределах 40-60 С/мин;К - прочность при сжатии сырцоввых гранул, высушенных вестественных условиях дотребуемой остаточной влажности, МПа;В - абсолютная влажность исходглинистой породы, Е;В - остаточная абсолютная влажостность сырцовых гранул, 7.;П - пластичность исходного глинистого сырья;К- коэффициент чувствительнос-ти глин к сушке,Расчет производится в следующейпоследовательности.Сначала определяют оптимальноезначение остаточной влажности гранул,в частности черных сланцевых глин,Остаточная влажность определеннаяпри наименьшей насыпной плотности,составляет 107 Исходная влажностьна основании лабораторного анализасырья, отобранного на призаводском5 1 складе, составляет 25 К. Затем опредецяют значения К, которые для значений влажности 1 О и 25 ь составляют соответственно 1,1 и 0,4 МПа. Значения П и Кч определяют методом лабораторного анализа глинистого сырья, Для черных сланцеватых глин П = 20, К= 1,5. Продолжительность сушки принимаем равной 50 мин (средний показатель).Подставив значения расчетных показателей в формулу, получим значение ч на начальной и заключительной .стадиях сушки: 100 . 10000 4ч =Таким образом, в начале сушкисырца, например, из черных сланцеватых глин скорость подъема температуры теплоносителем должна составлять 2,3 С/мин, а в конце - 9,6 С/минДля определения закономерности1увеличения скорости подъема температуры теплоносителем от 2,3 до.о.9,6 С/мин необходимо определить темпы изменения влажности сырцовых гранул от 25 до 10 Е при его термообработке в режиме возрастающего теплового воздействия.Методика проведения испытаниявключает применение термогравиметрического способа с регулированием скорости нагревания сырцовых гранул,обеспечивающим влагоудаление со скоростью 4-11 г/мин, Высушивая материал в режиме возрастающего тепловоговоздействия для поддержания режимавлагоудаления в указанном пределе,постепенно увеличивают темп ростатемпературы нагревания с 2,3 до9,6 С/мин. При этом промежуточныеозначения влажности и время их достижения фиксируются,Результаты испытаний приведеныв табл,1. С учетом данных табл.1 строят температурно-временный режим сушки глин, обеспечивающий получение прочного полуфабриката - сырцовых гранул,В качестве исходных условий прини- мают условия переработки сырья в 574561 6летне-осенний период в Днепропетровской области, когда температура исходного материала составляет +22,3 С.5(Однако, если в других условиях исходная температура материала составляет, например +10 С или +70 С, эффективность способа не уменьшается,так как в этом случае начальная температура соответственно равняетсяо о+10 С или +70 С, что исключает воз-:можность возникновения термическихнапряжений и соответственно предотвращает разрушение гранул), Соглас 15 но-построенному температурно-временному режиму, конечное значение температуры теплоносителя при сушкечерных сланцеватых глин составляет415,6 С.Анализ скорости подъема температуры теплоносителем показывает, чтотемпература тепловой обработки возрастает по нелинейному закону. Особенно ярко нелинейность выражена в25 начальный период сушки, когда скорость подъема температуры теплоносителем увеличивается сравнительно низкими темпами. При этом температуратеплоносителя в начале сушки состав 30 ляет +22,3 С, а в конце +415;6 С.Таким образом, скорость подъематемпературы теплоносителем, котораяне имеет постоянного фиксированногошачения, увеличивается по мере термического упрочнения гранулы, обеспечивая влагоудаление в пределах рациональных значений 4-11 г/мин,Указанная формула скорости нарастания температуры теплоносителя носит40 обобщенный характер, учитывает разсырья,пользуемые в производстве керамзита,т.е, требуемого режима сушки можнодостичь, уменьшив скорость подъема45 температуры теплоносителем до 1 С/минов начале сушки с последующим ее увеоличением до 15 С/мин в конце сушки,Это позволяет смягчить режим влагоудаления из глинистого материала иуменьшить его чувствительность ксушке.Характеристика свойств сырцовыхгранул и обожженного продукта - керамзита представлена в табл.2 прииспользовании черной сланцеватойглины. Способ обеспечивает получение сырцовых гранул прочностью 1,0Скоростьнагревания,С/мин 5,35 5,72 6,1 6,4 6,72 7,13 7,5 7,82 8,15 8,6 8,9 9,6 Влажностьполуфабриката, ХПрочностьполуфабриката присжатий Ица 0 99 1 00 1 02 1 04 1 05 1 06 1 07 1 078 1 0860920961 10 16,8 16,0 15,0 14, 13,3 12,6 12,2 11,7 11,4 10,8 10,5 10,0 1,4 ИПа, снижение насыпной плотнос-ти кеоамзита до уровня 307-360 кг/м при повышении прочности до 1,5 " 1,7 МПа,Использование способа при производстве керамзита из пластичных, чувствительных к сушке глин позволяет снизить насыпную плотность пористых заполнителей ча 15-253, повысить их прочность на 0,5-1,0 ИПа, повысить однородность готовой продукции и уве" личить ее выход с 1 т глинистого материала.15 Формула изобретения Способ изготовления пористого заполнителя, преимущественно керамзита, путем дробления породы, рассева, сушки до влажности 3-183 в потоке газо-. вого теплоносителя с конечной температурой не выше 450 С, последующего обжига и охлаждения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности и повышения прочности заполнителя, сушку гранулпроводят в режиме возрастающего теплового воздействия теплоносителя отначальной температуры, равной температуре исходных гранул, до конечнойтемпературы со скоростью ч (град/мин),определяемой по формуле продолжительность сушкисырья, принимается в пределах 40-60 мин;прочность при сжатии сырцовых гранул, высушенныхв естественных условиях дотребуемой остаточной влажности, МПа;абсолютная влажность исходной глинистой породы;остаточная абсолютная влажность сырцовых гранул, Е;пластичность исходного глинистого сырья;коэффициент чувствительности глин к сушке.10 1574561 Т а б л и ц а 2 Способ Показатели Предлагаемый Известный Пример Сушка гранул спостоянной температурой теплоносителя Сушку гранул проводят прн возрастающем тепловом воздействиитеплоносителя со скоростьмнарастания температуры в пределах 1-15 С/мин Режим сушки гранулв потоке газового теплоносителя до остаточной влажности 3-1 ЕжПрочность высушенных сырцовых гранул, МПаКоэффициент трещино,ватости сырцовых гранулХарактеристика керамзитаПлотность насыпнаякг/м3Прочность присжатии, МПа 1,25-1,40 0,40-0,80 1,0-1,2 5,1-3,3 6,0-5,3 14,8-12,1 307-340 344-360 400-450 1,50-1,64 1,1-1,4 1,70 Составитель В. ОбразцовРедактор Т, Лазоренко Техред М.Дидык Корректор М. Кучерявая Заказ 1754 Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5