Торопка Н.Е.1, Кутугін В.А.2
1Кандідат технічних наук, 2Кандідат технічних наук, Національний дослідницький Томський політехнічний університет
ЗАЛЕЖНІСТЬ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ глинистої сировини В ТЕХНОЛОГІЇ керамзиту
анотація
У статті розглянуто - дослідження фізико-хімічних властивостей глинистої сировини на порізаціонную здатність глинистого сировини в технології виробництва керамзиту. Також проведена залежність хімічного складу глинистого на пороутворення в гранулах керамзитового гравію.
Ключові слова: керамзит, легкі бетони, хімічний склад, спучування глин, порізаціонная здатність.
Toropkov NE1, Kutugin VA2
1Candidate of Technical Sciences, 2Candidate of Technical Sciences, National Research Tomsk Polytechnic University
DEPENDENCE OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF CLAY RAW MATERIAL IN TECHNOLOGIES OF CLAYDITE
Abstract
The article considers research of physical and chemical properties of clay raw materials for porous ability clay raw material in the production technology of expanded clay aggregate . Also is held dependence on the chemical composition of the clay pore formation in the granules of claydite gravel .
Keywords: claydite, lightweight concrete, chemical composition, swelling clays, porous ability.
Одним з найбільш ефективних наповнювачів для збірного бетону та залізобетону є керамзит, одержуваний спученням глинистих порід в обертових печах. Виробництво якісного керамзиту з найбільш поширених глинистих порід часто ускладнюється невідповідністю фізико-хімічної природи спучування сировини технології його випалу.
Існування різних думок про причини спучування і пороутворення в глинистому сировину при його високотемпературної термічної обробки для отримання керамзитового гравію, суперечливість деяких з цих думок свідчать про недостатню вивченість основних фізико-хімічних факторів спучування і пороутворення.
Наші дослідження закономірностей, контролюючих спучування глин, були спрямовані на дослідження прямої залежності складу полімінеральних глин на вспучіваемость і пороутворення. Мінеральний склад порід встановлювався в результаті комплексних досліджень. Для дослідження були взяті глини 11 родовищ, з різним складом.
Було визначено хімічний склад проб глин і сланців, що відрізняються за ступенем спучування. Отримані дані показують, що глини, що містять більше 80% Si02, в більшості випадків непридатні для виробництва керамзиту. У міру збільшення вмісту Si02 і зменшення вмісту А1203, Fe203, MgO, Na2O і К20 вспучіваемость глинистих порід зменшується.
Велика кількість кварцу в глинистих породах, особливо в великих зернах, погіршує вспучіваемость глин. Частково оплавлені великі зерна кварцу, вкраплені в матеріалі стінок осередків, погіршують структуру, збільшують об'ємна вага зразків, підвищують їх крихкість.
Велика кількість кварцу характерно для томських глин Верхової і Жовтневого родовищ.
Присутність в глинистих породах 10-12% дрібнодисперсного кварцу істотно не впливало на вспучіваемость глин при випалюванні. Також були проведені ряд експериментів по відмулюванням глини, для зменшення вмісту кварцових включень, які показали, що зі зменшенням вмісту кварцу, кінцева щільність спучених матеріалів зменшується.
Більшість добре спучуються глин і сланців містить 17-22% А1203. У міру зменшення вмісту А1203 вспучіваемость глин різко знижується. Надлишок А1203 в глинах (більш 22-24%) також негативно позначається на вспучіваемості глинистого сировини при випалюванні - різко підвищується температура спучування. Проте глини, що містять близько 22-24% А1203, добре спучуються при кілька підвищених температурах випалу, даючи міцний заповнювач з однорідної мелкоячеистой структурою при повній відсутності осклування стінок осередків і зовнішньої поверхні гранул; такі деякі юрські глини із залишками белемнитов Тульської області.
Зі зниженням вмісту оксидів заліза вспучіваемость глин помітно зменшується. Характерно, що зниження вспучіваемості глинистих порід відповідає збільшення відносини Fe203: Fe0. Абсолютна кількість закису заліза падає. У глинистих породах з високою вспучіваемостью Fe203 зазвичай переважає над FeO. Встановлено, що в міру зниження здатності до здуття в довжинах помітно зменшується вміст MgO, введення якого в суміші з содою до деяких тугоплавкі і вогнетривкі глини, навпаки, викликає їх спучування при випалюванні.
Переважна частина глинистих порід, що виявляють високу вспучіваемость, містить невеликі кількості окису кальцію (до 2 3,5%). У міру збільшення вмісту СаО в глинах випал приготованих з них гранул сирцю різко погіршується. Більшість досліджених глин і сланців, що володіють високим ступенем вспучіваемості, містять близько 2,5-3% (K20 + Na20). У деяких добре спучуються глинах вміст цих оксидів ще вище. Значно нижчий вміст К20 Na20 в глинистому сировину з малим ступенем вспучіваемості. Хімічний склад глинистих порід, що визначає ступінь їх легкоплавкости і дає можливість судити про в'язкості розплаву при температурах спучування, сам по собі не може визначити здатність глинистого сировини до здуття. Однак він дає можливість судити про непридатність деяких категорій глинистих порід для виробництва керамзиту. В результаті ряду експериментів були визначені оптимальні змісту (в%) компонентів в глинистому сировину (в перерахунку на прожарену речовину): SiO2: 55-67, А1203: 20-24, MgO: 1,5-3,5, СаО: 1, 5-2,5, Fe203 + FeO: 6-9, К20 + Na20: 1,5-3,5. Глини і сланці з іншим змістом окремих компонентів, як правило, відрізняються більш низькою вспучіваемостью.
Проведений хімічний аналіз вмісту оксидів в основних глинах Томській і Кемеровській області представлений в таблиці 1.
Таблиця 1 - Хімічний склад красножгущейся глинистого сировини
Примітка - в чисельнику значення в повітряно-сухому стані, в знаменнику - в прожареному.
Встановлено, що найкраще спучуються глини гідрослюдистої-каолінітові і гідрослюдистої-монтморилонітові родовищ Юргінскій, Новорождественська, Родіонівське і Корниловское, а також глина Тульської області.
література
- Онацький С.П. Виробництво керамзиту. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М .: Стройиздат, 1987. - 333 с.
- Онацький, С.П. Вибір і оцінка глинистого сировини для виробництва курамзіта. / С.П. Онацький - М .: Державне видавництво літератури за будівельними матеріалами, 1957. - 20 с.
References
- Onackij SP Proizvodstvo keramzita. - 3-e izd., Pererab. i dop. - M .: Strojizdat, 1987. - 333 s.
- Onackij, SP Vybor i ocenka glinistogo syr'ja dlja proizvodstva kuramzita. / SP Onackij - M .: Gosudarstvennoe izdatel'stvo literatury po stroitel'nym materialam, 1957. - 20 s.
