Производство керамзитобетонных блоков: Изготовление керамзитобетонных блоков своими руками

Технология производства керамзитобетонных блоков — состав сырья и оборудование для изготовления

• 17 Апреля 2020

Содержание

• Исходное сырье
• Оборудование
• Технология производства
• Качество

Керамзитобетонные блоки производятся по очень простой технологии. Это обстоятельство в сочетании с невысокой стоимостью и хорошими эксплуатационными свойствами делает их популярным строительным материалом.

Исходное сырье

Главными составляющими керамзитобетона являются цемент или портландцемент, керамзит и просеянный строительный песок. Кроме них, в состав могут входить различные добавки, призванные повысить качество готовых изделий. Это могут быть пластификаторы для предотвращения появления трещин и повышения влаго- и морозостойкости, древесная смола для снижения веса, клеевые составы для повышения прочности, цветные пигменты для окраски массы, гравий, щебень и другие материалы.

Цемент марок М400 или М500 служит вяжущим веществом и определяет прочность готовых изделий.

Основной наполнитель – керамзит. Он определяет качественные и эксплуатационные характеристики блоков – малый вес, низкую теплопроводность, высокую звукоизоляцию. Керамзит получают путем обжига глины. В результате получаются округлые гранулы неправильной формы средним диаметром 5–10 мм. На изломах гранулы имеют почти черный цвет и похожи на застывшую пену. Запекшаяся плотная оболочка придает пористым внутри гранулам высокую прочность. Керамзит может использоваться также в виде песка.

Характеристики готовых строительных блоков во многом определяются пропорциями исходных материалов. Так, увеличение содержания керамзита повышает показатели теплоизоляции, но снижает прочность материала, а увеличение доли цемента повышает прочность готовых изделий при одновременном ухудшении тепло- и звукоизолирующих качеств.

В среднем состав керамзитобетонных блоков следующий:

• цемент / портландцемент – 15–20 %,
• керамзит – 35–40 %,
• строительный песок – 40–45 %.

Пропорции могут меняться в зависимости от характеристик и назначения готовых блоков. Неизменным остается лишь требование использовать для производства сырье самого высокого качества и чистоты, без загрязнений и посторонних примесей.

Оборудование

При крупномасштабном заводском производстве керамзитобетонных блоков используются высокопроизводительные автоматизированные конвейерные линии. Их основными технологическими элементами являются бетоносмеситель, формовочная линия с вибропрессом и отделение сушки. Заводское производство обеспечивает стабильное высокое качество готовой продукции.

На небольших производствах используются стационарные линии с частичной автоматизацией процесса и меньшей производительностью. Существуют также мини-установки с высокой долей ручного труда и малой производительностью.

Технология производства

• смешивание исходных компонентов с водой в бетоносмесителе и приготовление раствора,
• разлив полученного раствора в формы,
• виброукладка (вибрация уплотняет раствор и позволяет более равномерно распределять наполнители по объему формы, что улучшает характеристики будущих блоков), застывание и твердение смеси в формах,
• первичная сушка в специальных автоклавных камерах либо при естественных условиях,
• извлечение и складирование готовых блоков в штабели.

Процесс изготовления керамзитобетонных блоков имеет непрерывный характер. Самыми продолжительными стадиями являются первичная и окончательная сушка.

При использовании автоклавов сушка занимает от шести – восьми (при условии, что в раствор добавлены пластификаторы) до четырнадцати часов. По истечении этого срока материал достигает марочной прочности и последующая сушка не требуется.

При твердении в естественных условиях первичная сушка занимает два – три дня. Окончательное высыхание происходит при складском хранении в сухом помещении с хорошей циркуляцией воздуха в течение одной – полутора недель.

Качество

Производство керамзитобетонных блоков требует наличия самого простейшего оборудования: обычной бетономешалки, вибростанка и набора форм для готовых изделий. Все это можно приобрести и даже соорудить самостоятельно. Для этого необходима инструкция, которую несложно найти в интернете, и набор необходимых узлов и деталей.

Простота производства позволяет изготавливать блоки буквально в домашних условиях. Однако именно это обстоятельство может сыграть злую шутку с покупателем. Внешне блоки кустарного изготовления неотличимы от заводских. Но уровень их качества вызывает вопросы.

При заводском изготовлении керамзитобетонных блоков их состав и качество строго контролируются в соответствии с требованиями ГОСТ 33126-2014 «Блоки керамзитобетонные стеновые. Технические условия». К тому же при заводском производстве блоки подвергаются автоклавному способу твердения, что существенно повышает их прочность. В домашних же условиях можно производить только блоки естественного (неавтоклавного) твердения.

Как следствие, заводские блоки имеют целый ряд преимуществ перед «самоделом»:

• более высокие показатели прочности,
• низкая хрупкость,
• лучшая геометрия,
• лучшие теплофизические характеристики,
• более продолжительный срок службы,
• стабильность качества блоков в одной партии.

Поэтому для строительства ответственных объектов целесообразно приобретать керамзитобетонные блоки заводского изготовления у производителя или у его официальных представителей.

Читайте статьи по теме: характеристики керамзитобетонных блоков, достоинства строительных блоков.

Остались вопросы? Консультация

Перейти вверх

Заявка на расчет

Посчитаем и перезвоним в течение 15 минут

Ближайшая дата доставки: [11.04.2023г.

Рабочее время Пн-Сб 09.00 – 20.00

Получить предложение

Я даю согласие на обработку персональных данных

Производство керамзитобетонных блоков: технология, изготовление

Содержание

1. Технология производства
2. Состав блоков, их основные свойства
3. Пропорции
4. Используемое оборудование
5. Процесс изготовления
6. Классификация блочного материала
7. Заключение

Это легкий строительный материал, используемый для возведения стен. Несмотря на относительно небольшую массу, блоки считаются прочными. Поверхность материала не наносит вреда окружающей среде, а изготовление керамзитобетонных блоков можно организовать в домашних условиях. Технологический процесс позволяет значительно уменьшить финансовые расходы. Качество материала будет превосходным, если для производства керамзитобетонных блоков используется хорошее сырье.

Технология производства

Производство влияет на структуру блочных элементов, которые могут быть монолитными или иметь пустоты.

Производство керамзитоблоков состоит из пяти этапов:

• соединяются все компоненты;
• приготовленный раствор разливается по формам;
• происходит процесс застывания и твердения;
• блоки просушиваются в течение двух и более дней;
• выполняется складирование готового материала.

Плотность зависит от того, в каком соотношении смешивают сырье.

Бывает, что получаемая масса оказывается суховатой. В этом случае воду рекомендуется заменить особой смесью, например – «пескобетоном».

Чтобы придать материалу твердость, применяют вибропресс.

Тем, кто решил заняться изготовлением керамзитоблоков самостоятельно, рекомендуется учитывать немаловажный момент – в производственном процессе применяется стиральный порошок. Достаточно одну ложку этого средства растворить в воде, чтобы готовый материал получил определенный уровень пластичности.

Учтите также, что раствор до момента застывания должен стать похожим на пластилин. Чтобы добиться этого, необходимо перемешать сухие компоненты, к которым потом добавляется вода, содержащая порошок.

В самостоятельном изготовлении строительного материала следует придерживаться технологии производства керамзитобетонных блоков, строго соблюдать пропорции исходного сырья. Приготовление пластичной смеси – только часть успеха. Немаловажное значение имеет и формовка.

Ее выполняют с помощью Г-образных половин доски толщиной до 2 см. Процесс оказывает влияние на размеры блоков – 39 х 19 х 14 см и 19 х 19 х 14 см. Вес одного блока достигает шестнадцати килограмм.

При изготовлении раствора для керамзитобетонных блоков используют качественные компоненты. Даже полоски стали, исполняющие роль защелок, машинное масло, которым смазывают опалубку, доски на поддон – все влияет на конечное качество материала. В смеси не должен находиться мусор, песок, ил и т. п.

Важное значение придается процессу затвердевания. Он по времени самый продолжительный, при этом необходимо обеспечить неподвижность блоков и нормальный температурный режим, чтобы материал не пересыхал.

Состав блоков, их основные свойства

Главный компонент для наполнения – керамзит. Он различается фракциями, напрямую влияя этим на окончательный результат. Кроме этого, в качестве сырья используют цементную массу, песок просеянный, воду, добавки, улучшающие качество раствора и будущего блочного материала. Для наполнения также могут использовать пемзовый либо шлаковый гравий, щебенку и алгопорит.

Керамзит придаст блокам легкость, понизит степень тепловой проводимости, цементный состав добавит прочности.

Чтобы понять, подходят ли керамзитобетонные блоки от производителя для строительства вашего объекта, необходимо изучить характеристики материала, к которым относятся:

1. Сохранение тепла внутри помещения выражается числовым значением 0.14 – 0.45, что значительно выше, чем у ячеистого бетона. Но при этом отметим, что показатель плотности у последнего значительно ниже.
   
2. Число циклов «замораживание – оттаивание» достигает двух сотен. Это хороший показатель, которому может позавидовать любой стеновой материал.
3. Значение плотности находится в промежутке 400 – 2 000 кг на кубометр.
4. Материал не дает усадку, и это является его очередным достоинством. Вследствие этого стены не деформируются, трещины на их поверхности не появляются.
5. Уровень гигроскопичности достигает восемнадцати процентов. Изделия нуждаются в защите от влаги.
6. В средних регионах России толщину стен рекомендуется устраивать минимум 50 см с последующим за этим утеплением.

Пропорции

Гарантом получения хорошего изделия считается высококачественное сырье.

Керамзит представляет собой гранулы, которые получают в процессе обжига глины легкого плавления. Частицы на изломах похожи на застывшую пенную массу. Из-за плотности запекающейся оболочки керамзит получает хороший запас прочности. Гранулы в диаметре составляют от 4 до 8 мм, отличаются неправильными формами и округлыми краями. Если для изготовления применяют более мелкую фракцию, то отмеряют керамзитовый песок в два раза меньше, чем гранулированный материал.

Цемент должен отличаться идеальной чистотой и свежестью. Лучше отдавать предпочтение М 400 и М 500.

С помощью присадок поверхности гранул получают характерный глянец. В состав сырья добавляется клеевой состав для камня или плитки.

Пластификаторами добиваются увеличения показателей влагонепроницаемости и устойчивости к морозам. Они препятствуют появлению трещин. Довольно часто для понижения массы изделий производители керамзитобетонных блоков добавляют смолу древесины.

Пропорции исходных компонентов будут определяться тем, какие свойства материала вы желаете получить на выходе. Зная эти данные, можно рассчитать себестоимость одного блока.

Примерное количество сырья:

• керамзит – 60 %;
• строительный песок – 20 – 22 %;
• цементный материал – 10 %;
• вода чистая – 8 – 10 %.

Последовательность загрузки материалов в бетономешалку следующая:

• вода:
• керамзитовый материал;
• цементный состав;
• песок.

Все смешивается в течение двух минут, в результате чего образуется прочная бетонная масса, отличающаяся небольшим весом и хорошими теплоизоляционными возможностями.

Для придания прочности увеличивают долю цемента, но в этом случае повысится теплопроводность материала, и стены получатся более холодными.

В упрощенном варианте состав керамзитобетонного материала представляет собой смесь доли цемента, двух частей песка и трех – керамзита.

Но существует и нестандартный вариант, в котором на одну цементную часть используют две доли песка, одну – воды и добавляют от 1 до 6 частей керамзитного камня.

Производство блоков возможно своими силами, и в этом случае в исходном сырье тоже появятся отличия:

• керамзитовый гравий – 8 частей;
• просеянный песок – 2 части;
• вода – из расчета 225 литров на каждый куб готовящейся смеси.

Кроме того, в бизнес-плане необходимо учесть, что песка понадобится несколько больше, так как три части используются для формирования фактуры блоков.

Используемое оборудование

Для заводского производства блоков можно приобрести несколько разновидностей линий:

1. Конвейерную. Она отличается максимальным уровнем автоматизации и большими возможностями по суточному производству. Стоит такое оборудование довольно много, но после ввода в эксплуатацию окупается в течение одного года.
   
2. Стационарную. Для нее характерна приемлемая стоимость, но человеку в процессе приходится участвовать не только в роли оператора. Комплектность оснащения выбирается самостоятельно.

Для изготовления блоков своими силами достаточно иметь бетономешалку, вибропресс и формы для материала.

Некоторые приобретают небольшую установку, способную выдавать до двадцати пяти кубометров блоков за одни сутки. Здесь все зависит от модели и мощности устройства.

Если необходимо сэкономить денежные средства, то изготовьте самодельное оборудование. Для этого понадобятся определенные детали и подробная инструкция по выполнению работ, которую найдете в интернете.

Процесс изготовления

Чтобы изготовить один пустотелый блок, понадобится 0.01 кубический метр растворной массы. Вес влажного изделия составит 11 кг, после сушки – 9.5 кг.

Подготовленной смесью заполняются специальные формы. Чтобы затвердение было надежным, используют вибрационный станок. С помощью такого оборудования емкости сотрясаются, от чего растворная масса распределяется и утрамбовывается равномерно. По завершению вибрации стальной пластиной следует удалить избыток раствора.

Сушка в формах проводится два дня при естественных условиях либо в специальных автоклавных камерах. Если в керамзитобетонный раствор добавлены пластификаторные компоненты, высыхание сокращается до шести – восьми часов. Затем блоки извлекают и размещают на открытом воздухе на одну – полторы недели.

Готовый материал остается складировать в штабели и поместить в сухое и проветриваемое помещение.

Классификация блочного материала

По предназначению блоки разделяются на несколько групп:

• стеновую – используют для строительства стен;
• перегородочную – из такого материала возводят перегородки;
• вентиляционную – блоки имеют специальные отверстия, в которые пропускаются коммуникационные линии;

• фундаментную – отличаются показателем прочности и плотности. Представлена группа крупноформатными изделиями, блоки бывают полнотелыми и пустотелыми;
• для сборно-монолитных перекрытий.

Заключение

Технологический процесс изготовления керамзитобетонного блочного материала не отличается сложностями, его вполне можно организовать в домашних условиях. Материал, изготовленный с соблюдением технологий и правильно уложенный в кладку, придаст конструкции долгий эксплуатационный период, практичность и прочность.

Бетонные блоки — их типы, использование и производственный процесс

Содержание

Бетонные блоки для кладки (БКМ)

Бетонные блоки также известны как Бетонные блоки для кладки (КБК) или Цементные блоки. Это прямоугольные блоки стандартных размеров, используемые во многих строительных работах. Эти блоки являются усовершенствованной версией кирпичной и каменной кладки.

Эти блоки могут быть изготовлены любого размера и формы, они могут быть цельными или пустотелыми в зависимости от требований. Цемент, заполнитель и вода являются основными компонентами этих бетонных блоков кладки. Соотношение цемента и заполнителя в бетонных блоках должно быть 1:6.

Кроме того, используемые заполнители должны состоять из 60% мелких и 40% крупных заполнителей. Минимальная прочность этих блоков кладки должна составлять 3 Н/мм². Эти блоки, если они состоят из летучей золы, могут быть использованы для наружной ямы для костра. В Индии глиняные кирпичи в основном используются для строительных проектов. Глиняный кирпич в 2-3 раза прочнее этих бетонных блоков.

В зависимости от размера, формы и способа изготовления эти блоки можно разделить на следующие типы:

Это наиболее часто используемые бетонные блоки. Общий размер (в см) этих блоков составляет 40 (длина) × 20 (ширина) × 20/15/10/8 (толщина). Минимальная плотность этих бетонных блоков составляет 1800 кг/м³.

• Эти бетонные блоки обладают высокой прочностью на сжатие.
• Эти блоки обладают хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям.
• Этим блокам можно придать любую форму и размер компонентов.
• Эти блоки также обладают хорошими огнеупорными свойствами. Эти блоки способны выдерживать температуры до 400°C.
• Эти блоки обладают хорошей устойчивостью.
• Эти блоки также используются в быстром строительстве.
• Эти бетонные блоки можно использовать для строительства подпорных стен.

Эти бетонные блоки могут быть больше по размеру, чем полнотелые бетонные блоки. Общий размер (в см) этих блоков 40,5×29× 14. Минимальная плотность этих блоков 1500 кг/м³.

• Эти блоки легче по весу.
• Из этих бетонных блоков также легко возводить стены.
• Пустоты в этих блоках можно заполнить сталью и бетоном.
• Эти цементные блоки могут достигать высоких сейсмостойких свойств при наполнении их сталью и бетоном.
• Воздушное пространство между этими блоками может обеспечить лучшую теплоизоляцию.
• Расстояние между этими блоками можно использовать для электрической и водопроводной изоляции.
• Эти блоки представлены в различных размерах и могут быть изготовлены в соответствии с требованиями.
• Эти блоки бывают 3 классов:
  1. Класс A
  2. Класс B
  3. Класс C
• В котором пустотелые бетонные блоки класса А имеют минимальную плотность 1500 кг/м³, блоки класса В имеют плотность менее 1500 кг/м³, а сорта С имеют плотность более 1000 кг/м³.

Эти бетонные блоки имеют более одной полости или пространства для процесса изоляции. Он может быть любого размера с интервалом более одного и не полностью проникать в блок. Иногда его также называют «легким ячеистым бетоном».

Это бетонные блоки, специально изготовленные для специальных целей в соответствии с требованиями. Эти блоки могут быть любого размера, формы и структуры, которые отличаются от стандартных размеров и форм.

Полнотелые бетонные блоки	Полые бетонные блоки
Эти блоки являются твердыми по своей природе.	Эти бетонные блоки имеют одно или несколько полых пространств.
Эти блоки имеют минимальную плотность 1800 кг/м³.	Эти блоки имеют минимальную плотность 1500 кг/м³.
Общие размеры этих блоков 40 х 20 х 20, 40 х 20 х 15, 40 х 20 х 10 и 40 х 20 х 8 (в см).	Общие размеры этих блоков 40,5×29×14 (в см).
Эти блоки имеют большой вес.	Эти блоки легче по весу.

Читайте также: Что такое легкий бетон?

Полнотелые бетонные блоки бывают следующих типов:

Летучая зола представляет собой порошкообразный материал, получаемый при сжигании пылевидного угля. Летучая зола выступает в качестве исходного материала для многих компаний, производящих цементные и строительные изделия.

Использование летучей золы в бетоне помогает сократить выбросы CO2, а также уменьшает проблемы с растрескиванием и проницаемостью. Его также можно использовать для создания гладкой поверхности конструкции. Блоки летучей золы обычно имеют небольшой размер, потому что эти блоки становятся менее прочными, если их размер увеличивается.

AAC означает аэрированные автоклавные блоки. Блоки AAC имеют плотность 350 кг/м³. Эти блоки используются в качестве несущих строительных материалов. Эти блоки хороши в целях теплоизоляции.

Это бетонные блоки, используемые в обочинах дорог и пешеходных дорожках. Их используют и окрашивают таким образом, чтобы они были видны на расстоянии и создавали границу для транспортных средств на дороге. Эти блоки могут быть любой формы, например, квадратной, прямоугольной и т. д. в соответствии с требованиями.

Эти блоки состоят из летучей золы, цемента и пены. Эти блоки легкие и обеспечивают хорошую изоляцию от звука и тепла. Эти блоки имеют светло-серый цвет и отличаются высокой и средней плотностью.

Эти блоки состоят из легкого заполнителя, летучей золы и цемента. Они являются огнеупорными и водонепроницаемыми по своей природе. Эти блоки также обеспечивают хорошую изоляцию от тепла и звука. Их готовят в печи при высоких температурах. Его можно формовать в разные формы и размеры.

Эти пустотелые блоки в основном используются в угловых конструкциях. Эти блоки могут быть любого размера в соответствии с необходимостью строительства. Кроме того, эти блоки очень легкие.

Эти блоки также известны как двойные угловые блоки. Эти блоки в основном используются для строительства столбов или простенков. Эти блоки составлены таким образом, что их можно оставить видимыми с обоих концов. Они также доступны в различных вариантах.

Эти блоки также известны как Блоки с каналами или Балочные блоки. Эти блоки имеют U-образную форму. Эти блоки в основном используются в верхней части дверей и окон. В основном используется при строительстве перемычек.

Это типы пустотелых бетонных блоков, которые обеспечивают пространство для наличников окон.

Это блоки, имеющие форму квадрата с одним отверстием и уложенные внутри с помощью армирования.

Как следует из названия, эти блоки используются только в углах, на концах окон и дверных проемах. Гладкая сторона блока обращена к внешней части конструкции.

Эти блоки почти аналогичны столбовым блокам, но одна сторона этих блоков очень шероховатая. Эти блоки очень пористые по своей природе, и из-за этой природы эти блоки уязвимы для повреждения водой. Размер этих блоков составляет 6×8×16 и 8×4×16 дюймов.

Эти блоки почти аналогичны угловым блокам. Разница лишь в том, что эти блоки имеют закругленные края. И из-за круглых краев этих блоков они известны как блоки Bullnose. Размер этих блоков 8×8×16 дюймов.

Как следует из названия, эти блоки используются в работе разделов. Эти блоки похожи на блоки из бетонных столбов, но эти блоки выше по размеру.

Читайте также: Пустотелый кирпич

Процесс производства бетонных блоков

Производство бетонных блоков включает следующие этапы:

Смешивание №1 механический инструмент. Когда сухая смесь приготовлена ​​правильно, в нее добавляют небольшое количество воды.

Также в это время в смеситель добавляются добавки, красящие вещества и т. п. согласно требованиям. Тщательно перемешивается в течение 6 – 8 минут.

#2 Формовка

После надлежащего перемешивания смесь разливается в формы необходимых форм и размеров. Также перед заполнением формы смесью убедитесь, что форма была должным образом очищена, если нет, то сначала очистите форму, а затем заполните ее бетонной смесью. К пресс-формам или уплотняемым ящикам прикладывается необходимое давление.

#3. Отверждение

• Когда формы выводятся из загрузки, следующим процессом является процесс отверждения.
• Для отверждения формы передаются в сушильную печь. Где формы оставляют при комнатной температуре на 2 – 3 часа для незначительного застывания бетона.
• Через несколько часов в печь подается пар для отверждения бетона.
• Стандартная температура пара 16°C.
• Для блоков стандартного веса температура пара составляет от 66°C до 74°C.
• Для блоков из легкого бетона температура пара составляет от 77°C до 85°C.
• При достижении температуры отверждения пар отключают и формы оставляют под горячим влажным воздухом на 12-18 часов.
• Общий процесс отверждения занимает почти 24 часа.

#4. Кубирование

Теперь блоки извлекаются из форм и отправляются в кубер, в котором блоки выравниваются таким образом, что им придается правильный куб или требуемая форма.

Что такое шлакоблоки?

Это полые прямоугольные блоки, состоящие из угольной золы и смеси бетона. Эти блоки также очень легкие по весу. Также по сравнению с бетонными блоками эти блоки имеют меньшую прочность на растяжение и меньшую несущую способность.

Эти блоки лучше всего подходят для таких конструкций, как садовые стены и т. д. Эти блоки почти старомодны. Размер этих блоков 8×8×16 дюймов.

Разница между шлакоблоками и бетонными блоками

Шлакоблоки	Бетонные блоки
Эти блоки состоят из цемента, угольной золы или летучей золы.	Эти блоки состоят из цемента, песка и гравия или заполнителя.
Эти блоки очень легкие.	Эти блоки тяжелее шлакоблоков.
Эти блоки имеют низкую прочность на растяжение.	Эти блоки имеют высокую прочность на растяжение.
Они используются в небольших и легких конструкциях, таких как садовые стены, перегородки и т. д.	Эти блоки используются в крупном строительстве, таком как здания или любой другой проект.
Эти блоки требуют ремонта.	Эти блоки доступны по цене по сравнению со шлакоблоками.
Эти блоки имеют только пустотелые конструкции.	Эти блоки могут быть любой формы и размера.
Эти блоки очень старомодны.	В настоящее время эти блоки чаще используются в строительных проектах.
Эти блоки очень негибкие.	Эти блоки очень прочны по сравнению с шлакоблоками.

Читайте также: Кирпичи из летучей золы и красные кирпичи

Строительные заполнители, полученные из гипсосодержащей глиняной кирпичной кладки

1 Исходная ситуация

Глиняные кирпичи для кладки являются строительными материалами с давними традициями. Дальнейшее развитие свойств их продукции является предметом широкого круга усилий. Чтобы подтвердить устойчивость этих строительных материалов, в настоящее время основное внимание уделяется их вторичной переработке как новому аспекту. Особенно это относится к легким глиняным кирпичам с наполнителем из теплоизоляционных материалов, которые используются для наружных стен. В качестве внутренней штукатурки часто используются строительные материалы на основе гипса из-за их строительно-физических свойств. С точки зрения утилизации минеральные теплоизоляционные материалы являются примесями, а гипс нежелателен как с точки зрения применения, так и с точки зрения водохозяйственной деятельности. В более ранних исследованиях было доказано, что теплоизоляционные материалы можно отделить от кирпича грубого помола с помощью разделения воздуха [1]. Для размеров частиц <8 мм это невозможно. Для гипсовых штукатурок не существует подходящего процесса механического разделения. Их удаление до демонтажа возможно, но это очень трудоемкий и дорогостоящий процесс.

Одним из подходов, позволяющих перерабатывать гипссодержащие отходы глиняного кирпича, является их использование в качестве сырья для производства легкого заполнителя со свойствами продукта, соответствующими свойствам стандартизированных легких заполнителей, таких как керамзит. Подход основан на собственных исследованиях авторов по утилизации кирпичсодержащих строительных отходов [2], [3], [4], [5]. В соответствии с этим кладочный щебень с содержанием кирпича не менее 50% масс. можно перерабатывать в термическом процессе до легкого заполнителя. Исходный материал измельчают, измельчают, добавляют вспенивающий агент и гранулируют на гранулирующем диске. При последующей термической обработке сырые грануляты стабилизируются и одновременно вспучиваются при температуре от 1 150 до 1 250 °С. Требование к расширителю состоит в том, чтобы в интервале температур образования фазы расплава он разлагался с выделением газообразного компонента.

Далее сообщается об исследованиях, в которых вначале в качестве исходного материала для производства легкого заполнителя использовалась модельная стена, состоящая из вертикально перфорированных глиняных кирпичей с гипсовой штукатуркой. Во-вторых, применялись глиняные кирпичи с наполнителем из теплоизоляционных материалов с добавлением гипса в качестве вторичного сырья.

2 Современные знания

Современные знания о генезисе легких заполнителей основаны главным образом на гранулятах, изготовленных из глин. Процесс расширения может иметь место только при наличии достаточного количества фазы расплава с соответствующей вязкостью в температурном диапазоне, в котором выделяется расширительный газ. Приблизительная оценка потенциала исходного материала в отношении фазообразования плавления возможна на основе содержания оксидов SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , CaO, MgO, K ₂ O и Na ₂ O. Вязкость расплава зависит от соотношения содержания флюса к содержанию свободного кварца. За образование расширительного газа ответственны различные химические реакции. В качестве основного источника расширения газа определены окислительно-восстановительные реакции оксидов железа с органическим углеродом, когда они протекают в интервале температур пиропластического состояния.

Для проверки пригодности глинистого сырья и отходов для производства легких заполнителей обычно используется тройная диаграмма, опубликованная Райли в 1953 г. и дополненная Уайтом в 1960 г. [6], [7]. Диаграмма Райли основана на измерениях вздутия, т. е. расширения 39 глин со Среднего Запада США. Легкие грануляты, изготовленные из них, имеют плотность от 290 до 990 кг/м³. Чтобы лучше представить конкретную роль оксидов железа в процессе расширения, эта диаграмма была далее развита Куньи до четвертичной диаграммы в 1990 [8].

Идея разделения гипса с помощью этого процесса основана на фундаментальных исследованиях термического разложения сульфата кальция. Из исследований, проведенных в начале прошлого века, которые и сегодня остаются нашим текущим уровнем знаний, известно, что термическая диссоциация ангидрита происходит только выше 1 200°С [6]. В присутствии других оксидов разложение смещается в сторону более низких температур:

Диссоциация ангидрита в присутствии кремниевой кислоты

CASO ₄ + SIO ₂ Casio ₃ + SO ₂ + 0,5 O ₂

Начало распада при 1000 ° C, конец 1 250 ° C

9000 2

9000 2 9000 2

Присутствие оксида железа

CASO ₄ + FE ₂ O ₃ CAO*FE ₂ O ₃ + SO ₂ + 0,5 O ₂ 9000 9000

796. somestion at Next Offormoship Ofthersship at Negnampensing at Next Offersoship at Next Offersoship Offersoship Offormoship Offormoship. , конец при 1 250 °C

При соблюдении этих температур не предотвращается снижение содержания сульфатов и увеличение объема, вызванное процессом расширения, и их можно использовать для разделения гипса с одновременным получением вспученных гранулятов.

3 Характеристика исходных материалов

Следующие исходные материалы поставлялись производителями гипса и глиняного кирпича и плитки:

Модель стены, построенная из глиняных кирпичей с вертикальными отверстиями и оштукатуренная гипсовой штукатуркой (»Рис. 1)

Один поддон из глиняных кирпичей, заполненных минеральной ватой, и один поддон из глиняных кирпичей, заполненных перлитом (»Рис. 2), к которым были добавлены измельченные гипсовые формы.

Глиняные кирпичи, заполненные минеральной ватой, состояли из 80,0 % по массе глиняного кирпича и 20,0 % по массе минеральной ваты. Кирпичи, наполненные перлитом, состояли из 88,2% масс. кирпича и 11,8% масс. перлита. В поставляемый глиняный кирпич с наполнителем добавляли различные гипсовые компоненты в количестве 5,0 и 15,0% масс. в виде измельченных гипсовых форм и гипсовых штукатурок.

Для приготовления исходных смесей поставляемые материалы измельчались в щековой дробилке. Затем добавляли карбид кремния SiC, используемый в качестве расширителя. Смеси измельчали ​​в шаровой мельнице и при этом гомогенизировали. После измельчения в случае модельной стенки 98 об.% исходного материала приходится на частицы размером < 63 мкм. В случае глиняных кирпичей содержание < 63 мкм составляло 90 об.% для глиняных кирпичей, наполненных минеральной ватой, и 85 об.% для глиняных кирпичей, наполненных перлитом.

Химический состав исходных материалов (»Таблица 1) различается содержанием в них Al ₂ O ₃ и CaO. Содержание Al ₂ O ₃ несколько выше в глиняных кирпичах, наполненных перлитом, содержание СаО несколько ниже. Количество добавленного гипса отражается на увеличении содержания SO ₃ .

Первую оценку пригодности исходных материалов для производства расширенных гранулятов дает тройная диаграмма для SiO ₂  – флюс FA – Al ₂ O ₃ . Используемые здесь материалы лежат полностью внутри или немного снаружи областей, типичных для керамзита (»Рис. 3). При добавлении гипса содержание СаО незначительно увеличивается. Состав немного смещается в сторону «уголка флюса».

Для возможности использования термического процесса производства облегченного гранулята для десульфатации обезвоженный до ангидрита гипс должен разлагаться в диапазоне температур, не превышающем интервал расширения, вызванный выделением расширительного газа. Это было подтверждено с помощью анализа дифференциального сканирования и микроскопии на предметном столике в горячем состоянии. При микроскопическом анализе на горячем этапе цилиндрический образец нагревают в трубчатой ​​печи, и изменение площади его тени определяется в зависимости от температуры с помощью камеры и наносится на график с помощью программного обеспечения прибора. Температуры, при которых возникают характерные формы, полученные при исследовании шлака [9].] выводятся, как и все данные измерения изменения площади в зависимости от температуры образца. Результаты дифференциального сканирующего анализа и микроскопии в горячем состоянии показаны в качестве примера для модели стены, сложенной из вертикально перфорированных глиняных кирпичей на »рис. 4 и »рис. 5. Согласно им, разложение CaSO ₄ , происходит из гипсовой штукатурки, происходит в интервале температур от 975 до 1 100 °С (»рис. 4). При сферической температуре 1 186 °C цилиндрические зеленые грануляты принимают форму шариков (»рис. 5 вверху). Увеличение площади достигает первого максимума при 1 147 °C. Он завершается при 1 226 °C (рис. 5 внизу). Соответственно, вышеуказанное условие выполняется.

4 Производство расширенных гранулятов на пилотной установке IAB

4.1 Этапы процесса и используемые агрегаты

На первом этапе процесса высушенные и грубо измельченные исходные материалы измельчались партиями по 200 кг каждая в шаровой мельнице с объем камеры 500 литров (»рис 6). Затем зеленые гранулы были приготовлены на грануляционном поддоне диаметром 1,0 м (»Рис. 7). После повторной сушки эти гранулы обжигали во вращающейся печи, обогреваемой природным газом (»Рис 8). Вращающаяся печь имеет внутренний диаметр 0,60 м и облицована слоем огнеупорного раствора толщиной 0,15 м. По конструктивным условиям его длина ограничена 6 м. Наклон можно изменять с шагом 0,5°/1°/2°/3° и скорость вращения от 0,3 до 3,0 об/мин. Печь может эксплуатироваться в диапазоне температур от 500 до 1 500 °С. Он оснащен многочисленными приборами для измерения температуры, давления и состава выхлопных газов. Дымовые газы очищаются на рукавном фильтре с добавлением гашеной извести.

Из опыта приготовления легких заполнителей в описанной вращающейся печи и параллельных измерений температуры и времени пребывания было установлено, что время пребывания в зоне обжига слишком мало, чтобы полностью использовать потенциал объемного расширения ( »Рис 9). Более того, для этого был необходим второй, а иногда и третий цикл обжига. В случае гранулятов из глиняных кирпичей с наполнителем из-за повреждения фурмы горелки и связанного с этим изменения температурного профиля эта процедура не дала желаемого эффекта увеличения объема гранулята или снижения плотности. Для определения фактического потенциала расширения в муфельной печи была проведена дополнительная термическая обработка.

4.2 Свойства легких заполнителей, произведенных во вращающейся печи

На экспериментальной установке из модельной стены и двух смесей кирпично-изоляционного материала с различными добавками гипса 0, 5 и 15% масс., около 200 кг вспененного материала В каждом случае готовили гранулят на партию (»Рис. 10).

Содержание сульфатов в гранулах модели стенки, обожженной во вращающейся печи, уменьшается по сравнению с содержанием сульфатов в сырых гранулах (»Таблица 2). Уже после одного обжига во вращающейся печи были достигнуты значения ниже 0,7% масс., которые еще больше снижаются при втором обжиге. Тип кирпичной закладки не имел никакого значения. Для легких и переработанных заполнителей, предназначенных для использования в производстве легкого бетона, напр. для кладочного кирпича содержание кислоторастворимого сульфата не должно превышать значения 0,8 % масс. [10], [11]. Это предельное значение надежно соблюдается. Концентрации вымываемого сульфата легких заполнителей, приготовленных из модельной стенки, определенные на элюате «ЛАГА» [12] с водо-твердым отношением 10:1, были ниже 50 мг/л (» табл. 3). Соответственно, использование материала в несвязанных слоях дорожного строительства, что является еще одним применением легких гранулятов, также возможно без каких-либо ограничений.

Плотность гранулятов, приготовленных из стенки модели без добавления SiC, составляет от 2,1 до 2,2 г/см³. При добавлении SiC достигается значительное снижение плотности до 0,73 г/см³ (»Таблица 4).

Плотность легких заполнителей из кирпича с наполнителем уменьшилась по сравнению с плотностью сырого гранулята, однако не достигла ожидаемых значений по вышеуказанным причинам. (»Таблица 5).

Чтобы проверить, какой потенциал расширения все еще присутствует после обжига во вращающейся печи, в дополнение к испытаниям на опытной установке была проведена термическая обработка в муфельной печи (»Рис. 11). Независимо от предварительной обработки гранулятов, подаваемых в муфельную печь – необработанных сырых гранулятов, гранулятов из вращающейся печи после одного обжига, гранулятов из вращающейся печи после двух обжигов, плотность была значительно ниже 1 г/см³. Кирпичи с наполнителем из минеральной ваты имеют меньшую плотность, чем кирпичи с наполнителем из перлита. Это согласуется с данными, полученными с помощью микроскопии на горячем предметном столике.

Из вторичного сырья, которое в будущем будет поступать из «глиняных кирпичей, наполненных минеральной ватой» или «глиняных кирпичей, наполненных перлитом», можно производить легкие каменные заполнители с плотностью от низкой до очень низкой.

5. Резюме

Содержащие гипс отходы кладки или глиняные кирпичи, заполненные изоляционными материалами и покрытые гипсовой штукатуркой, вряд ли могут быть утилизированы в настоящее время и поэтому должны быть захоронены. Альтернативой является использование этих материалов в качестве сырья для производства легких заполнителей в термическом процессе. Из кирпичей, наполненных минеральной ватой и перлитом, к которым было добавлено 5 или 15 % масс. гипса, такие легкие заполнители можно было производить на пилотной установке IAB Weimar gGmbH. Содержание сульфата в этих заполнителях после обжига было даже при добавлении гипса в количестве 15% по массе ниже содержания растворимого в кислоте сульфата в размере 0,8% по массе, которое должно обеспечиваться легкими или переработанными заполнителями. Менее 50 мг/л, отмываемый SO ₃ ^2- практически перестал существовать. Плотность соответствовала плотности коммерческих легких заполнителей. Благодаря этому и знаниям, имеющимся в IAB, следующий шаг – монтаж и эксплуатация завода промышленного масштаба – становится достижимым.

Благодарность

Исследования проводились в рамках программы «FuE-Förderung gemeinnütziger externer Industrieforschungseinrichtungen – Innovationskompetenz» (Поддержка НИОКР некоммерческих внешних промышленных организаций – Экспертиза инноваций), инициированной Федеральным министерством экономики Германии и Энергия в рамках спонсорства проекта EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovationsmanagement mbH.

Проект осуществлялся при финансовой поддержке специалистов отрасли и сотрудников глиняно-кирпичной и гипсовой промышленности. Авторы хотели бы выразить благодарность за большой интерес, а также за критические и конструктивные обсуждения во время проектных встреч.

Литература / Литература

[1] Мюллер, А. и др.: Entwicklungen zum Recycling von Ziegeln und Ziegelmauerwerk (Teil 1). Ziegelindustrie International 2020, Heft 2, S. 12-19.

[2] Рейнхольд, М.; Мюллер, А.: Легкий заполнитель, полученный из мелких фракций строительных и сносных отходов. Конференция: Дизайн для деконструкции и повторного использования материалов. Карлсруэ, Германия. CIB Publication 272, Paper 3, 2002.

[3] Mueller, A.; Соколова, С., Н.; Верещагин В. И. Характеристики легких заполнителей из первичного и вторичного сырья. Строительство и строительные материалы. 22 (2008), стр. 703-712.

[4] Мюллер, А.; Шнелл, А .; Рубнер, К.: Aufbaukörnungen aus Mauerwerkbruch. Chemie Ingenieurtechnik 2012, Vol. 84, №. 10, с. 1780-1792.

[5] Мюллер, А.; Шнелл, А .; Рюбнер, К.: Производство легких заполнителей из переработанного каменного щебня. Строительство и строительные материалы. 98 (2015), стр. 376-387.

[6] Swift, W.M. et al.: Разложение сульфата кальция: обзор литературы. Аргоннская национальная лаборатория, Аргонн, Иллинойс, 1976.

[7] Riley, C.M.: Связь химических свойств со вздутием глины , Варенье. Керам. соц. 34 (1951) 121–128.

[8] Уайт, Вашингтон: Легкий заполнитель из сланцев Иллинойса, Геологическая служба штата Иллинойс, Урбана, 1960, Circular 290.

[9] Prüfung fester Brennstoffe – Bestimmung des Asche-Schmelzverhaltens. DIN 51730:2007-09

[10] Бетон – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Немецкий Фассунг EN 206:2013+A2. 2021.

[11] Beton nach DIN EN 206-1 и DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620. Ausgabe Сентябрь 2010. DAfStb Richtlinie, Ausgabe Сентябрь 2010.

[12] Anenunger ungerford LAGA2-0 Mitte die stoffliche Verwertung von Mineralischen Abfällen – Technische Regeln.