Производство вспученного перлита

Министерство образования и науки РФ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра ТСМИК Курсовой проект по дисциплине

«Технология заполнителей бетона»

Тема проекта: Производство вспученного перлита Выполнил:

Ст.гр.8СТ401

Загидуллин Д.М.

Проверил:

Фахрутдинова В.Х.

Содержание Введение Характеристика сырья и требования к ним

Технологический процесс производства вспученного перлитового песка Контроль производства вспученного перлита Заключение Список использованной литературы Введение Перлит — магматическая горная порода, являющаяся продуктом вулканического извержения. По (ГОСТ 10 832−91) — это пористый материал в виде песка или щебня, получаемый термической обработкой дробленых вулканических стекол — перлитов и обсидианов. При нагревании до 900−11 000С она вспучивается, увеличиваясь в объеме в 8−12 раз. Месторождения перлитов расположены на Северном Кавказе, в Бурятии, на Камчатке, в Магаданской области. За рубежом наиболее значительные запасы перлитов находятся в Армении, Грузии, Турции, Греции Основная особенность вулканических стекол, лежащая в основе их поризации, — содержание в них так называемой растворенной воды. При резком нагревании вулканическое стекло размягчается и вспучивается за счет превращения содержащейся в нем воды в пар. Вспученный перлит получают путем обжига дробленого природного перлита в специальных печах. Температура вспучивания перлита зависит от его природных свойств и находится в пределах от 850 до 1250 °C.

Вспученный перлит — это высокоэффективный теплои звукоизоляционный экологически чистый материал, безотказно служащий в диапазоне температур от -200 до +9000С.

Перлиты используются как в естественном виде, так и после тепловой обработки (вспученный песок).

В необработанном состоянии перлит применяется, в основном, для изготовления тяжелых конструкционных бетонов, как активная гидравлическая добавка при производстве цемента, как наполнитель при строительстве дорог и т. д.

Основной объем добываемого перлита используется для производства вспученного перлита, который находит применение в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве. Благодаря таким свойствам как негорючесть, низкая теплопроводность, малый удельный вес, вспученный перлит широко применяется для производства звукои теплоизоляционных материалов в строительстве. В зависимости от марки, из вспученного перлитового песка получают легкие бетоны и растворы различного назначения, керамои битумперлитовые изделия, перлитовые изделия на синтетических связующих, гипсовые и силикатно-перлитовые материалы, штукатурные растворы, широкую гамму теплоизоляционных материалов. Также вспученный перлит используется для теплоизоляции криогенной техники, тепловых агрегатов в металлургии и др. отраслях промышленности. Вспученный перлит особо мелких фракций (фильтроперлит) используется для фильтрации суспензий в различных отраслях промышленности — пищевой, нефтехимической, химической, медицинской и т. д.

В сельском хозяйстве перлит применяется для кондиционирования и улучшения структуры почв, удерживания влаги, как носитель гербицидов и удобрений.

Области применения вспученного перлита достаточно широки, уровень потребления этого продукта в России пока еще очень далек от уровня потребления перлита в экономически развитых странах (например, США, Германии).

В будущем можно ожидать увеличения как производства, так и потребления вспученного перлита в России.

Характеристика сырья и требования к ним По ГОСТ 25 226–96 «ЩЕБЕНЬ И ПЕСОК ПЕРЛИТОВЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВСПУЧЕННОГО ПЕРЛИТА» химический состав породы, применяемой для производства щебня и песка, должен соответствовать указанному в таблице.

В процентах по массе

Температура вспучивания породы должна быть не более 1200 °C.

Вспученный перлит в зависимости от размера зерен разделяют на песок (зерна размером менее 5 мм) и щебень (зерна размером от 5 до 20 мм).

Вспученный перлитовый песок в зависимости от размера зерен подразделяется на фракции: рядовой — с зернами любых фракций размером менее 5 мм; крупный — с зернами размером 2,5—5 мм; средний — от 1,25 до 2,5 мм; мелкий — с зернами размером 0,16—1,25 мм; пудра — с зернами размером менее 0,16 мм.

В соответствии с ГОСТ 10 832–83 «Песок и щебень перлитовые вспученные» для песка предусматриваются марки, но насыпной плотности 75,100,150, 200, 250, 300, 400, 500.

Влажность песка не более 2% по массе; теплопроводность при средней температуре 298 К в зависимости от насыпной плотности колеблется от 0,047 до 0,093 Вт/(м * К).

Вспученный перлитовый щебень в зависимости от размера зерен подразделяется на фракции: от 5 до 10 мм и от 10 до 20 мм .

По насыпной плотности перлитовый щебень делится на марки 200, 250, 300,400, 500. Промышленность выпускает щебень марок 300,400, 500.

Марки по прочности щебня установлены соответственно от П35 до П100, а предел прочности при сдавливании в цилиндре должен составлять 0,5—1,2 МПа.

Вспученный перлит отличается от других пористых заполнителей высоким водопоглощением, которое тем больше, чем больше степень вспучивания. В стандарте водопоглощение щебня ограничивается до 25% (по массе) для марки 600, 30% для марки 500, 50% для марки 400 и 75% для марки 300.

Технологический процесс производства вспученного перлитового мелкого песка Технологический процесс производства вспученного перлитового песка включает дробление исходной породы предварительно на щековой дробилке, затем на молотковой до размера зёрен 1,25 мм. После дробленый материал посредством ленточного транспортёра поступает на сортировку на виброгрохот. Сырье с размером зерен более 1,25 мм снова возвращается на молотковую дробилку, а до 1,25 мм подвергается предварительной термической обработке в сушильном барабане при температуре 300—600°С в течение нескольких минут. При этом удаляется свободная и слабосвязанная вода, в дальнейшем зерна породы могут при обжиге выдержать более высокую температуру, не растрескиваясь. Остаточной, трудноудаляемой воды в зернах вполне достаточно для бурного вспучивания при температуре до 1250 °C. Высушенный перлитовый песок транспортируется течкой в приемную воронку вертикальной шахтной печи где, подхватываясь восходящими потоками нагретых газов, вспучивается, увлекаются газовым потоком вверх, выносятся из печи и затем охлаждаются в холодильниках. После классификации продукции она поступает на склад.

Шахтная печь предназначена для получения вспученного перлитового песка. Она представляет собой вертикальный футерованный изнутри цилиндр с конической нижней частью. Поток горячих газов от сжигания топлива направляется снизу вверх. Поскольку площадь сечения конической части печи с подъемом увеличивается, скорость газового потока соответственно уменьшается. Через загрузочные отверстия в верхнюю цилиндрическую часть печи подается дробленая перлитовая порода и свободно падает вниз, пока в конической части не подхватывается восходящим потоком горячих газов. Зерна породы, витая в горячей газовой струе, вспучиваются.

Процесс вспучивания перлитовый песок дробление вспучивание Процесс вспучивания происходит вследствие присутствия в природном перлите от двух до шести процентов связанной воды. При быстром нагревании этой породы выше 870 °C, она лопается наподобие «поп корна», так как связанная вода, испаряясь, создает бесчисленные мельчайшие пузырьки в размягченных остекленевших частицах. Именно эти мельчайшие застекленевшие пузырьки обеспечивают такой изумительно малый вес и другие исключительные физические свойства вспученного перлита.

Вода в сыром перлите находится в двух основных формах: свободной и связанной. Свободная вода это простая влага на поверхности породы. Она оказывает ничтожный эффект на процесс вспучивания, если не считать затруднений при обработке и лишнего расхода энергии, необходимой для процесса вспучивания. Именно наличие связанной воды придаёт перлиту способность вспучивания и превращения в то, что называют «самый изменчивый минерал на свете». Вода обеспечивает два эффекта: она снижает точку размягчения минерала и действует как средство расширения расплавленной породы, в результате чего она вспучивается. Присутствие воды является результатом естественных процессов. Перлит обнаруживается на кромке потока лавы, возле первичной поверхности, где лава может быстро остыть, сформировав вулканическое стекло (обсидиан). В последующие годы под действием подземных вод, проникающих сквозь обсидиан, происходит его гидратация. Количество воды в гидроксиде обсидиана (перлите) может меняться, но обычно не более 4% в большинстве коммерческих марок.

Вспучивание перлита так же, как и вспучивание керамзитового сырья заключается в образовании за относительно короткое время газовых пузырьков по всему объему материала на стадии его пиропластического состояния. Этот процесс может происходить при различных температурах (в частности для силикатов и алюмосиликатов при температурах порядка 850… 1200°С). В отличие от перлита, керамзитовое сырье перед вспучиванием должно расплавиться, и для этого необходимы дополнительные затраты тепла. Для перехода перлита в пластическое состояние без стадии аморфизации достаточно частичного его размягчения.

Главным агентом вспучивания является вода, которая бывает двух типов: структурной и подвижной. Структурная, вода покрывает стенки капилляров, подвижная находится в центре капилляров, образуя ассоциированные группы.

Контроль производства вспученного перлита Контроль производства вспученного перлита представлен в двух таблицах.

Заключение

В настоящее время в России для строительства применяется не более 20% выпускаемого вспученного перлита. Практически не используется перлит для изоляции стен, кровли, потолков. Между тем, в связи с повышением требований к теплозащите зданий этот материал очень перспективен.

Заводы, выпускающие вспученный перлит, сохранили свой производственный потенциал и могут сегодня поставить строителям любое требуемое количество перлита высокого качества.

Применение перлита

· Перлит может применяться в естественном виде (в строительстве), но чаще используется вспученный перлит. Использование вспученного перлита в строительстве позволяет повысить характеристики тепло-, звукоизоляции и пожаробезопасности возводимых сооружений, при этом значительно сократив массу и объемы конструкций. Вспученный перлит применяется самостоятельно (в качестве замены песка и щебня, теплозвукоизоляционной засыпки для полов, стен, кровли) или в смесях с другими строительными материалами (как компонент при изготовлении теплоизоляционных изделий, теплых штукатурок, легких строительных растворов, наполнителей для линолеума, красок, сухих строительных смесей).

· Также перлит — это абразивный материал.

· Строительство спортивных площадок. При устройстве спортивных площадок и гольф-полей перлит добавляется в почву перед посевом травы. Благодаря этому поле не затопляется и не размывается в дождливые периоды, не пересыхает и сохраняет травяной покров в периоды засухи.

· Нефтеперерабатывающая и газовая промышленность. Перлит эффективно используется в качестве адсорбента при разливе нефти или мазута. При этом нефтепродукты легко выгорают из впитавшего их перлита.

· Перлит добавляется в тампонажные цементы, предназначенные для крепления нефтяных и газовых скважин.

· В жилищно-коммунальном хозяйстве перлит применяется для очистки водопроводной воды после ее химического обеззараживания и перед доведением ее до потребителя, для очистки сточных вод.

· В пищевой промышленности. Например: Фильтр для очистки вин, сахарных сиропов, пива, фруктовых соков, растительных масел.

· В экологии: очистка поверхностей водоемов и земель от химических и промышленных загрязнений, радионуклидов.

· В медицинской промышленности (для фильтрации фармацевтических препаратов).

· В стекольной, металлургической, химической отраслях промышленности, сельском хозяйстве (агроперлит).

1) С. Г. Васильков «Искусственные пористые заполнители и лёгкие бетоны на их основе», Москва, Стройиздат, 1987 г.

2) ГОСТ 10 832–91 Песок и щебень перлитовые вспученные

3) ГОСТ 25 226–96 Щебень и песок перлитовые для производства вспученного перлита