Тема 9
Аглопоритът е изкуствен порест материал, получен чрез топлинна обработка на силикатни материали чрез агломерация. Агломерацията е синтероване на насипен глинен материал с въглища чрез послойно изпичане с интензивно засмукване на въздух през слоя от възпламенен материал.
Аглопоритът се използва като добавъчен материал за лек бетон.
При разработването на начини за повишаване на устойчивостта на саморазлагане на горивни шлаки, използвани като пълнител за бетон, за първи път е получен аглопорит. Понастоящем такова производство на аглопорит е загубило своята релевантност поради прехвърлянето на железопътния транспорт, който беше основният източник на производство на горивна шлака, към електрическа и локомотивна тяга, както и поради намаляване на изгарянето на въглища в топлоелектрическите централи. Поради това сега е разработено производството на аглопорит от глинести суровини и отпадъци от обогатяване на въглища. През 1970 г. производството на аглопорит в СССР е 3 милиона m 3 . Сега се произвежда по заявка на строителни организации. Производството му е най-развито в Беларус.
Съгласно GOST 11991 се разграничават два вида аглопоритни материали: натрошен камък и пясък. Според размера на зърното трошеният камък се разделя на три фракции: 5…10, 10…20 и 20…40 mm.Пясъчните зърна са по-малки от 5 mm.
Класовете на аглопоритните материали се определят от насипната плътност (Таблица 9.1). Загубата на тегло не трябва да надвишава, тегл.%: по време на запалване - 3, при определяне на устойчивост на разлагане на силикат - 8 и срещу разлагане на желязо - 5, при изпитване за устойчивост в разтвор на натриев сулфид - 5 и при изпитване на устойчивост на замръзване след 15 термични цикъла - 10.
Таблица 9.1. Свойства на аглопорита
| Материал | Степен по плътност | Обемна плътност, kg / m 3 | Якост на натиск, (чрез компресия в цилиндъра), MPa |
| развалини | до 500 | 0,6 | |
| 510-600 | 0,9 | ||
| 610-700 | 1.3 | ||
| 710-800 | 1.7 | ||
| до 800 | - | ||
| Пясък | 810-1000 | - |
Процесите на агломерация, протичащи в слоя от съдържащ гориво възпламенен заряд, когато през него се засмуква въздух, са както следва. На етап I (Фигура 9.1), поради топлината от запалителната пещ, хигроскопичната влага се изпарява в горната част на слоя. Димните газове и водните пари се засмукват през слоевете на заряда и го напускат. В зоната на сушене с температури до 100°C долната част на слоя може дори да се навлажни поради кондензация на пари.
При по-високи температури горният слой, който вече е сух, се нагрява (етап II), а долният слой до него се изсушава. Температурата на зареждане на този етап е в диапазона 100...600°C.
Ориз. 9.1. Динамика на процеса на агломерация: 1 - запалително устройство; 2 - димоотвод. Зони:а– заряд;b– сушене;c– нагряване;g– изгаряне на гориво;d– охлаждане
В този случай се получава дехидратация на глинести минерали и железен хидроксид и кристализация на хематит. Когато горният слой се нагрее до температурата на запалване на въглищата, той започва да гори (етап III), взаимодействайки с въздуха, засмукан през слоя заряд. Температурата тук достига 1500°C, а най-важните процеси за образуване на структурата на аглопорита протичат в материала. Вътре в слоя, с липса на кислород, средата се редуцира, следователно железните оксиди се редуцират до FeO, което допринася за интензивното образуване на течна фаза. продължавасинтероване вътре в гранулите и при техните контакти. Разхлабеният слой се превръща в синтерован, но порест поради изсмукване на газове. Примесите от глина и слюда частично набъбват, причинявайки образуването на определена част от затворени пори в материала.
След изгарянето на органичните вещества започва последният (IV) етап - охлаждане на синтерования конгломерат. През този период, заедно с физическото охлаждане на материала, в него завършват процесите на кристализация на хематит и магнетит, както и на а-кристобалит. Разтопените кварцови зърна, запазени под формата на a-кварц, преминават при 575°C в b-кварц. Охладеният аглопорит съдържа 48–50% стъкло. Кристалните фази са кварц, кристобалит, малко количество мулит, хематит и някои други минерали.
Такова разделение на процесите на агломерация е условно. В действителност няма ясна последователност на тези процеси и строго определени температурни граници между тях. Тези процеси се наслагват един върху друг и често се изместват към по-високи температури.
Според учени [40] порьозността в аглопорита се образува поради четири фактора: превръщането на междузърнестите кухини в пори по време на контактно синтероване на материални гранули (основният фактор), отстраняване на хигроскопична влага, изгаряне на органични вещества и набъбване на глината. Последният фактор, който играе основна роля за керамзита, е от второстепенно значение при производството на аглопорит. В аглопорита преобладава отворената порьозност, тъй като нейното образуване е възможно само при непрекъснато засмукване на въздух през слоя на изпечения материал. В сравнение с експандираната глина, аглопоритът е по-малко издръжлив, но силата на бетоните, базирани на него, се осигурява от високата адхезия на този пълнител към циментовия камък, поради повърхностната порьозност.