Материал: Завелев Г.И. Неметаллические футеровки для аппаратуры нефтяной и нефтехимической промышленности

Таблица 4

Прочность пуццоланового портланд-цемента в кГ/см2

Цементный порошок характеризуется определенной тонкостью помола, которая определяется просеиванием его через набор сит:

пробы, подвергаемой просеиванию. На цементных заводах часто измельчают продукт и тоньше, при этом остаток на сите 4900 отв/см2 составляет 5% и меньше. Тонкость помола цемента влияет на скорость его схватывания и твердения, а также на степень использования его в растворах и бетонах. Чем тоньше помол клинкера, тем выше прочность цемента. При длительном хранении цементного порошка в заводских условиях и на складах в усло­ виях свободного доступа воздуха портланд-цемент реагирует с водяными парами и углекислотой, находящимися в атмосфере, в результате чего поверхность частиц постепенно гидратируется и карбонизируется. Если в цементе содержатся рыхлые порошки гигроскопических веществ, как, Например, некоторые гидравли­ ческие добавки (диатомит, трепел и др.), то процесс поглощения Н2О и СО2 ускоряется. Снижение активности зависит от условий хранения, состава цемента и тонкости его помола. Наименее устойчивыми при хранении являются портланд-цементы, содер­ жащие большое количество быстро гидратирующихся минералов— трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката. Сильно снижают активность высокомарочные тонко измельченные це­ менты. Снижение прочности составляет в среднем после 3 месяцев хранения 10—20%, после 6 месяцев хранения 15—30% и через год 25—40%. Свойства цемента при хранении более стабильны, если производить его помол с гидрофобными добавками.

Вода для. приготовления бетона. Для затворения бетонной смеси необходимо применять чистую природную воду, лучше питьевую, не содержащую значительного количества солей, особенно сульфатных, кислотных соединений и органических примесей. Вода для затворения бетонной смеси считается непри­ годной при общем содержании солей в ней свыше 5000 мг/л или сульфатов (сернокислого кальция, натрия или магния) свыше 2700 мг/л, а также при кислотном характере воды (pH < 7). Для затворения бетона нельзя применять болотную воду с орга-

20

ническими веществами, сточные и заводские воды с примесями гумусовых и других кислот, а также масел и нефтепродуктов. Бетон на глиноземистом цементе нельзя затворять соленой водой. Для поливки бетона в начальный период твердения применяют ту же воду, что и для затворения бетонной смеси.

На структуру бетона значительное влияние оказывает пори­ стость цементного камня, обусловливаемая начальным содер­ жанием воды в бетонной смеси. Известно, что количество воды, применяемой для приготовления бетонной смеси (или раствора) требуемой подвижности, в 2—3 раза превышает количество воды, химически связываемой цементом в процессе твердения. Большая часть воды затворения, находящаяся в полусвязанном или в сво­ бодном состоянии, вместе с воздухом, попавшим в бетон во время перемешивания смеси, образует в затвердевающем цементном камне мелкие поры и капиллярные ходы, рассеянные по всей массе камня. Общий объем таких пор составляет в среднем от 25 до 40% от объема цементного камня. Поры в цементном камне в зависимости от их диаметра, возраста и влажности бетона запол­ нены водой, водяными парами или воздухом. При уменьшении количества воды в бетонной смеси уменьшается пористость и повышается плотность структуры цементного камня, а это при­ водит к повышению прочности, уменьшению проницаемости для агрессивных растворов и повышению морозостойкости бетона.

Заполнители для теплоизоляционных бетонов. В качестве таких заполнителей применяются дробленые огнеупорные и теплоизоляционные изделия, керамзит, асбест, минеральная вата, материалы, получаемые термической обработкой природных ве­ ществ: диатомита, вермикулита и перлита. Используются также заполнители, получаемые переработкой отходов промышлен­ ности (шлаковой пемзы, спекшихся топливных зол, шлаков) и др.

Заполнители, применяемые для теплоизоляционных бетонов, должны иметь определенную крупность и специально подобран­ ный гранулометрический состав с содержанием зерен разных размеров, обеспечивающих наименьший объем межзерновых пу­ стот. В теплоизоляционных бетонах в большинстве случаев приме­ няют заполнители в виде песка. Крупность его можно оценить по расположению кривой просеивания средней пробы песка по отношению к рекомендованным стандартом пределам зерно­ вого состава (рис. 1).

Для оценки крупности и зернового состава песка имеется ряд числовых показателей (модуль крупности, средняя крупность, удельная поверхность), определяемых по установленной мето­ дике. Наиболее часто среднюю крупность зерен песка вычисляют по данным ситового анализа, пользуясь следующей формулой Б. Г. Скрамтаева:

G

11 аг + 1,37 <z2 4- 0,171 as -|- 0,02 а4 + 0,0024 а5

21

По крупности зерен песок делится на крупный со средней крупностью зерен пе менее 0,35 мм, средний с размером зерен не менее 0,25 мм и мелкий с зернами менее 0,25 мм.

К числу вредных и нежелательных примесей в заполнителях относят глинистые и пылевидные фракции, органические вещества, сернокислые и сернистые соеди­

давать бетону полезные свойства (жаростойкость, химическую стойкость и др.). Содержание органических примесей в за­ полнителе должно быть строго ограничено. Опыты показали, что их содержание в количестве 0,1 % (по весу) может снизить прочность бетона на 25%. Кроме того, органические примеси замедляют скорость твердения бетона, особенно в раннем воз­ расте.

В жаростойких футеровках обычно применяются заполни­ тели из дробленых огнеупорных (шамотных) и легковесных изде­ лий. К легковесным огнеупорам относятся изделия с объемным весом Не выше 1400 кг/м3, получаемые из огнеупорных материалов. Для изготовления шамотных легковесных изделий применяется шихта, состоящая из 20% огнеупорной глины и 80% шамота, с размером частиц до 0,5 мм. Шамот представляет собой грубо измельченную огнеупорную глину, обожженную при темпера­ туре 1300—1410°.

22

Легковесные изделия изготовляются тремя различными мето­ дами: введением в состав массы выгорающих добавок, обусловли­ вающих при обжиге пористость черепка; применением пено­ образующих веществ, придающих массе пористость после взби­ вания со шликером; введением добавок, выделяющих при формо­ вании сырца газы, сообщающие всей массе пористую структуру.

Наша промышленность изготовляет главным образом легко­ весные изделия по первым двум методам. Эти изделия выпу­ скаются различных марок в зависимости от назначения, степени огнеупорности и объемного веса. По степени огнеупорности выпускаемые легковесы подразделяются на классы А, Б и В соответственно с огнеупорностью не ниже 1750°, 1670°, 1610°.

Характеристика легковесных огнеупорных изделий приве­ дена в табл. 5.

Институтом «Теплопроект» .были проведены определения коэф­ фициентов теплопроводности легковесного и шамотного кирпича. Результаты испытаний приведены в табл. 6.

Керамзит. Керамзит изготовляется из глинистых сланцев и легкоплавких глин двумя методами: вспучиванием во вращаю­ щихся печах и спеканием на агломерационных решетках. При изготовлении по первому методу получается пористый заполни­ тель в виде гравия и песка, оплавленный с поверхности. Для его производства используются глинистые материалы, которые измельчаются в сухом состоянии. К сырью добавляют воду и полученную массу перемешивают. Затем из нее формуют цилинд­ рики различных диаметров, которые режут приблизительно на равные части и превращают в ротационном барабане в гранулы. Для отжига гранулы поступают в печь с температурой 1100— 1200°, где объем их увеличивается в 2—3 раза. При изготовлении по второму методу глина измельчается, смешивается с дробленым углем или коксом, увлажняется водой, гранулируется в отдель­ ные шарики диаметром 10—15 мм и обжигается на решетке ма-

23