Пористые заполнители из шлаков тепловых электростанций для однослойных стеновых панелей

   Плотность, прочность, кислото- и щелочестойкость гранул шлакозита, а также содержание стеклофазы (кристаллической фазы) определялись по методикам, разработанным НИИКерамзит [3].

   Результаты опытов и поиска оптимальных условий получения шлакозита для трех выбранных типов шлаков приведены в табл. 3.

   Полученные результаты достигнуты при размоле твердых составляющих шихты до 4000–6000 см2/г. Содержание кристаллической фазы в гранулах, полученных при оптимальных условиях, не превышало 5–10%. Для принятых условий обжига и охлаждения гранул кристаллизация стекла резко возрастала при содержании оксидов железа более 8–10%, а также при содержании оксидов алюминия более 20–25%. Если содержание оксидов железа превышает 10%, то кристаллизуются внутренние слои гранулы, особенно интенсивно при увеличенном (более 20–25%) содержании оксида алюминия. В этом случае в стенках пор могут выкристаллизовываться зерна магнетита шпинели и муллита. Корреляционный анализ показал, что кристаллизация уменьшает прочность гранул. Кристаллы увеличивают концентрацию напряжений на границе раздела зерен кристалла со стеклом, что является основной причиной снижения однородности и прочности гранул.
   Химический состав шлакозита, полученного из шихты оптимального состава при идеальных условиях подготовки и обжига показан в табл. 4.

   Специальные опыты показали, что на свойства шлакозита, особенно на вспучиваемость гранул, большое влияние оказывает содержание несгоревших частиц.
   Результаты экспериментов позволили сформулировать предварительные требования к составу шихты и к некоторым параметрам подготовки исходных материалов, обеспечивающих получение стойкого к воздействию агрессивной среды заполнителя с насыпной плотностью 200–250 кг/м3, прочностью при сдавливании в цилиндре более 1 МПа.
   Основные выводы формируются следующим образом.
   Содержание стеклообразующих оксидов SiO2, Al2O3, TiO2 должно находиться в пределах 67–80%. При меньшем содержании стеклообразующих оксидов уменьшается их химическая стойкость, а при более высоком – увеличивается тугоплавкость системы, что нежелательно для обжига гранул во вращающихся печах.
   Отношение массы оксидов Al2O3, + TiO2 к массе оксида SiO2 не должно превышать величины 0,4, поскольку при большем значении увеличивается кристаллизация и расплава, и стекла, повышается тугоплавкость системы.
   Содержание оксидов железа не должно превышать 8–10%. Более высокое содержание способствует кристаллизации и расплава, и стекла, ведет к снижению относительной прочности шлакозита.
   Отношение массы оксидов щелочеземельных металлов к массе щелочных металлов не должно превышать величины 2,5. При большой величине отношения увеличивается тугоплавкость системы и уменьшается интервал вспучивания гранул.
   Твердые составляющие шихты должны размалываться до удельной поверхности 4000–6000 см2/г (средний размер зерен – 3–10 мкм).
   Содержание несгоревших частиц угля не должно превышать 1,0%. В этом случае избыточное количество углерода (более 0,8%) успевает выгореть из гранулы, если обжиг ведется по режиму короткой вращающейся печи длиной 20 метров. При большем содержании углерода (до 2,0%) обжиг гранул следует вести в печах длиной 40 метров.
   Исследования показали, что на основе переработки отходов – шлаков тепловых электростанций – можно получать пористые заполнители с насыпной плотностью 200–250 кг/м3 и прочностью 1 МПа. Данные заполнители могут применяться для производства однослойных стеновых панелей.
  

Библиографический список:
   1. Комиссаренко Б.С., Чикноварьян А.Г. Керамзитобетон – материал для наружных стеновых панелей // Строительные материалы, № 4. 1999, с. 15–16.
   2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. – М., Наука, 1976. 179 с.
   3. Указания по испытанию глинистого сырья для производства керамзитового гравия и песка. Куйбышев: НИИКерамзит, 1980. 63 с.