ТЕХНОЛОГИИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

АСБЕСТОИЗВЕСТКОВО-КРЕМНЕЗЕМИСТЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Асбестоизвестково-кремнеземистые материалы, вы­пускаемые промышленностью в виде изделий в форме плит, скорлуп и сегментов, являются одной из разно­видностей обширной группы асбестосодержащих тепло­изоляционных материалов.

Основным сырьем для производства асбестоизвестко - во-кремнеземистых материалов служат: известь, крем­неземистый компонент (молотый песок, диатомит или трепел) и асбест. С целью регулирования (ускорения) сроков твердения формовочных масс в них добавляют полуводный гипс в количестве 10—12% от массы из­вести.

В зависимости от применяющегося вида кремнезе­мистого компонента асбестоизвестково-кремнеземистые изделия делятся на: а) асбестоизвестково-песланые и б) асбестоизвестково-диатомитовые (трепельные).

Показатели свойств этих изделий могут колебаться В довольно широких пределах. Например, средняя плот­ность может находиться в пределах от 200 до 400 кг/м3, а предел прочности при изгибе'—от 0,3 до 1,0 МПа.

Значительное влияние на свойства асбестоизвестко - во-кремнеземистых изделий оказывают следующие тех­нологические факторы: сорт, количество и степень рас­пушки асбеста; величина удельной поверхности кремне­земистого компонента; количество и активность изве­сти; влажность формовочной смеси; режим автоклавной обработки изделий и режим их сушки.

Как известно, асбест при производстве асбестоизве - стково-кремнеземистых, равно как и других видов асбе­стосодержащих изделий, призван выполнять две основ­ные функции: во-первых, создавать как бы арматурный каркас, увеличивая прочность изделий при изгибе, и, во-вторых, повышать водоудерживающую способность формовочных масс, что способствует уменьшению сред­ней плотности изделий и, следовательно, теплоизолиру­ющей способности.

Чем выше сорт применяющегося асбеста и степень его распушки (чем больше удельная поверхность его воло­кон), тем прочнее изделия и тем выше водоудержива - ющая способность формовочных масс.

С другой стороны, увеличение удельной поверхности кремнеземистого компонента, кроме повышения водо - удерживающей способности формовочных масс, увеличи­вает еще реакционную способность самого кремнеземи­стого компонента, что благоприятно сказывается на по­вышении прочности изделий.

От режима автоклавной обработки (от температуры и продолжительности) зависит полнота прохождения реакции между известью и кремнеземистым компонен­том, что в значительной мере обусловливает прочност­ные показатели асбестоизвестково-кремнеземистых из­делий.

Целью данной главы является исследование влияния сорта асбеста, степени его распушки и количественного содержания в шихте на среднюю плотность и прочность изделий.

С целью повышения контрастности в результатах исследования при выполнении лабораторных работ в составах формовочных масс рекомендуется принимать некоторые допущения, равно как и в режимах автоклав­ной обработки.

Работа 1. Исследование влияния сорта, степени

Распушки асбеста и его содержания в шихте на водопотребность формовочных масс и свойств изделий

В табл. 26 даны варианты заданий для выполнения данной работы. Работа выполняется шестью бригадами, объединенными в две подгруппы. Каждая бригада, пред­варительно установив водопотребность масс, приготав­ливает пять замесов на заданных составах смеси и фор­мует из каждого замеса по три образца в виде балочек размером З X 4 X 20 см. Готовые образцы, прошедшие автоклавную обработку и сушку, испытывают, опреде­ляя среднюю плотность и прочность при изгибе. По по­лученным результатам строят графики зависимости: 1) «количество асбеста — водопотребность формовочной массы»; 2) «количество асбеста — средняя плотность образцов»; 3) «количество асбеста /?Изг/рср 100 (к. к. к.)»; 4) «степень распушки асбеста — водопотребность формо­вочных масс»; 5) «степень распушки асбеста — средняя

Плотность образцов»; 6) «степень распушки асбеста — к. к. к.».

Анализируя полученные результаты и опираясь на технико-экономическую сторону вопроса (расход асбе­ста, расход электроэнергии, целесообразность получения данной прочности изделий и т. п.), каждая подгруппа определяет оптимальный состав шихты с Использова­нием данного сорта асбеста при данной степени его распушки.

Рис. 57. Лабораторная про­пеллерная мешалка: 1 — вал с лопастями; 2 — ме-

1 — вал с лопастями; 2 — ме­таллический бачок; з — муфта; 4 — электромотор; 5 — реостат

1. Распушка асбеста. Каждая бригада, пользуясь методикой, изложенной в ч. I практикума, гл. I, § 2, определяет одним из методов влажность выданного ей асбеста и вычисляет ее среднее значение по результатам трех определений (трех бригад данной подгруппы).

Затем каждая подгруппа отвешивает по 2 кг асбе­ста, считая на сухое вещество, увлажняет взятые на­вески до влажности 35—37% и загружает в лаборатор­ные бегуны. После пяти минут работы бегунов бригады 1 и 4 отбирают соответственно из бегунов № 1 и № 2 примерно по 600 г асбеста. После этого распушку про­должают еще пять минут, и уже бригады 2 и 5 отби­рают по такой же порции асбеста. Оставшийся в бегу­нах асбест бригады 3 и 6 переносят в лабораторные про­пеллерные мешалки (рис. 57), добавляют воду до полу­чения массы с влажностью 200—250% и продолжают распушку асбеста путем перемешивания его с водой в пропеллерных мешалках в течение 10 мин. При отсут­ствии в лаборатории пропеллерной мешалки распушку асбесга можно производить в бегунах в течение еще 20 мин.

После проведения этих операций каждая бригада, пользуясь методикой, изложенной в гл. II, § 2 (ч. I), производит определение степени распушки асбеста и за­писывает результат в рабочий журнал.

/ . '

2. Определение водопотребности формовочных масс. Для определения водопотребности каждая бригада при­готавливает один замес.

Вначале бригада № 4, пользуясь соотношением ком­понентов № 1 (табл. 26), определяет диаметр расплыва массы. Для этого берут 100—200 г сухой смеси компо­нентов следующего состава:

Извести //==100-38/100=38 г.

Песка /С= 100-57/100=57 г.

Асбеста А= 100-5/100=5 г

И затворяют водой, доводя влажность массы до 1.80 Порядок приготовления массы следующий. Известь и песок тщательно перемешивают всухую, затем затво­ряют водой, учитывая влажность всех компонентов сме­си, и перемешивают в течение 2—3 мин, после чего до­бавляют асбест и продолжают перемешивание еще 1—■ 2 мин до получения однородной массы. Приготовленную массу помещают в цилиндр прибора Суттарда, заполняя его вровень с краями, и быстрым точным движением поднимают цилиндр вертикально вверх. После этого за­меряют диаметр расплыва, который должен быть не менее 44—45 см. Если диаметр расплыва массы меньше этого значения, то опыт повторяют, добавляя воду и фиксируя В/Т массы, при котором был достигнут диа­метр расплыва массы заданного значения.

После проведения этого опыта все остальные брига­ды, в том числе и бригада 4, последовательно готовят замесы для всех заданных составов шихты и опреде­ляют диаметр расплыва масс. При этом количество воды затворения увеличивают, добиваясь такого же зна­чения диаметра расплыва масс, который был получен для первого состава бригадой 4.

Полученные результаты при выполнении этой серии опытов рекомендуется записывать по следующей форме:

По полученным данным строят графики зависимо­стей: 4

1) «содержание асбеста — В/Т»; 2) «степень распуш­ки асбеста — В/Т» (эту зависимость определяют по под­группам, используя результаты, полученные отдельными бригадами, и строя кривые для всех заданных составов шихты). '

3. Формование образцов. После определения величин В/Т для каждого из пяти заданных соотношений компо­нентов, указанных в табл. 24, каждая бригада производит расчет составов формовочных масс для этих соотноше­ний.

Для формования трех образцов размером З X 4 X 20 см необходимо примерно 400 г смеси сухих компонентов. Расчет составов формовочных масс про­изводят, пользуясь следующими формулами:

И~400и/0; К = 400к/Ю0; A = 400A/0; Где И, К я А — расход извести, кремнеземистого ком­понента (песка) и асбеста, считая на сухое вещество, в г на один замес; и, к, а — заданное содержание изве­сти, кремнеземистого компонента и асбеста в шихте, % по массе.

Рассчитав составы смесей, приготавливают формо-' вочные массы для пяти заданных соотношений сухих компонентов, при этом пользуются определенными в первой серии опытов значениями В/Т. Порядок приго­товления формовочных масс рекомендуется принимать следующий.

В лабораторную пропеллерную мешалку помещают распушенный асбест и доливают воду, доводя влажность асбеста до 300—350%. Включив мешалку, перемеши­вают асбест с водой в течение 1—2 мин, затем в полу­ченную водную суспензию асбеста вводят заранее при­готовленный известково-песчаный шликер и продолжают перемешивание еще 2—3 мин, до получения однородной массы. При этом необходимо следить за тем, чтобы общее количество воды, введенной в массу, с учетом влажности материалов соответствовало найденной для данного состава величине В/Т.

Приготовленную массу выливают в предварительно очищенные и смазанные трехячейковые формы с разме­ром ячеек З X 4 X 20 см. Избыток массы удаляют ме­таллической линейкой или шпателем.

Отформованные образцы выдерживают в течение 20—30 мин, а затем загружают в автоклав.

4. Автоклавная обработка и сушка образцов. Авто­клавная обработка и сушка образцов производятся ла­борантским составом под руководством преподавателя или заведующего лабораторией.

Рекомендуемый режилр' автоклавной обработки: подъем давления до 9 МПа — 2 ч; выдерживание образ­цов при давлении 9 МПа—3 ч; снижение давления до атмосферного—1 ч.

Образцы, отформованные всеми бригадами и обоими? подгруппами, подвергают автоклавной обработке по одинаковому режиму, так как только в этом случае1 можно получить сравнимые результаты, по которым:, можно судить о влиянии сорта, степени распушки асбе-. ста и его содержании в шихте на свойства изделий.

После автоклавной обработки образцы сушат в су­шильном шкафу или в лабораторной сушилке с прину­дительной подачей теплоносителя при температуре 130— 150° С до остаточной влажности 15—20%.

5. Испытание образцов и обработка полученных ре­зультатов. Образцы высушивают до постоянной массы и, пользуясь методикой, изложенной в I части практи­кума (гл. I, § 4 и 6), определяют среднюю плотность и предел прочности при изгибе, вычисляя среднее зна­чение этих показателей по результатам испытания трех образцов, изготовленных из данного состава шихты с применением асбеста данного сорта и данной степени распушки.

Ниже приводится рекомендуемая форма записи по­лученных результатов. По полученным данным строят графики зависимостей:

1) «количество асбеста — средняя плотность образ­цов»;

2) «количество асбеста — /?изг• 100/рср (к. к. к.)»;

3) «степень распушки асбеста — средняя плотность

Образцов»;

4) «степень распушки асбеста — і? Изг - 100/рср».

Последние две зависимости будут выражены пятью

Кривыми каждая, построенные по данным бригад, вхо­дящих в состав данной подгруппы. Анализируя данные таблицы и построенные графики, делают общие выводы о влиянии сорта, степени распушки асбеста и его содер­жания в шихте на свойства изделий.

Лабораторное оборудование и приборы-. 1. Лабора­торная пропеллерная мешалка. 2. Лабораторные бегуны. 3. Лабораторные автоклавы. 4. Сушильный шкаф или лабораторная сушилка с принудительной подачей теп­лоносителя. 5. Взбалтыватель 0-21 для определения степени распушки асбеста. 6. Прибор Суттарда. 7. Ком­плект трехячейковых форм с размером ячеек З X 4 X 20 см. 8. Прибор для испытания образцов-бало - чек на изгиб. 9. Весы технические Т-200. 10. Измери­тельный инструмент. 11. Секундомер. 12. Мерная посуда.