Способ изготовления керамзита Советский патент 1983 года по МПК C04B31/20 

ел

00 ;о

СА5 Изобретение относится к промышлен ности строительных материалов н може быть использовано при лроизволстве керамзитового, заполнителя для бетона пластичны способом. Известен способ изготовления керамзита путем введения органической добавки в глинистое сырье, подсушивание сформованных гранул и обжига f| . Известным способом керамзит с ми нимальной объемной массой получается только из хорошо вспучивающегося глинистого сырья 1 категории, а из средне- и слабовспучивающихся глин II и III категорий полученный керамзит имеет высокую объемную массу. Наиболее близким к изобретению является способ изготовления керамзита, включающий приготовление шихты путем смешивания сырья с. жидкой органическрй добавкой, вьвдержку шихты, формование сырцовых гранул, подсушивание их до остаточйой влажности 7-16%, термообработку при 40-100°С в течение ,1-10 ч и обжиг. Выдержка приготовленной шихты осуществляет ся в технологическом цикле в.течение 30 мин: это время прохозкдения ыихты через глиномешалку, формовочный прес по транспортерным линиям и т.д. 2j . Известный способ не обеспечивает получение керамзита с достаточно низ кой объемной массой из средне- и сла бовспучивающихся глин II и 1Г1 категории. Кроме того, из глинистого сырья с высокой карьерной влажностью гранулы формуются неплотные, которые при сушке и обжиге растрескиваются. Получаемый керамзит имеет повышенную насыпную плотность я пониже ную прочность. Цель изобретения - снижение насып ной плотности керамзита при сохранении прочности. Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления керамзита, включающему приготовление шихты путем смешивания сырья с жидкой органической добавкой, вьвдерж ку шихты, формование сырцовых гра-4 нул, их сушку и обжиг, выдержку шихты осуществляют при 1-80°С в течение 10-300 сут. Способ заключается в следующем. В глиномолалке исходное сырье сме шивают с жидкой органической добавкой. Приготовленную шихту выдерживают при температуре в массе шихты 1-80°С в течение 10-300 сут, затем формуют .сырцовые гранулы, подсушивают их и обжигают в печи. Предварительную выдержку шихты осуществляют в глинозапаснике или в складских по-: мещениях закрытого (открытого) типа. Пример 1. Для исследования в лабораторных условиях используют средневспучивающееся г линистое сырье Кудеевского месторождения II категории и хорошо вспучивающееся сырье Нурлатского месторождения Г категории. Из этих глин готовят составы шихты для формования сырцовых гранул. Шихта 1 - из глинистого сырья 1 категории в естественном составе (без вспучивающих добавок); шихта 2 глинистое сырье TI категории с 1,5% жидкой органической добавкой (керамзин), шихта № 3 - глинистое сырье 11 категории с 1,5% твердой органической добавкой (древесные опилки). Приготовленные составы шихты с влажностью 28% отдельно складируют в небольшие гурты, накрывают полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения -влаги. Шихты предварительно вьщерживал)т при 20°С в течение 200 сут. Затем из выдержанной шихты формуют гранулы, сушат до остаточной влажности 16% и обжигают в шахтной печи, где температурный режим соответствует нагреву материала во вращающейся печи 2,5 х 40 м. Качество лабораторных образцов керамзита приведено в табл.1. Предварительная выдержка шихты (I)) из хорошо вспучивающегося глинистого сьдрья 1 Кс1тегории не снижает насыпную плотность керамзита. Применение выдержки и з шихты (З) из средневспучивающегося глинистого сырья 11 категории с твердыми органическими добавками (древесные опилки) -также не снижает насыпную плотность . При обжиге сырцовых гранул из шихты (2) без предварительной выдержки получаемый керамзит имеет насыпную плотность 518 кг/м(марка 550), Термообработка при 80®С в течение 3 ч подсушенных сырцовых гранул до влажности 16% способствует снижению насыпной плотности с 518 до 475 кг/м(марка 500). Насыпная плотность керамзитового гравия, полученного из предварительг но выдержанной шихты при в течение 200 сут, снижается с 475 до 430 кг/м(марка 450р. Следовательно процесс предварительной выдержки шихты более эффективен, чем процесс термообработки подсушенных сырцовых гранул. Эффективность предварительной выдержки шихты по снижению насыпной плотности керамзита зависит от времени выдержки и температуры (см. табл.2). Для изготовления керамзита предложенным способом и известным используют шихту из средневспучивающейся глины Кудеевского месторождения 98,5% и керамзина 1,5%. При -1°С предварительная выдержка шихты неэффективна, Ioлyчae n lй керамзит имеет насыпную плотность 518 кг/м. Это вызвано тем, что при отрицательных температурах шихта смерзается-. Вьодержка шихты при 90 С позволяет снизить насыпную плотность керамзита до 453 кг/ммарка 500. выдерживание шихты при температурах -1,0°С и при и BbEiie не позволяет получить керамзит марки 4ЬО. Для получения керамзита марки 4 крайние значения температур и длительность Бьщер;кки шихты следующи при 1°С длительность выдержки 300 сут (j|i 437 кг/м - марка 45o при 30С длительность вьщержки 10 сут (f 440 кг/м - марка 450 Среднее значение при 40 С длительность вьщержки 1000; Сут (ifx 434 кг/м). Таким образом, ингредиент по вр мени предварительной выдержки шихт 10-30 сут, а ингредиент по темпера туре должен быть в пределах 1-80®С Насыпная плотность керамзита по известному способу (сырцовые грану влажностью 16% термообрабатывшот при 30®С в течение 4 ч ) 475 кг/м П р и м е р 2. Проверку процесса предварительной вьщержки шихты проводят в заводских условиях. Гот вят шихту из глинистого сырья Плод ского месторождения (средневспучиваюцееся, II категории) при карьер ной влажности 32% с добавкой керам на в. количестве 1,5% на массу. Гли нистое сырье с керамзином смешиваю в глиномешалке и затем складируют глинозапаснике и подвергают предварительной выдержке в течение 200 су при 20°С. По истечении срока выдерж ки шихты готовят сырцовые гранулы, подсушивают в сушильном барабане и направляют в сорокаметровую печь на обжиг. Результатьа испытаний . представлены ниже Дпрототип и предлагаемый керамзит соответственно). Влажность шихты, мас.%32 32 Производительность печи по полуфабрикату, ,5 6,5 Гранулометрический состав полуфабриката, мас.% 0-5 мм 30 10 5-20 мм 70 90 Выход керамзита из печи, 12,8 13, Насыпная плотность керамзита (общая), кг/м 514 465 Прочность при сдавли: вании в цилиндре,. КГ/СМ2 - 00 л Гранулометрический состав керамзита, мас.% 0-10 мм 10-20 мм Таки.м образом, s случае изготогглсния сырцовых гранул Оеэ предиарительной выдержки ьихты и с послелугощей термообработкоГ; сирцоных гранул подсушенные - 16%) при 80°с в течение 4 ч насыпная плотность кера.мзита 514 КГ/М-- марка 550. С использованием- процесса предварительной выдержки 1 1ихты объемная насыпная плотность керамзитового гравия снижается до 465 марка 500. Вь1ход керамзита из печи повышается на 1,1 м/ч (с 12,8 до 13,9 ) . Прочность карамзита сохраняется на одном уровне (23,0 кг/см), но его коэффициент конструктивного качества повышается с 45,1 до 49.1. Предварительная выдержка шихты оказывает положительное влияние на процесс сушки л обжига ctapuosbix гранул. В сушильном барабане сырцовые гранулы не растрескиваются, происходит равномерное подсушивание. На гранулах нет трещин и вследствие этого количество мелочи (фр. 0-5 мм) в полуфабрикате сокрацается с ЗС яо 10%. Положительный эффект предварительной вьздержки шихты по снижению насыпной плотности керамзита объясняется тем, что жидкая органическая добавка постепенно адсорбируется в микрокапиллярах на поверхности частиц глин. Адсорбированная добавка преждевременно не окисляется и не восстанавливаются окислы железа. Восстановительные процессы смещаются в область более высоких температур при условиях низкой вязкости пиро- . пластической массы и в результате дополнительного количества газов ( ) от реакций восстановления в Fe всп 1ивают керамзит. Кроме того, выдержка шихты оказывает положительное влияние на сушку сырцовых гранул и обжиг керамзита. Добавка, постепенно адсорбируясь, вытесняет воду из микрокапиллярюв, тем самым уменьшается количество межпакетной воды между слоями минералов, гранулы формуются более плотными. При длительном контакте глины с жидкой органической добавкой в естественных условиях последняя окисляется без выделения газов-восстановителей (со), желтый цвет глины превращается в темно-серый и глинистое сырье переходит в класс высоковспучивающихся глин. У окисленной добавки повышается ее связующая, способность по отношению глинистых частиц, которые при сушке и обжиге не растрескиваются.. При производстве 100 тыс. м керамзита в год экономический эффект от изобретения в сравнении с базовым способом составит 22 тыс. р. в год.

Состав шихты

Влажностьшихты, май.1

Глинистое сырье 1 категории, в естественном составе

Глинистое сырье 11 категории 98,5%, керамзин 1,5%

Глинистое сырье II категории 98,5%, древесные опилки 1,5%

Таблица 1

Насыпная плотность керамзита, КГ/М7 из шихты

арительной выс предваирительной выдержкой при 2Q°C

те1рмообработка подв течение 200 сут сушенных (до Vt 16%) сырцовых гранул при ,в течение 4 ч (прототип)

350

350

350

475

518

430

560

560

560

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕН 1Я КЕРАМВИТА, включающий приготовление шихты путем смешивания сарья с жидкой органической добавкой,выдержку шихты, формование сырцовых гранул, их сушку и обжиг,о т л и ч a и и с я тем, что, с целью снижения насыпной плотности керамзита при сохранении прочности, выдержку шихты осуществляют при в тече,иив 10-300 сут.