Заполнители бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Обогащение керамзита

Применительно к керамзитовому гравию термин «обогащение» означает разделение его на классы по плотности зерен. Более легкий будет богаче хорошо вспученными зернами, более тяжелый — богаче менее вспученными, зато более прочными зернами.

В ВНИИСтроч В. Л. Пржецлавским разработана технология сепарации керамзитового гравия (и других подобных материалов) в кипящем слое. Кипящий слой (псевдоожиженная среда) требуемой плотности создается продуванием воздуха снизу вверх через слой мелкозернистого материала — утяжелителя. Плотность псевдо-ожиженной разделительной среды назначается в зависимости от плотности зерен обогащаемого керамзита. Например, если плотность зерен керамзита составляет 0,5... 0,7 г/см3, то в среде с плотностью 0,6 г/см3 зерна с плотностью 0,5... 0,6 г/см3 всплывают, а с большей плотностью тонут, т. е. керамзит будет разделен на два более однородных класса.

Псевдоожиженный слой плотностью 0,6 г/см3 может быть получен при использовании в качестве утяжелителя молотого керамзита фракции 0,315...0,63 мм. Молотый кирпич такой же фракции дает "глотность слоя около 0,8 г/см3, кварцевый песок фракции 0,14... 3,315 мм — около 1,2 г/см3 и т. д.

А. А. Эльконюк и другие (НИИкерамзит) установили возможность сепарации керамзитового гравия в кипящем слое без промежуточного утяжелителя. В этом случае утяжелителем служит сам керамзитовый гравий. Он непрерывно поступает в классификационную камеру сепаратора, через решетчатое дно которой вентилятором подается поток воздуха ( 8.12). При определенной скорости подачи воздуха создается режим псевдоожижения, и керамзитовый гравий расслаивается: сравнительно тяжелые зерня опускаются вниз, а легкие сосредоточиваются в верхней части слоя, откуда и отбираются отдельно.

Если сравнить два описанных выше способа сепарации — с промежуточным утяжелителем и без него, то в первом случае эффективность сепарации абсолютная (в среде определенной плотности легкое зерно всплывает, а тяжелое потонет), а во втором она зависит от крупности, зернового состава, формы зерен и других факторов, не связанных непосредственно с плотностью. Поэтому при разделении без промежуточного утяжелителя в легком классе с некоторой вероятностью могут оказаться и тяжелые зерна, в тяжелом классе — легкие. Все же, по данным А. А. Эльконюка, коэффициенты вариации насыпной плотности сепарированного легкого и тяжелого керамзитов в 2 раза меньше коэффициента вариации исходного. При этом без промежуточного утяжелителя упрощаются технология сепарации и аппаратурное оформление процесса.

Считается, что керамзитовый гравий и другие пористые заполнители подлежат обогащению только в условиях сухой сепарации, что их нельзя увлажнять, поскольку, например, по ГОСТ 9759—83 влажность поставляемого керамзитового гравия должна быть не более 2%. Однако это ограничение касается поставляемого гравия, а при использовании его можно увлажнять, как того требует технология. В технологии легких бетонов нередко рекомендуется предварительно увлажнять пористые заполнители, чтобы уменьшить поглощение ими воды из бетонной смеси.

В связи с этим, по мнению С. М. Ицковича, в ряде случаев целесообразно проводить сепарацию керамзитового гравия в воде. Предложенный сепаратор представляет собой ванну с водой, снабженную двумя скребковыми транспортерами, один из которых убирает со дня ванны тонущий керамзит, другой—-всплывающий. Керамзит, подаваемый на сепарацию, находится в воде не более 5 с. Вода — подходящая среда для разделения керамзита по плотности зерен на два класса. Для иллюстрации приведем следующие данные. Исходный керамзитовый гравий имел насыпную плотность 435 кг/м3. Из него в результате сепарации получен более легкий с насыпной плотностью 371 кг/м3 (выход более 65% по массе, или 76% по объему) и более тяжелый — 636 кг/м3 (35% по массе, 24% по объему). При испытании в бетоне исходный керамзит имел предел прочности 6 МПа, всплывший в воде — тоже около 6 МПа, а потонувший — 16 МПа. На всплывшем керамзите получен более эффективный теплоизоляционный бетон, на потонувшем — конструкционный с экономией цемента.

Таким образом, для повышения однородности керамзита есть два пути:

первый состоит в совершенствовании технологии производства, усреднении сырья и т. д.;

второй — в разделении готовой продукции по плотности зерен.

Перспективы первого пути ограничены. Улучшение переработки сырья, оптимизация режимов термообработки и другие подобные мероприятия, конечно, повысят качество керамзита, но однородность его тем не менее останется невысокой: каждая гранула вспучивается по-своему, добиться идентичности гранул невозможно, и условия их вспучивания в печи не могут быть одинаковыми. При этом осуществление мероприятий по более тщательной переработке сырья, оптимизации режимов требует дополнительных затрат и, возможно, уменьшит выход продукции.

Поэтому предлагается другой путь: в производстве керамзита на первом этапе следует исходить из одного критерия — давать больше продукции при минимальных затратах, а затем уже путем сепарации готового керамзитового гравия по плотности зерен получать кондиционную продукцию разных классов по свойствам и назначению. Это реальный путь повышения качества керамзита, сочетающийся с увеличением объема его производства и снижением себестоимости.