Контрольная работа по «Материаловедению и технологии конструкционных материалов»

Производство  керамзитового песка по обычной  технологии во вращающейся печи неэффективно. Некоторая примесь песчаной фракции получается при производстве керамзитового гравия за счет разрушения части гранул в процессе термообработки, однако он сравнительно тяжелый, так как мелкие частицы глинистого сырья практически не вспучиваются (резервы газообразования исчерпываются раньше, чем глина переходит в пиропластическое состояние). Кроме того, в зоне высоких температур мелкие гранулы разогреваются сильнее крупных, при этом, возможно, их оплавление и налипание на зерна гравия.

На многих предприятиях керамзитовый песок получают дроблением керамзитового гравия, преимущественно в валковых дробилках. Себестоимость дробленого керамзитового песка высока не только в связи с дополнительными затратами на дробление, но главным образом потому, что выход песка всегда меньше объема дробимого гравия. Коэффициент выхода песка составляет 0,4—0,7, т. е. в среднем из 1 м3 гравия получают только около 0,5 м3 дробленого керамзитого песка. При этом почти вдвое возрастает его насыпная плотность.

В настоящее  время при получении керамзитового  песка лучшей считают технологию его обжига в кипящем слое.

В вертикальную печь загружается глиняная крошка крупностью до 3 или 5 мм, получаемая дроблением подсушенной глины или специально приготовленных по пластическому способу и затем высушенных гранул. Через решетчатый (пористый) под печи снизу под давлением подают воздух и газообразное топливо (или же горячие газы из выносной топки). При определенной скорости подачи газов слой глиняной крошки разрыхляется, приходит в псевдоожиженное состояние, а при ее увеличении как бы кипит. Газообразное топливо сгорает непосредственно в кипящем слое. Благодаря интенсификации теплообмена в кипящем слое происходит быстрый и равномерный нагрев материала. Частицы глины обжигаются и вспучиваются примерно за 1,5 мин. Перед подачей в печь обжига глиняная крошка подогревается в кипящем слое реактора термоподготовки примерно до 300 °С, а готовый песок после обжига охлаждается в кипящем слое холодильного устройства. Насыпная плотность получаемого керамзитового песка— 500—700 кг/м3. К зерновому составу керамзитового песка предъявляются требования, аналогичные требованиям к природному песку, но крупных фракций в нем должно быть больше.

Проблему получения  керамзитового песка, достаточно эффективного по свойствам и себестоимости, нельзя считать полностью решенной. Часто при получении керамзитобетона в качестве мелкого заполнителя применяют вспученный перлит, а также природный песок.

Сырье.

Сырьем для  производства керамзита служат глинистые  породы, относящиеся в основном к  осадочным горным. Некоторые камнеподобные глинистые породы — глинистые сланцы, аргиллиты — относятся к метаморфическим.

Применение.

Наиболее широкое  применение керамзитобетон находит  в качестве стенового материала. В ряде районов страны стеновые панели из керамзитобетона стали основой массового индустриального строительства. Особенно эффективно применение для стеновых панелей хорошо вспученного легкого керамзитового гравия марок 300, 400, до 500 (по насыпной плотности).

Теплоизоляционный крупнопористый керамзитобетон - самый  легкий бетон, который можно получить на данном заполнителе. Его плотность при минимальном расходе цемента лишь немного больше насыпной плотности керамзитового гравия.

На керамзите  марок 700, 800 получают конструкционные легкие бетоны с пределом прочности при сжатии 20, 30, 40 МПа, используемые для производства панелей перекрытий и покрытий, в мостостроении, где особенно важно снизить массу конструкций.

Керамзит - это  экологически чистый утеплитель. В  переводе с греческого языка на русский "керамзит" переводится как "обожженная глина". Он представляет собой легкий пористый материал, получаемый при ускоренном обжиге легкоплавких глин. По внешнему виду керамзит напоминает гравий, то есть представляет собой гранулы преимущественно округлой или овальной формы различного размера, поэтому часто его называют керамзитовый гравий. В технологическом процессе изготовления керамзита наблюдаются два явления: при резком тепловом ударе, подготовленной специальным образом глины, она вспучивается, чем достигается высокая пористость материала, а внешняя поверхность быстро оплавляется, что придает материалу достаточно высокую прочность и устойчивость к внешним воздействиям и создает почти герметичную оболочку. Поэтому качество керамзита во многом определяется точностью исполнения технологического процесса.

В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) - от 200 до 400 кг/куб. м. и  выше. Чем ниже плотность вещества, тем он более пористый, а значит, обладает более высокими теплоизоляционными свойствами. Но тем сложнее при производстве получить необходимую прочность. Материал также характеризуется величиной керамзитовых гранул, которая колеблется от 2 до 40 мм, и в зависимости от их размера подразделяется на фракции, например 5-10 мм или 10-20 мм. Основываясь на размерах, продукцию делят на керамзитовые гравий, щебень и песок.

Гравий - это частицы округлой формы диаметром 5 - 40 мм, получаемые вспучиванием легкоплавких глин. Он морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных примесей. Керамзитовый щебень - это наполнитель произвольной формы (преимущественно угловатой) с размерами частиц 5 - 40 мм. Он получается путем дробления кусков вспученной массы керамзита. Керамзитовый песок - наполнитель с размерами частиц 0,1 - 5 мм. Его получают при обжиге глинистой мелочи во вращающихся или шахтных печах, отсевом из общей массы или путем дробления более крупных кусков керамзита.

Таким образом, керамзит это  уникальный керамический пористый гравий, который обладает следующими свойствами:

- легкость и  высокая прочность;

- отличная тепло и звукоизоляция;

- огнеупорность, влаго-  и морозоустойчивость;

- кислотоустойчивость, химическая  инертность;

- долговечность;

- экологически чистый  натуральный материал;

- высокое отношение качество/цена.

Анализ теплоизоляционных и механических свойств керамзита позволяет использовать этот материал на российском и зарубежном рынке для теплоизоляции крыш, полов и стен, фундаментов и подвалов. Установлено, что рациональное использование керамзита в качестве теплоизолирующего материала при строительстве обеспечивает сокращение теплопотерь более чем на 75 %.

Необходимо особенно отметить такое важное свойство керамзита  как экологическая чистота материала. Ведь состав керамзита - это только глина и ничего более. Таким образом, керамзит - абсолютно БЕЗОПАСНЫЙ, ПРИРОДНЫЙ материал, сродни керамике. Достаточно вспомнить историю человечества и глиняные сосуды, которые использовались людьми на протяжении тысячелетий. Человек хранил в таких сосудах пищу, воду и вино, чтобы надолго сохранить натуральный и естественный вкус продуктов, использовал глиняные изделия в качестве посуды при употреблении пищи. Да и сейчас, у каждого из нас найдется не один предмет в домашнем хозяйстве, который в своем составе содержал бы глину и ничего более. Отличие керамзита лишь в том, что при быстром обжиге глина вспучивается. Полученный таким образом гравий не горит, не тонет в воде, не слеживается, не подвержен гниению и обладает теплоизоляционными свойствами. На него, как и на любой глиняный сосуд не воздействует время. И в тоже время этот материал безопасен для человека и природы.