33. Пористые заполнители из глин: сырьё, свойства, технология получения.

Основными пористыми заполнителями из глин являются керамзит и керамзитовый песок.

Керамзит — легкий пористый заполнитель, представляющий собой округлые зерна красно-коричневого цвета, получаемые быстрым обжигом гранул из легкоплавких глин.

Глины, из которых получают керамзит при быстром обжиге, способны вспучиваться в 3…5 раз. При этом гранулы керамзита с оплавленной поверхностью как бы раздуваются, образуя во внутреннем пространстве мелкопористую структуру черного цвета. Плотность гранул керамзита 600…1800 кг/м3, керамзитового гравия — 250…800 кг/м3. Размер гранул гравия 5…40 мм.

Основные свойства:

1) высокая прочность;

2) хорошая звуко- и теплоизоляция;

3) морозоустойчивость, огнеупорность;

4) химическая инертность и кислоустойчивость;

5) долговечность;

6) натуральный, экологически чистый материал;

7) оптимальное соотношение цены и качества;

Технология получения

Обжиг глинистого сланца производится в металлических барабанах-печах, диаметром 2-5 метров и длиной до 70 метров. Барабаны устанавливаются под небольшим углом, сланцевые гранулы засыпаются в верхнюю часть печи, под воздействием силы тяжести они скатываются к нижней части, где установлена форсунка для сжигания топлива. Время пребывания гранул в печи около 45 минут. Иногда используют двухбарабанные печи, где барабаны отделены друг от друга порогом и вращаются с разными скоростями. Подобные печи позволяют использовать менее качественное сырье, хотя на выходе качество керамзитового щебня или гравия не отличается или выше полученного в однобарабанных печах

Керамзитовый песок получают рассевом керамзита или дроблением керамзитового гравия. В последнем случае он имеет темно-серый цвет. Марки керамзитового песка по насыпной плотности 500…1000.

34. Сырьё, технология получения изделий различного назначения из стекла.

Сырьевые материалы для производства стекла разделяются на основные и вспомогательные.

Основным сырьем для изготовления стекла является чистый кварцевый песок (72 – 75 %), известняк (СаСО3), доломит (СаСО3; MgСО3), кальцинированная сода (Na2CO3), сульфат натрия и полевой шпат.

Для придания специальных свойств – повышенной термостойкости, прочности, химической стойкости, светорассеивания, цвета – в состав вводят добавки.

Минеральное сырье, как правило, имеет большое количество примесей и непостоянный состав.

Примеси условно разделяются на две группы:

ухудшающие качество стекломассы (оксиды железа, хрома, титана, марганца, ванадия) - придают стеклу нежелательную окра¬ску, а также могут привести к образованию пороков в стекле в виде включений;

соответствующие основным компонентам состава стекла (оксиды алюминия, кальция, магния, калия, натрия) - обычно учитываются при рас¬чете рецепта шихты.

Вспомогательные сырьевые материалы (осветлители, глушите¬ли, красители и др.) вводят в шихту для ускорения варки стекла и придания ему требуемых свойств.

Осветлители (сульфаты натрия и алюминия) способствуют удалению из стекло¬массы газовых пузырьков.

Глушители (плавиковый шпат) делают стекло непрозрачным.

Красители придают стеклу заданный цвет соединения: ко¬бальта — синий, хрома — зеленый и т.д.

Производство строительного стекла состоит из следующих ос¬новных операций: обработка сырьевых материалов; приготовление шихты, варка стекла, формование изделий и их отжиг.

Обработка включает дробление и помол материалов, посту¬пающих на завод в виде кусков (доломит, известняк, уголь), сушку влажных материалов (песок, доломит, известняк), просеивание всех компонентов через сита заданного размера.

Приготовление шихты включает операции усреднения, дозиро¬вания и смешения. Шихта считается качественной, если отклонение от заданного состава ее не превышает 1%.

Стекловарение производится в специальных стеклоплавильных печах непрерывного (ванные печи) или периодического (горшковые печи) действия.

Формование изделий производится различными методами: вы-тягиванием, литьем, прокатом, прессованием и выдуванием. Формо-вание листового стекла производится путем вертикального или гори-зонтального вытягивания ленты из расплава, прокатом или способом плавающей ленты (флоат-способ).

Метод вытягивания применяют для получения стекла толщиной 2-6 мм. Как правило лента вытяги¬вается из стекломассы вращающимися валками машины через ло¬дочку (огнеупорный брус с продольной прорезью).

Сущность флоат-способа в том, что струя стекломассы (1000 оС) непрерывно подается на поверхность расплавленного олова (232 оС), растекается по ней слоем определенной толщины и в результате охлаждения превращается в ленту стекла с полированной поверхностью. Поверхности листового стекла получаются ровными и гладкими и не требуют дальнейшей полировки.

Отформованные изделия охлаждают в специальных печах и камерах.

Если охлаждать медленно (отжиг), то возникающие при формовке остаточные напряжения ослабевают до нормы, что обеспечивает длительную и надежную эксплуатацию стеклянных изделий.

Если повторно нагреть полученное изделие, а затем резко охладить, то можно получить равномерно распределенные остаточные напряжения сжатия во внешних слоях и растяжения во внутренних. Такой режим охлаждения называют закалкой.

Его применение обеспечивает стеклу повышенную механическую прочность при ударе (в 5 – 7 раз) и изгибе, термостойкость (в 3 – 5 раз) и твердость (с 5 до 7 по шкале Мооса).