тақырып. Тығыз табиғи тасты жыныстар негізіндегі толтырғыштар Жоспар

1. 
   Табиғи нығыз тау жыныстарынан толтырғыш.
   
2. 
   Шикізат базасы. Құм.
   
3. 
   Өндіру және фракциялау.
   

Пайда болуыны байланысты тау жынысының маңызды ерекшелік қасиеттерін анықтайтын үш классқа бөледі: атқылаған,тұнбалы,метаморфты.

Құм-ұсақ толтырғыш бетон араласпасында цемент қамырымен тығыздығына байланысты болатын және онымен ерітінді бөлігін құрайды. Араласпаға құм көп қосылған сайын ерітінді бөлігінің үлкен және цементтің шығыны аз болады. Бірақ құмның құрамы өте көпболса, онда бетонның беріктігі төмендейді. Сондықтан құмның құрамы оңтайлы болуы керек.

Құмдар табиғи және ұсақталған болып бөлінеді. Қарапайым ауыр бетон үшін төгілмелі тығыздығы – 1400 кг/м³-тен жоғары, жеткілікті нығыз және жоғары беріктікті түйіршіктерді құрайтын құмды қолданады. Түйіршік тығыздығы 2 г/см³ жоғары болып келеді. Құмның сапасы МЕСТ 8735-85 стандартына сай болуы керек.

Сонымен құмды карьерлерде ашық әдіс не суасты өндірумен алады. Құмды өндірудің ашық әдісі кең таралған.

Құмның пайда болу жерінде әдетте құнарлы жер саз балшықты және басқа жыныстар қабаты астында болады. Бұл қабатты құнарлы қабат, ал оның көлемі пайдалы қазбаның көлеміне қатынасы – құнарлы қабат коэффициент деп аталады.

Құнарлы қабат жұмыстарын, яғни оны карьерден тыс алып тастау және пайдалы қазба қойнауларын ашу қажет емес қоспалардағы құмның ластануын алдын ала жүргізеді. Құнарлы қабат жұмыстарын бульдозер, скрепер кейде қабат үлкен қуатты болса эксковатормен үйіндіге шығарады.

Карьерде құнарлы қабатты алып тастағаннан кейін жұмыстық кесінді және транспорт жұмыстары үшін траншея жасайды.

Ашық карьерде құмды өндіру үшін әр түрлі эксковатор, сондай-ақ скрепер және басқа машиналар қолданылады. Ең көп қолданатын бір ковшты эксковатор тік күректі (ковштың сыйымдылығы 0,25...15 м³) Эксковатор – драглайнның ерекшелігі оның совок тәрізді ковшы бағанаға қанатпен ілініп қойылған. Көбірек көп ковшты эксковаторлар қолданыс табуда. Карьер транспорттың негізгі түрі автосамосвая және автотартқыш жартылай принциптерін жүргізеді. Кей жағдайда ленталы транспортерлердің үздіксіз ағынды тізбек түрінде конвейерлі транспорт өте тиімді, әсіресе роторлы не шынжырлы көп ковшты эксковатормен қосылғанда.

Сулы карьерден су қойнауы түбінен су асты құм өндіру эксковатор- драглай, қанатты скрепер, жер қазғыш көмегімен жүргізіледі, бірақ өндірудің гидралеханизацияланған әдісі ең тиімді.

Гидралеханизацияланған құм өндіру өзен не басқа су қойнауынан құмды өндіру үшін ғана емес, сонымен бірге тегістік суланған карьерлерде де қолданылады.

Шағылтас түйіршіктерін болу вибрациялық тегіс және барабанды грохоттарда құмды грохоттаумен жүргізеді.

Шаң, тозаң және сазды қоспалардан алу мақсатымен құмды жууды әртүрлі конструкциялы құм жуғыш не классификаторда жасайды.

Құмды жу оны кейінен сусыздандыру (кептіру) қажет етеді, ол әсіресе қысқы мерзімде техникалық процессті қиындатады. Сондықтан байытудың құрғақ әдістері үлкен мәнге ие, мысалы түсірілген құмды ауа ағынымен желдеу жолымен. Мұндай әдіспен табиғи құм түйіршігі бетінен саз қабықшасын алу мүмкін емес. Бірақ ұсақталған құмнан шаң бөлшектерін, соның ішінде тасты ұсақтаудың елеуінен алып тастауға болады.

Рудалы емес материалдар өндірісінде жүргізіліп жатқан болашақты бағыты құмды фракциялау болады, яғни түйіршік ірілігі бойынша оны фракцияларға бөледі. Фракцияларды ұсақ және ірі деп екі фракцияға шекаралық, түйіршік бойынша сәйкесінше бақылаулық елек 1,25 не 0,63 мм тесігінің өлшемі. Сонымен ірілігі 0-5 мм қарапайым құм орнына қолданушыға бөлек ірі құм (1,25-5 не 0,63-5мм) және ұсақ құм (1,25 - 0,63мм)

Пайда болу көздерін өндіруде алынған құмды- шағылтас араласпаны құмнан бөлу және шағылтас ірілігі бойынша стандартпен қарастырылған фракцияға бөлумен сорттауға түсіріледі.

Қазіргі кезде алынған құмды-шағылтас араласпасын барлық уақытта сорттамайды. Жиі оларды бетон дайындау үшін қолданады. Бұл оңай,арзан және кей жағдайларда мақсатты дпе танылуы мүмкін, егер құмды-шағылтас араласпасының түйіршіктік құрамы бетон үшін оңтайлығы жақын және едәуір құбылысқа ұшырамаған болса, бірақ көп жағдайда сортталмаған құмды-шағылтас араласпаны қолдану бетонның сапасын төмендету, оның бір тектілігін және цемент шығынының өсуіне алып келеді.Құмды-шағылтас араласпасы құм және шағылтас бөлек болғандағы қабатқа бөлінуіне көбірек ыңғайлы. Сондықтан олар барлық уақытта бір тікті емес.

Құмды-шағылтас араласпасын сорттау үшін грохот қолданады, ал сусымалы араласпаны түйіршігінің ірілігі бойынша бөлу процессі грохоттау деп аталады. Грохоттау үшін електе араласпаның қозғалысы керек.

Гидромеханизация әдісімен құмды-шағылтас араласпасын өндіру үшін пульпоны (сулы араласпаны) шағылтас және құмды бөлу үшін конусты гидрогрохотқа жібереді. Сулы құмды араласпа гидравликалық классификаторға жіберіледі, ал шағылтасты кейінен грохоттау арқылы түйіршік ірілігі бойынша фракцияларға бөлінеді.

Жуу. Гидромеханизацияланған өндіруде шағылтасты жуу және шаң, тозаң және сазды бөлшектерді алып тастау бір қатар жүргізіледі. Өндірілген шағылтас пайдалы қазба көздерін құрғақ өндіру грохоттау процесінде сумен жалпы жуу мүмкін. Барабанды грохоттар (шағылтас сорттағыш)бір уақытта шағылтасты жууға қолданатын шағылтас дуғыш деп аталады. Оларды шағылтас аз мөлшерде лас болғанда қолданады.

Байыту. Шағылтас стандарт талаптарына әлсіз түйіршік құрамы бойынша сәйкес емес, яғни оларды 10%-дан жоғары құрайды. Сонымен қатар қалған шағылтас түйіршіктері сондай-ақ біртекті емес. Беріктігі бойынша шағылтасты сорттаудың бір шама бөлігін жауапкершілігі төмен құрылысқа қолдану, ал қалғанын жоғра берікті шағылтасты толтырғыш ретінде тиімдірек қолдану мүмкін еді. Шағылтасты мұндай процесспен байыту, сондай-ақ қиыршықтасты жанама бірнеше әдіспен жасауға болады:серпімді қасиеті,үйкеліс,түйіршік тығыздығы бойынша бөлу ж.т.б

Қиыршықтас. Қиыршықтасты тас жыныстарын ұсақтаумен алады. Бұл жоғары берікті бетондар үшін ең сапалы ірі толтырғыш. Ол әдетте шағылтастан қымбат,бірақ қиыршықтас өндірісінің көлемі шағылтастан бірнеше есе көп. Бұл мемлекеттің көп аудандарында шағылтастың болмауы және оны жоғары беріктікті бетонда қолданумен түсіндіріледі. Шикізат ретінде қиыршықтас алу үшін таулы жыныстар гранит,габбро,диабаз,бозальт және карбонатты шөгінді жыныстар әктас және доломиттер қолданылады. Аз өндірістік мәнге песчаник және метаморфты тау жыныстары ие.

Өндіру. Қиыршықтасты өндіру келесі технологиялык процесстерден тұрады: тасты алу,ұсақтау және сорттау. Тасты алып өндіру негізінен карьерде жүргізіледі. Тастарды экскаватормен транспорт жүйелеріне салып ұсақтау-сорттау зауыттарына ірі тастарды емес, біршама ұсақталған тастарды жеткізеді. Ұсақтау-сорттау зауытының негізгі қондырғысы-ұсақтағыш және грохоттар, сондай-ақ ленталы конвейер, питатель, барлық агрегаттарды техникалық линияға біріктіретін транспортер.

Байыту. Барлық дерлік пайдалы қазба көздері бір не басқа деңгейде тастың беріктігі бойынша біркелкі еместігімен сипатталады. Салыстырмалы біртекті жоғары берікті гранит жыныстары әлсіз бөлшектерінен тұрады. Біртектілігі төмен әктас,әртүрлі тығыздықты қабаттармен жатады. Қиыршықтасты байыту үшін жоғарыда көрсетілген тәсілдер қолданылады. Қиыршықтас үшін аса маңызды мәнге таңдамалы ұсақтау принципі бойынша байытуға болады. Бұл тәсіл келесі құбылыс негізінен ұсақталатын тастың ұсақталу деңгейі ұсақтағыш түріне орнату және жұмыс режиміне емес,сонымен тастың беріктігіне де байланысты.

Қиыршықтасты жуу шаңның құрамы стандартпен жіберілетін шектен жоғары болғанда жасайды. Оны әдетте грохот үстіне сулы грохоттау суды шашу арқылы жүргізеді.

Болашақтағы байыту тәсілі ауа агынымен қиыршықтасты құрғақ шаңсыздандыру юолады,оны грохоттау процессімен біріктіруге болады.

Шағылтастан қиыршықтас. Кей аудандарда қиыршықтас өндірісінде валун және үлкен тастардың жиынтығын қолданады,олар мұздың және сумен алып келінген жоғары беріктікті тау жынысының үлкен сынықтарын құрайды.

Өте үлкен көлемде қиыршықтас шағылтастың ірі фракцияларын ұсақтаумен жүргізіледі. Мұнымен құмды шағылтас қойнауының комплексті қолдану жеткілікті,жоғары сапалы ұсақталған толтырғышты қосымша шығарады.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].
4 тақырып. Табиғи кеуекті толтырғыштар.

Жоспар:

1. 
   Табиғи саңылаулы.
   
2. 
   Вулканды пайда болған толтырғыштар. Шөгінді пайда болған толтырғыштар.
   
3. 
   Саңылаулы толтырғыштарды байыту.
   

Әр түрлі саңылаулы тау жыныстарынан жеңіл бетон үшін толтырғыштар алады. Бipaқ бұл толтырғыштар біршама беpiктікке ие, ол нығыз тау жынысынан толтырғыштардан болса да, сонда да қажетті класты бетон алу үшін жеткілікті.

Саңылаулы толтырғыштардың негізгі маркалауы төгілмелі тығыздығы бойынша анықталған. Егер ол 400-500 кг/м³ құраса, толтырғышты 500 маркаға жатқызады, тегілмелі тығыздығы 600 кг/м³ дейінгілерді 600 маркасына және т.б. МЕСТ 22263-76 қиыршықтастың 300, 350, 400 және 1200 дейін әр бір 100 кг/м³ сайын, құмның маркалары - 500-1400 қарастырады.

Сонымен қатар, қиыршықтастың бepiктігі бойынша маркалары аныкталған, ол әр түрлі қиыршықтас үшін цилиндрде сығу кезіндегі бepiктiгiнe стандартпен сәйкес талаптар қойылған.

Жоғарыда айтқандай саңылаулы толтырғыштың бepiктiгiн анықтаудың ең қолайлысы бетонда дәлірек сынау екендігі белгілі.

Стандартта бepiктігі бойынша әр түрлі маркалы саңылаулы толтырғыштарды жеңіл бетонның бip немесе басқа түрінде қолдану көрсетілген.

МЕСТ 22263-76 сай төгілмелі тығыздығы бойынша әр түрлі маркалы қиыршықтас үшін бepіктігі бойынша ең теменгі шектік маркалары анықталған.

Сонымен, толтырғыштар қасиеттерінің барлық негізгі көрсеткіштері және бетонда оларды колдану бағыттары байланысты.

Әдетте, саңылаулы толтырғыштың фракциясы ұсақ болған сайын, оның төгілмелі тығыздығы және түйіршігінің тығыздығы жоғары. Бұл ұсакталу кезінде материалдың саңылаулығы төмендегідей түсіндіріледі. Ол бipiншi кезекте ең ipi саңылау бойынша материал бұзылады. Ұсактау кезінде тығыздықтың ұлғаю белсенділігі материалдағы саңылаудың ipілігі және олардың біркелкі жайылуына байланысты.

Ұсақ саңылаулы жыныстар үшін құммен қиыршықтас тығыздығының айырмасы салыстырмалы жоғары емес, ал ipi саңылаулы үшін едәуір.

Саңылаулы жыныстарды ұсақтауда түйіршік тығыздығы ұлғаюмен қатар олардьщ бepiктігі де кебейеді. Толтырғыш түйіршігінің бepiктігi бастапқы жыныс бepiктігiнeн жоғары, ол салыстырмалы ipi үлгілерді сынаумен анықталады. Сондыктан саңылаулы тау жынысынан толтырғыш өндipici үшін қажетті бетонның беріктік шегінің 50 %-нан кем болмауы керек.

Саңылаулы тау жынысынан қиыршықтастың жұмсару коэффициенті конструктивті - жылуоқшаулағыш бетонда 0,6 кем емес және конструктивті бетондарда 0,7 кем емес болуы керек.

Табиғи саңылаулы толтырғыштар вулканды немесе шөгінді болуы мүмкін.

Вулканды пайда болған табиғи саңылаулы толтырғыштар өзi атқылаған негізінен сынықты жыныстар. ТМД елдерінің территориясында олар кейбір аудандарда ғана кездеседі.

Толтырғыш алу үшін қолданатын саңылаулы тау жыныстарына пемза, қож, туф, сондай-ақ саңылаулы базальт және андезиттер жатады.

Пемза. Пемза - саңылаулы шыны, вулкан атқыланғанда шығарылған магманың көпіріп қатаю нәтижесінде пайда болады. Ең ipi пемзаның пайдалы казбалар көздepi Арменияда орналаскан. Пемза Солтүстік Кавказ және Камчаткада бар. Талшықты және саңылаулы кұрылымды, түci ақ-сұрдан коңыр түске дейін.

Пемза көбіне құм, қиыршықтас және ipілеy сынықтары қабаты түрінде кездеседі. Пемзалық толтырғыштың өндipici карьерде өндіру, ұсақтау және материалдарды сорттаудан тұрады.

Көп жағдайда пемза химиялық құрамы бойынша қышқыл жыныстарға жатады және негізінен шыныдан тұрады (кристалды минералдардың құрамы әдетте 1 % темен).

Пемзадағы саңылау өлшемдері миллиметр үлесінен 3 мм дейін, формасы дөңес немесе созылымды. Түйіршік саңылаулығы 85 % жетеді. Пемзалы құмның төгілмелі тығыздығы әртүрлі жерлерде 600-1100 кг/м³, қиыршықтастың 400-900 кг/м³, түйіршік тығыздығы - 0,5-1,9 г/см³.

Сығылу кезіндегі пемзаның беріктік шeгi 2,5-40 МПа. Пемза ұялы құрылымға ие.

Саңылаулығы төмен, ауыр және берігірек пемзаларды (оларды литоидты, яғни тас сияқты) жеңіл конструктивті бетон алу үшін қолданады. Кавказда мұндай жоғары тиімділікті бетондардан әртүрлі конструкциялар, соның ішінде жабынаралық, көпір, гидротехникалық құрылыстар соғылады. Пемзаның жеңілірек түрлерін толтырғыш ретінде жылуоқшаулағыш және конструктивті-жылуоқшаулауғыш жеңіл бетондарда пайдаланылады.

Вулканды кождар. Вулканды кождар койнаулары Армения, Грузия, Камчатка және басқа жерлерде бар.

Вулкан аса қатты атқылағанда ауаға шығарылған негізгі құрамды сұйық магмадан пайда болған. Вулканды қождьщ құм, қиыршықтас, сондай-ақ ipi тастары (вулканды бомбалар) толтырғыштарға біршама бөлігін ұсақтау және фракциялау аркылы өңделеді.

Сыртынан вулканды қождар отын қождарына ұқсас. Олар қызылдан қараға дейін күңгірт түске ие. Құрылымы ipi саңылаулы.

Қиыршықтастың төгілмелі тығыздығы 400...850 кг/м³, құмның 650...1300 кг/м³. Вулканды қождарды әртүрлі қолданысқа жеңіл бетондар үшін толтырғыш ретінде қолданады.

Туф және туфты лава. Вулканды туфтар - нығыздану және пicy түрлі деңгейде, вулканды күлден пайда болған ұсақ саңылаулы жыныстар, ал туфты лава - бұл құрамына вулканды күл немесе құм түскен тез арада суыған саңылауланған лава. Ең ipi қазбалары Арменияда.

Туф және туфты лава массив бойынша жатады және қабырғалық тас және ipi блок өндipici үшін қолданады. Карьерде тас кесетін машиналар мен өндіргенде пайда болған қалдықтары (50 %) ұсақтап сорттағаннан кейін тегілмелі тығыздығы 600-800 кг/м³, қиыршықтас 700-1000 кг/м³ құм береді, олар жеңіл бетон үшін жарамды.

Туфтар түйішікті, ал туфты лавалар ауысымды, кейде ұялыға жақын құрылымға ие.

Бірдей тығыздықта туфты лава әдетте туфтан бepiк, бipaқ пемзадан бepiктігі төменірек.

Туфтың кейбір түрлері жеткіліксіз суға және аязға төзімсіз, ceбeбi оның құрылымындағы түйіршіктер арасындағы әлсіз байланыс әсерінен. Мұндай туфтарды бетон үшін толтырғыш ретінде қолдануға болмайды. Бipaқ олар жоғары сапалы толтырғыш алу үшін шикізат ретінде пайда болады.

Шөгінді пайда болған толтырғыштар

Шөгінді тау жыныстарынан саңылаулы толтырғыштар алу үшін негізінен карбонатты - саңылаулы әктас және ракушечник, ал кейде саңылаулы кремнеземды жыныстар пайдаланылады.

Саңылаулы әктастар және ракушечниктер. Әктастың тығыздығы 1800 кг/м³ төмен ұсақтағанда төгілмелі тығыздығы 1000 кг/м³-ге дейін қиыршықтас алады (түйіршік арасындағы кеуектігі 40-50 %) ол классификацияға сәйкес МЕСТ 9757-83 саңылаулы толтырғыштарға жатады.

Әктас-ракушечниктер ұсақ ойыктардың әктасты қалдықтары мен цеметтелген жиынтығы түрінде шөгінді жыныстар. Олар қарапайым ұсақ саңылаулы әктастардан мұрынды ipi саңылаулы құрылымымен ерекшеленеді.

Әктас-ракушечниктердің тығыздығы 0,5-10 МПа беріктік шегінде негізінен 1000-1600 кг/м³, ал қарапайым саңылаулы әктастар 25 МПа дейін беріктік шегінде 1600-1800 кг/м³ тығыздығымен және сығылу кезіндегі бepiктік шегі 5-15 МПа.

Саңылаулы әктас және ракушечниктер едәуір цементтің шығынысыз (басқа толтырғыштармен салыстырғанда) тығыздығы 1800-2200 кг/м³ және беріктік шегі 5-20 МПа.

Саңылаулы әктас және ракушечниктерді пайдалы қазбалары Украина, Азербайжан, Орталык Азия және ТМД басқа облыстарында кеңінен таралған. Олар жаппай құрылыс үшін сортталғаннан кейін бетон үшін толтырғыштар алады.

Кейбір аудандарда сусымалы ракушечник қабаттары бар, яғни ойық және олардың сынақтарын бip-бipiмен цементтелмеген түpi. Бұл материал бетон үшін толтырғыш ретінде тура немесе біршама ұсақталғаннан кейін қолдану мүмкін.

Көрсетілген жыныстар құрамына аморфты кремнезем опал, халцедон түрінде кіреді. Олар цемент сілтілерімен өте белсенді әсерлеседі. Сондықтан цементті бетонда мұндай толтырғыштарды қолдану қayiптi, олар коррозиялық процестерді шақырады.

Саңылаулы толтырғыштарды байыту тығыздығы және беріктігі бойынша біртектілігін жоғарылату, түйіршік формасын жақсарту, шаңның құрамын төмендетуден тұрады. Жоғарыда көрсетілген нығыз жыныстардың толтырғыштарды байыту принциптерісаңылаулы толтырғыштарға да қолдануға болады. Бірақ жеңіл саңылаулы толтырғыштардың арнайы қасиеттері байытуды басқа әдістермен жүргізуді қажет етеді.

Сулы ортада тұндырудың орнына ауалы ортада тұндыруды қолдану мүмкін. Бұл үшін пневматикалық тұнбалы машиналар, келесі принциппен жұмыс жасайды. Желдеткішпен жіберілген ауа ауысымды клапан жүйесімен бір немесе басқа машинаның камерасына жіберіледі, ол кезде торда материал қабатының жылжуы түзіледі. Көп қайталымды ауа ағынымен үлпілденген материал бөлек қабаттанады, ауыр түйіршіктері төменде, ал жеңілдері үстінде болады және оларды сонан алады. Бір ауқытта материал шаңнан тазарады.

Сонымен бірге, пневмосуспензияда саңылаулы толтырғыштарды сепарация әдісі, ауа ағынында бөлу әдісін қолдануға болады. Бұл әдістерді құрғақ классификациялауда саңылаулы толтырғышты екі класқа оның біртектілігін жоғарылату немесе толтырғыштан ауыр бөлшектерін бөлу үшін пайдалану мүмкін. Пемзада, мысалы, жиі вулканды шынының ауыр түйіршіктерінің қоспалары кіреді (обсидиан), оларды алып тастағанда толтырғыштың сапасы және оны қолдану тиімділігі жақсарады.

Саңылаулы толтырғыштар түйіршігі ұсақтау кезінде сирек өте үшкір бұрышты, шар немесе куб тәріздіден алыс. Осының салдарынан қиыршықтастың саңылаулығы 60 % дейін жетеді, ол цемент шығынын көбейтеді. Барлық жағдай бірдей болғанда бетон араласпасының жылжымалығы төмендейді.

Түйіршік формасы бойынша саңылаулы тау жыныстарынан МЕСТ 22263-76 сай. Келесі төрт топқа жалпақ (пластинкалы) формалы түйіршіктердің массалық үлесі шектеумен бөлінеді: қарапайым – 30 % төмен; жақсартылған – 20 % төмен; куб тәрізді – 15 %; жылтыр – 10 % төмен.

Біздің еліміздің біршама аймақтарында табиғи шикізат базасы саңылаулы толтырғыш қорлары бар, олардың негізінде сәйкесінше шығару, ұсақтау, сұрыптау және байыту операцияларынан кейін тиімді жеңіл бетондар алады.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1. 
   Жасанды саңлаулы толтырғыштар. Керамзит.
   
2. 
   Аглопорит. Қожды пемза.
   
3. 
   Шунгизит және басқа жасанды саңылаулы толтырғыштар
   

Жеңіл саңылаулы толтырғыштарды пайдалану жылуоқшаулағыш қабырғалық панель, Біртұтас қабырға және әр түрлі көтергіш конструкция үшін тиімді жеңіл бетондарды алуға мүмкіндік береді. Қарапайым ауыр толтырғыштарда саңлаулымен қажетті бағытта бетонның қасиеттерін өзгертуге: тығыздығын төмендету, жылуоқшаулағыш қасиеттерін жақсартуға және тағы басқа болады. Сонымен бірге кей саңылаулы толтырғыштардың жеткілікті беріктігі олардың негізінде жоғарғы беріктікті конструктивті жеңіл бетондар алу мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

Табиғи саңылаулы толтырғыштардың қоры біздің елімізде шектеулі. Негізіне олар Кавказда өндіріледі және сонда қолданады.

Саңылаулы толтырғыш - өндіріс қалдықтарын қолдану, сондай ақ жергілікті (оқшаулы) сипатқа ие: осындай қалдықтар беретін кәсіп орындардың маңында.

Жеңіл бетон үшін саңылаулы толтырғыштар мен біздің еліміздің құрылыс және құрылыс индустриясының сұранысын қамтамасыз ету көзі арнайы жасалған жасанды саңылаулы толтырғыш өнеркәсібі. Бұл сала тез дамиды.

Жасанды саңылаулы толтырғыштар өндіретін кәсіп орындар оған сұраныс бар жерде салынады және әдетте жергілікті шикізат көздеріне негізделеді. Жасанды саңылаулы толтырғыштардың өз құны өнер кәсіп қалдықтары немесе табиғи саңылаулы толтырғыштардың өз құнынан жоғары (егер соңғылары осы ауданда бар болса), бірақ жиірек алып келетін толтырғыштардың өз құнынан төмен. Одан басқа, жасанды саңылаулы толтырғыштар жоғарғы сапа және бетонда қолдану тиімділігімен ерекшелінеді.

Жасанды саңылаулы толтырғыштардан қазіргі кезде ең көп таралған (жалпы шығарудың шамамен 3/4) керамзит.

Керамзит. Біршама саз балшықтар күйдіргенде көпіршектенеді. Бұл құрылыс саз балшықтан саңылаулы материал-керамзит алу үшін пайдаланылған.

Керамзит (негізінде) басты түрде керамзит шағылтас түрінде алынады. Оның түйіршіктері дөңесті формаға ие. Құрылымы саңылаулы, ұялы. Оның бетінде нығыздау қабықшасы бар. Керамзит шағылтастың түсі әдетте қанық- сұр, кесіндісі қара.

Күйдіру кезінде саз балшықтың көпіршектенуі екі процесспен байланысты: газ бөлінуі және сазбалшықтың теропластикалық (иілімді) күйге ауысуы.

Газ бөліну к өздері темір оксидінің органикалық қосындылар мен әрекеттесуі кезінде тотықсыздануы осы қосындылардың тотығуы, гидрослюданың және басқа су құрамы газ минералдардың дегидротациясы, корбонаттардың диссоциоция және т.б. реакция болады. Пиропластикалық күйіне сазбалшық жоғары температурада онда сұйық фазға (балқыма) өткенда, оның нәтижесінде сазбалшық жұмсарады, пластикалық деформацияға қабілетті болады, сол уақытта газ өткізгіш болып шыққан газдармен көпіршіктенеді.

Саз балшықты жыныстар минералогиялық құрылымының күрделілігімен ерекшелінеді және саз балшықты минералдардан басқа (каолит, монтморилониг, гидрослюдалар және басқалары) кварц, дала шпаты, карбонаттар, темір және органикалық қосындылар бар.

Саз балшықты минералдар саз балшықты зат құрайды саз балшықты жылы ең дисперсті ұсақ бөлігін (0,005 мм ұсақ бөлшектер). Саз балшық деп 30% жоғары саз балшықты заттан тұранын саз балшықты жыныстарды айтады.

Керамзит өндірісі үшін ең жорамдылары 30 % жоғары емес кварцтан тұратын монтмориллонитті және гидрослюдалық саз балшықтар. SiO₂ жалпы құрамы 70 % төмен, Al₂O₃-12 % жоғары (шамемен 20 % мүмкіншілігінше), Fe₂O₃+FeO – 10 % дейін, органикалық қосындылар – 1-2 %.

Керамзит өндірісі үшін бір немесе басқа саз балшықты шикізаттың жарамдылығын оның қасиеттерін арнайы зерттеулермен анықтайды. Шикізатқа маңызды талаптардың бірі – күйдіргенде көпіршіктенуі.

Көпіршіктенгіш көпіршіктену коэффицентімен сипатталады

V_қ – күйдіруге дейінгі құрғақ ішкі грануланың көлемі;

Көпіршіктену коэффицентін сондай – ақ мына формуламен анықтауға болады.
R_көп=ρ_қ/ρ_к(1-П_n/100)
мұндағы: ρ_қ – құрғақ ішкі грануланың тығыздығы,

ρ_к – көпірген керамзит грануласының тығыздығы,

П_n – құрғақ шикі грануланың күйдіру кезіндегі массаны жоғалту, %.

Әдетте, сазбалшықты шикізаттың көпіршіктену коэффиценті керамзит өндірісі үшін екіден жоғары болуы қажет (3-4 жоғары).

Шикізатқа екінші талап (едәір деңгейде біріншімен байланысты жеңіл балқығыш. Күйдіру температурасы 1250 ºC төмен болмауы, онда ең ұсақ сазбалшықты бөлшектердің едәуір бөлігі балқымас айналғанда жеткілікті жұмсару және байланысқыш масса қамтамасыз етуі қажет. Ондай болмаса сазбалшықты күйдіргендегі газдарды масса ұстап қалмай олар материалды көпіртпей жеңіл шығады.

Үшінші маңызды талап – керекті көпіршектену интервалы. Осылай шекті мүмкін күйдіру температура және осы шикізаттың көпіршектену басының температурасы арасындағы керамзит айырманы айтады. Көпіршіктену басының температурасына грануланың тығыздығы 0,95 г/см³ алынған температураны қабылдайды. Шектік мүмкін температура деп гранула бетінің балқып бастаған температураны есептейді.

• 
  Карьерьде шикізатты өндіріп алу және оны саз балшық қорларына жеткізу;
  
• 
  Бастапқы шикізатты қайта өңдеу және біртекті керамикалық массадан анықталған өнімді шикі гранула немесе түйіршік (ұсақ) алу.
  
• 
  Шикі гранула немесе түйіршіктерді термиялық өңдеу, ол кептіру, күйдіру және дайын өнімді кейінгі салқындату;
  
• 
  Сорттау, ал қажет болса бөлшекті ұсақтау немесе дайын өнімді тығыздығы бойынша бөлу;
  
• 
  Қоймалау және толтырғышты жіберу;
  

Құрғақ әдісті тас тәрізді саз балшықты шикізат (назыз құрғақ саз балшықты жыныстар, саз балшықтысланецтер) бар болғандақолданады. Ол ең қарапайым: шикізат ұсақталады және айналғыш пешке жібереді. Алдын ала ұсағын және өте ірі көтеретін елеу қажет, соңғысын уақытша ұсақтауға бағыттайды. Бұл әдіс, егер бастапқы жыныс біртекті, залал қосылыстар жоқ және жеткілікті жоғары көпіршіктену коэффицентімен сипатталса ақтайды. Шикі ұсақ ылғалдылығы 9% дан төмен болуы қажет.

Ең көп таралуды пластикалық әдіс алады. Бұл әдіспен ортасында ауасы бар сазбалшықты шикізат ылғалды күінде вальциларда сазбалшық арастырғыш және басқа агрегаттарда (кірпіш өндірісі сияқты) өңделеді. Кейін иілімді сазбалшық массасынан ленталы шнекті престер немесе тесікті вольцаларда цилиндр түрінде шикілі гранулаларға формаланады, олар кейінгі транспорттау немесе арнайы өңдеуде домаланып, тегістелінеді бойын жабады.

Ылғалдылығы шамамен 20% гранула тікелей айналмалы пешке бағытталуы немесе ұтымдырақ кептіру барабаны, басқа жылу ауысу құрылғы айналмасы пештің шығатын түтіннің газдарының жылуын қолданумен алдын ала кептіруі мүмкін. Бірнеше кептірілген және қыздырылған грануланы пешке жібергенде оның өнімділігі жоғарылауы мүмкін.

Сонымен, құрғақ әдіске қарағанда пластикалық әдіс керамзит өндірісінде қиын, энергиялық сиымдылығы, едәір капитал құюды керек етеді. Бірақ саз балшық шикізатын шынаты құрылымын бұзуымен өңдеу, орташалау, гомогендеу, сондай – ақ оны қоспалармен жақсарту мүмкіншілігі көбіктену коэффицентін көтереді.

Ұнтақты пластикалық әдіс пластикалықтан құрғақ саз балшықты шикізатты ұнтақтаумен ұнтақ алады, ал кейін осы ұнтақтан су қосып пластикалық сазбалшықты массаны алады, одан гранула формалайды (қалыпты) жоғарыдағыдай. Ұнтақтаудың қажеттілігін қосымша шығындармен байланысты. Сонымен бірге, егер шикізат жеткіліксіз құрғақ болса, оны ұнтақтау алдында кептіру керек.

Мұндай біртекті емес толтырғышты қолдана отырып сапасы бойынша біртекті бетон алу мүмкін емес. Конструкция беріктігі бойынша жеткілікті үмітті болу үшін толтырғыштың минималды статикалық ықтимал беріктікті, ал массасы мен жылуөткізгіштікті есептегенде оның максималды мүмкін тығыздығын ескеру қажет. Егер толтырғыш біртекті болмаса, онда бетонның есептік көрсеткіштері және оларды конструкцияда қолдану тиімділігі онымен төмендейді.

Керамзиттің біртектілігін жоғарылатудың екі жолы бар:

- бірінші жол өндіру технологиясын жетілдіру, шикізатты орташалау, оны қайта өңдеу және грануляцияны (түйіршіктеуді) өте ұқыпты жүргізу, термо дайындау, күйдіру және салқындату режимдерін тұрақтандыру, фракциялауды жақсартудан тұрады. ҒЗИкерамзит керамзит шағылтасының барлық өндірістік этаптарында оның біртектілігіне әсер ететін негізгі факторларды зерттеген және сәйкес ұсыныстар жасалынған;

- екінші жол – дайын өнімді тек қана ірілігі бойынша бөлу емес оның түйіршіктерінің тығыздығы бойынша да бөлу.

Байыту. Керамзит шағылтасына қолдансақ термин «байыту» оны түйіршігінің тығыздығы бойынша класқа бөлуді білдіреді. Ең жеңілдері жақсы көпіртілген түйіршіктермен бай, ең ауырлары – аз мөлшерде көпіртілген, бірақ өте берік түйіршіктеріне бай болады.

Кеармзит шағылтасын бөлу үшін (сепарация) жоғарыда келтірілген әдістер қолдануға болады.

Керамзитті құмды айналу пешінде қарапайым технология бойынша өндіру тиімсіз. Құмды фракцияның біршама қосындысы термо өңдеу процесінде керамзит шағылтасы бөлшектерінің бұзылуы нәтижесінде алынады, бірақ ол салыстырмалы ауыр, себебі саз балшықты шикізаттың ұсақ бөлшектері тәжірибе жүзінде көпірмейді (газ түзу резерві сазбалшық пироиілімді күйге көшкенге дейін жоғалады). Бұдан басқа, жоғары температура зонасында ұсақ гранулалар (түйіршіктер) іріге қарағанда қатты қызады, онда олардың еруі және шағылтас түйіршігіне жабысып қалуы мүмкін.

Көптеген кәсіпорындарда керамзитті құмды керамзит шағылтасын ұсақтап, әсіресе дестелеуіш (валковый) ұсақтағышта алады. Ұсақталған керамзитті құмның өзіндік құны негізінен құмның шығысы ұсақталатын шағылтас көлемінен төмен және ұсақтауға қажетті қосымша шығындарға байланысты жоғары. Құмның шығыс коэффициенті 1 м³ шағылтастан – 0,4-0,7, орташа 0,5 ұсақталған керамзитті құм алады. Мұнда шамамен екі есе оның төгілмелі тығыздығы ұлғаяды.

Қазіргі таңда керамзитті құм алуда ең жақсы деп оны қайнап тұрған қабатта күйдіру деп есептейді. Вертикальды пешке ірілігі 3-5 мм сазбалшықты ұнтақты салады. Пеш екі зоналы: күйдіру және қыздыру, олар өзара жаппай аралықпен бөлінген. Кереге көздің астынан (решеткалы) қысым арқылы ауа және газ тәрізді отын жібереді. Белгілі бір жылдамдықты газ беруде сазбалшықты ұнтақ үлпілдейді, псевдосұйылтылған күйге ауысады, жылдамдықты күшейткенде қайнаған сияқты болады. Газ тәрізді отын тікелей қайнап тұрған қабатта жанады. Қайнап тұрған қабатта жылу алмасудың белсенуіні есебінен тез арада және бірқалыпты материал қыздырылады. Сазбалшық бөлшектері күйеді және 1,5 мин аралығында көпіреді. Күйдіру зонасына жіберер алдында сазбалшықты ұнтақ қайнап тұрған қабаттың термо дайындық зонасында шамамен 300°С ысытылады, ал дайын құм күйдіруден кейін қайнап тұрған қабаттың мұздатқыш қондырғысында салқындатылады. Құмның ұсақ бөлшектерінің бір бөлігі аулақтайтын газдармен бірге күйдіру зонасынан футерленген циклонға барады және тұнады, ал тазаланған газдар пештің алдын ала қыздыру зонасына бағытталады.

Бірінші рет аглопорит өндірісі 1958 жылы Минск қаласында ұйымдастырылған. Бірақ сазбалшық жыныстардан аглопорпиттің шикізат базасы таусылмайды. Өте кең шикізат ретінде әр түрлі өнеркәсіп қалдықтары, әсіресе отын құрамдыларды қолдануға болады.

Технология негіздері. Аглопоритті шикізатты күйдіру пісірумен (агломерация) алады. Бұл әдіс металлургия өнеркәсібінде рудаларды агломерациялау үшін кеңінен қолданылады. Процестің мәні келесіден тұрады:

Отынды қосып (көмір) шикізаттан үлпілдек шихтаны дайындайды және оны колосникті торға орналастырады. Тор астына вакуум камерада ветилятормен (түтін сорғышпен) ауаны сору арқылы разряжение жасайды, оның әсерінен шихта арасында ауаны просос болады. Үстінен шихтаны өртейді. Көмірдің жану есебінен онда жоғары температура (1400-1500⁰ С дейін) болады. Мұнда шихта саңылаулы шыныланған массаға пісіреді(күйдіреді). Күйдіру салыстырмалы тез жүреді. Астына сорылатын ыстық газдар шихтаның астынғы қабаттарында қыздырылады және колосникті торда жайлап жану зонасы жылжыйды. Үстіңгі кұйген қабаттары бұл уақытта ауаның жүруімен бірнеше салқындайды. Отынның жану зонасы колосникті торға жеткенде және агломерация процесі біткенде, күйген аглопоритті порж алады, оны қиыршық тас және құмға ұқсайды.

Технология негіздері. Қожды пемзаны өндірудің бірнеше әдістері бар, бірақ олардың барлығы қожды балқыманы сумен көпіршіктенуге негізделген.

Қожды балқыманың (температура шамамен 1300⁰ С) сумен қосылғанда будың белсенді түзілуімен өте күрделі қайнайды. Бу көпіршігі балқымаға еніп бос шығуына салқындаған кезде балқыманың тұтқырлығы көбейгендіктен кедергі жасайды. Нәтижесінде ол ісінеді, көпіршіктенеді және ұялы құрылымды саңылаулы масса түрінде қатып қалады. Бұл кезде қождың химиялық құрамы және қожды балқыманың газ түзгіш қабілетін, тұтқырлығын және беттік тартылуын анықтайтын олардағы еріген газдардың бар болуы негізгі мағынаға ие.

Бассейнді әдісі келесіден тұрады. Қожды балқыма қож таситын қожды пемзаны өндірудің ковштармен төңкерілген бассейндерге көпіршіктену үшін төгіледі, ол перфолацияланған табанды металдық ванна. Бассейннің сиымдылығы қож таситын ковштан барлық балқыманы біртестен қабылдауға мүмкіндік береді (16,5 м³ дейін). Төменгі жағынан тесіктер арқылы су жіберіледі, оның фонтан сияқты атқылаған желісімен қожды балқыманы төгеді. Ол көпіршектенеді және қатаяды, сонан кейін төгіледі, үлкен тас(глыба) түрінде салқындайды, кейін ұсақтау мен фракцияға елеуге жіберіледі. Өндірістік цикл ковштан төгу, бассейнді толтыру, көпірту (1,5-2 мин), салқындату және кристализация (судың қатысынсыз) бассейнді босату және оны кейінгі циклге дайындау 15-20 мин құрайды. Асынатын қожды балқыманың құрамы өзгергенде реттеуге болады.

Сонымен бірге, шашу – троншеялы әдіс, суды үрлеу әдісі, гидроэкранды әдістер қожды пемза алу үшін қолданылады.

Жоғары көрсетілген барлық әдістер ұсақталған қожды пемзаны саңылаулы қиыршықтас және құм түрінде алуға мүмкіндік береді.

Қожды пемзалы қүыршықтас аглопоритті сияқты ашық саңылаулы үшкір бұрышты формалы түйіршіктерге ие, жоғары түйіршік арасы кеуектілігімен сипатталады.

Сондай-ақ, қожды пемзалы шағылтас алу технологиясы жетілдірілген желілі струя суды үрлеу аппараттарында бар (сулы ауалы гранулялар)

Техникалық талаптар МЕСТ 9760-86 «Щебень и песок пористые из металлургического шлака(млаковая пемза)» стандартында келтірілген.

Пайдалануы. Қожды пемзаны негізінен оқшаулағыш конструкцияларда конструктивті – жылу оқшаулағыш бетондарда қолданылады. Оның төмен жылуөткізгіштік әсерінен қожды пемза бетонның тығыздығы жоғары бірақ оның жылуоқшаулағыш қасиеттерін төмендетпей қолдану мүмкін, мысалы керамзит бетонмен салыстырғанда тығыздығы 1400 кг/м³ қожды пемза бетон тығыздығы 1200 кг/м³ керамзит бетонның жылуөткізгіштігімен бірдей.

М 750-900 қожды пемза әртүрлі көтергіш конструкция үшін жоғары бір беріктікті бетондар алу үшін қолданылуы мүмкін. Бірақ қожды күкірттің құрамы болуы әсерінен қожды пемза бетонды болатты арматураның коррозияға шырау мүмкіндігін ескеру қажет. Алдынын ала кернеуленген констркцияларды өндеу кезінде қожда пемза бетонда арматураның төзімділігі, әсіресе сымда арматурасының, арнайы зерттеулерінен анықталуы қажет.

Шунгизит. Шунгизитті графит құрамды слафитті жыныс. Шунгитті күйдіру кезінде көпіршіктену арқылы алады. Шунгиттің үлкен кен орындары Карель АССР өндіріледі. Тракцияланған ұсақ түрінде жынысты шунгизит шағылтас өндірісінде оны шикізат ретінде қолданатын кәсіпорындарға жібереді.

Шунгизитті шағылтасын құрғақ әдіспен алады. Шунгизит шынында – ол шикізат түрімен өзгешеленетін керамзиттін бір түрі.

МЕСТ 19345-83 «Графит шунгизитовый» тезникалық талаптар бар, керамзитті шағылтасқа ұқсас, бірақ беріктігіне талаптар едәуір төмен.

Ұсақ қоймасынан скипті көтергіш (подъемник) термодайындық пештерінің үстінде орналасқан шығыстық бункерлерге тасымалданады. Бұл пештерде материал 20 мин ішінде 400 ºС дейін қыздырылады, ал кейін қайта салу камералары арқылы күйдіру пештеріне түседі, онда 12-15 мин аралығында болады. Әр түрлі жылдампықпен термодайындау және күйдіру пештерінің айналуы әдетте 1120-1150 ºС температурада көпіретін шунгитті ұсақтың сатылы термоөңдеу режимін жүргізуге болады. Көпірудің қысқа температуралық интервалы (20 ºС, керамзит өндірісі үшін қажеттен едәуір аз) шикізатты күйдіруді қиындатады. Күйіп қалмауы үшін күйдіру зонасының алдында пудралайтын ұнтақ қосады.

Шунгитті салқындату екі стадияда жүргізіледі басында 900 ден 500 ºС дейін барабанды тоңазытқышта 20 мин аралығында, ал кейін 60-80 ºС дейін ұзындығы 10 мин аэрожелобта 2 мин аралығында. Салқындатудың «жұмсақ» режимі материалда термиялық напряж және шунгиттің беріктігін көбейтуге қамтамасыз етеді.

Салқындатылған шунгизит конвейермен дайын өнім қоймасына бағытталады, онда сортталғаннан кейін силоста фракция бойынша сақталады.

Шунгизит жылуоқшаулағыш және конструктивті-жылуоқшаулағыш жеңіл бетондар үшін пайдаланылады.

Азерит. Азерит – бұл жасанды саңылаулы толтырғыш, оны керамзиттің бір түрі деп есептеуге болады, бірақ оны толтырғыштың ерекше түріне болуы қажет, себебі азериттің технология және қасиеті жоғарыда көрсетілгендерден маңызды өзгеше.

Азерит өзінің атауымен Азербайджанмен байланысты, онда оны технологиясы жасалып ұсынылған.

Керамзиттің технологиясынан азерит технологиясының басты өзгешелігі бастапақы сазбалшықты немене басқа минералды шикізаты, алдын ала арнайы балқыту агрегатта (конвертерде) 1400-2000 ºС температурада толығымен балқымаға өтеді. Кейін сумен тез салқындатқанда (300-400 ºС/мин) шыны тәрізді күйге ауысады.

Келесі технологияның этаптары: шарлы наубайханада сазбалшық (байланыстырғыш) және кокс (газ түзгіш) қоспасымен бірге ұсақтау, табақты түйіршіктеу, отқа төзімді ұнтақмен пудралау және айналмалы пеште 900-1000⁰ С температурада керамзит өндірісіндегідей көпіршіктену.

Мұндай технология бірінші көзқарасқа шикізатты қайта балқыту үшін қажетті үлкен энергетикалық шығындармен убыточн болып көрінуі мүмкін.

Азерит шағылтасы 140-850 кг/м³ төгілмелі тығыздығы сипатталады, газ түзгіш қоспалардың құрамын реттеу және басқа технологиялық прием азериттің қолдануына байланысты қажетті тығыздығын алуға болады.

Азерит шағылтасының цилиндрде сығу кезіндегі беріктігі осындай тығыздықтағы керамзит шағылтасының беріктігінен 1,5-2 есе дей жоғары. Жоғарыда көрсетілген төгілмелі тығыздық диапазонының 0,6-14,7 Мпа құрайды. Беріктік жоғарылауы біркелкі ұсақ саңылаулық және материалдық саңылау арасы қабырғалардың біртекті құрылымымен түсіндіріледі.

Термолит. Термолит деп қиыршық және шағылтас түрінде кремнийлі опал жыныстарын (трепел, диатолит, опока) көбіктенусіз күйдіріп алады.

Зерттеулер осы шикізатты жасанды саңылаулы толтырғыш өндірісі үшін өте болашағы зор, ал кейбір оның түрлері күйдіргенде көпіреді, басқалары тек күртіп піседі. Трепел жыныстарынан көпіршектенген шағылтас қабылданған классификация сәйкес керамзит және оның түрлеріне жатады.

Термолитті шағыл және қиыршықтас төгілмелі тығыздығы 600-1200 кг/м³, түйіршік саңылаулығы 20-60 %. Беріктігі шағылтастың (тығыздығына байланысты) 2-7 МПа, қиыршық тастың 1,4-4 МПа. Термолиттің ерекшелігі басқа саңылаулы толтырғыштармен салыстырғанда ірілігінің мөлшері әр түрлі болғанымен оның тығыздығы жақын болады, ал басқаларында ұсақ болған сайын төгілмелі тығыздық жоғарылайды.

Термолитті конструктивті және конструкті-жылуоқшаулағыш жеңіл бетондар алу үшін қолданылады.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].
6 тақырып. Өндіріс қалдықтар негізіндегі толтырғыштар. Шлакты пемзалы қиыршық тас және құм технологиясы.

Жоспар:

1. 
   Өндіріс қалдықтар негізіндегі толтырғыштар..
   
2. 
   Шлакты пемзалы қиыршық тас және құм технологиясы.
   
3. 
   Күл және күлді қож араласпалары, ағаш қалдықтары және басқа өндіріс қалдықтары.
   

Пайдалы қазбалар қойнауларын өндіру кезінде жиі жол-жөнекей әр түрлі тас жыныстарды өндіру керек болады, себебі пайдалы қазбаға жету қажет. Әсіресе құнарлы қабат жұмыстары көлемі ашық өндіруде үлкен емес.

Жиі пайдалы қазба көлемі 10-15% құрайды, ал құнарлы қабат көлемі 90%, олар жол-жөнекей өндірілетін жыныстар өзі пайдалы қазба болатын үйінділерге шыарып тастайды.

Халық шаруашылығы қызығушылық бірінші кезекте өндірілген табиғи шикізатты қолдану керек. Мұны табиғатты қорғау мүддесі талап етеді.

Әр түрлі пайдалы қазба кен орнын өндіргенде жол-жөнекей пайда болатын жыныс ішінде көбісін тура толтырғыш ретінде емес, оны өндіру үшін шикізат ретінде қолдану керек. Мысалы бірнеше зауыттарда құнарлы жыныстардың саз балшығы керамзит өндірісі үшін қолданады. Сондай-ақ керамзит алу үшін жол бойы өндіретін метаморфты саз балшық сланецтің қолданудың тиімділігі дәлелделген. Мұндай мысалдар өте көп.

Пайдалы қазбаларды байыту процесінде алынатын қалдықтар.

Құнарлы жыныс жол бойы жыныстардан басқа кен орындарда қабатпен жатады және жеке өндіріледі, пайдалы қазбадан бөлек өндіру кезенде тау жыныстары бар. Оларды пайдалы қазбалармен бірге өндіреді, ал кейін бос деп аталатын жынысты байыту процесінде әр түрлі әдістермен бөледі. Бос жыныс қиыршық тас немесе құм түрінде болу мүмкін.

Мысалы, тау-байыту коминатының қалдықтары (Днепропетровск) құрғақ магнитті сепарациялы қиыршық тас түрінде темір кварцитті болады, олар 70 % кремнийден және 15-20 % темір және ұсақ құм (ірілік модулі 1,64 дейін). Зерттеу мәліметтері бойынша ол қалдықтарды толтырғыш ретінде жоғары берікті және төзімді бетондарда жауыпкершілігі жоғары конструкцияларда алуға мүмкіншілік береді.

Еліміздің тасты көмір бассейндерінде көмірді өндіру және байыту қалдықтары үйінділерде-террикондарда жиналып жатыр. Олар өзі біршама көмір құрамы бар бос жыныстар террикондарда көмірдің жану нәтижесінде жанған жыныстар деп аталатын зат пайда болады. Зерттеулердің көрсетуімен жанған жыныстар саңылаулы қиыршық тас және құм түрінде төгелмелі тығыздығы 800-1000 кг/м³ орташа цемент шығынында беріктің шегі 10…20 мыс жеңіл бетон үшін арзан жергілікті толтырғыш ретінде қолдануға болады.

Шикізат ретінде көмірді байыту қалдықтары аглопорит-жасанды саңылаулы толтырғыш өндірісінде пайдаланады. Аглопоритті сазды жыныстардан да алуға болады, бірақ одна едәуір отын шығыны қажет (тасты көмір). Егерде көмір байыту қалдық торын қолданса, отын үнемдеуіне қол жетеді. Қалдықтағы көмірдің құрамы агломерация процесі үшін жеткілікті.

Металлургиялық қождар.

Металлургиялық өнеркәсіп жыл сайын шамамен 50 млн.т. қождар береді, ал үйінділерде олар шамамен 500 млн.т. жиналды. Бұл негізінен домна қождары, сондай-ақ мартеновтық, вагронкалық және басқалары. Онда шойынды балқытқанда негізгі өнімнің әр бір тоннасынан 0,5-1 т. қож алады. Егер шығысты массамен емес көлеммен есептесек қож шойынға қарағанда 2-3 есе көп алынады. Сондықтан қождарды қалдық деп атау шартты. Шын мәнінде бұл қалдық емес, осындай бағалы жол бойы алынған өнім.

Метталлургиялық қождарды жеткіліксіз қолдану ұтысты алмауға ғана емес, сонымен негізгі метталургиялық өнімнің қожды шығаруға және өте үлкен шығындар есебінен қымбаттауға алып келеді.

Метталлургиялық қождардың химиялық құрамы әр түрлі. Домна қождары негізінен келесі оксидтерден тұрады: 30-50 % - CaO, SiO₂ - 30-40 %, Al₂O₃ - 10…30 %, сондай-ақ темір, магний, марганец, күкірт қоспаларын құрайды.

Химиялық құрамы бойынша негізгі қождарды ажыратады, олар үшін негіздік модуль:

және қышқылды, олар үшін М_H < 1.

Жиі домна қождарын цемент өндірісінде пайдаланады. Олардың кейбір бөлігі қожды мақта, құймалы бұйымдар және т.б. алу үшін қолданылады. Сонымен ағынды шығыстағы қождың едәуір көлемі, сондай-ақ үйіндіні қож қоры толтырғыш алу үшін пайдалануы мүмкін.

Үйінділердегі қождар құрамы және қасиеттері бойынша біртекті емес. Салқындату шарттарына байланысты олардың кристализациялану деңгейі әр түрлі. Олардың саңылаулығы және беріктігі бірдей емес. Осыған байланысты ескі отвалдарды таңдап өндіру немесе қиыршық тасқа ұсақтағаннан кейін қожды байыту мақсатты.

Домна қождарын қайта өңдеудің әмбебаб технологиялық схемасы суретте келтірілген. Бұл схема бойынша қожды ұсақтау үшін жағының қозғалысы күрделі жақтық ұсақтағыш қолданады, олар куб формасы түйіршік құрамы 40-70 мм қиыршық тас алуға болады. Екі электромагнитті сепарация қиыршақ тасты металды қосындылардан босатады. Ұсақтаудан еленген (0-5 мм) 40 % құрайтын тесік түрдес електерде грохоттаумен екі фракцияға 1,25 – 5 мм (құм) және 0-1,25 мм бөледі. Соңғысын грануляцияланған қожың ұсақ құрамы ретінде немесе гран қожды алуда балқыған домна қожына пульпа түрінде қолдануға болады.

Түйіршіктелген қож. Отты-сұйық металлургиялық қождарды сумен өңдегенде қожды балқыманың тез арада салқындауы және оның грануляциясы бөлек ұсақ түйіршіктерге ұсақталуы болады. Түйіршіктердің құрылымы аморфты, шыны тәрізді.

Түйіршіктің құрамы бойынша түйіршіктелген қож ірі құмға сәйкес: түйіршіктің өлшемі көбіне 0,6-5 мм, онда шамамен 50 % (массасы бойынша) 2,5 мм ірі түйіршіктер құрайды. Жиі одан ірі түйіршіктері болады (10 мм дейін).

Түйіршіктелген қождың төгілмелі тығыздығы кең шектерде 600-1200 кг/м³ ауытқиды. Бұл қожды балқыма қасиеттері және грануляцияланған қождың грануляциялау технологиясына байланысты тығыз немесе саңылаулы болуы мүмкін. Түйіршіктелген қождың кеуектілігі жоғары – 60-70 % дейін.

Грануляцияланған домна қождары негізінен шпакопортланд цемент өндірісінде жұмсалады, бірақ көлемде олар бетон үшін толтырғыштар ретінде қолданады.

Грануляцияланған домна қожы (түйіршіктік құрамын жақсарту үшін ұсақталған) ұсақ түйіршікті бетонға толтырғыш ретінде қолданады. Мұндай бетон жоғары беріктік, су өткізбегіштік және жоғары төзімділікпен сипатталады.

Сондай-ақ, табиғи ұсақ құмдарды байыту үшін араласпада қолданумен грануляцияланған қожды пайдалану экономикалы тиімді. Грануляцияланған вагронкалы қождарды әр түрлі қолданыстағы бетондарда пайдалану тиімділігі анықталған (жоғары берікті, конструктивті-жылу оқшаулағыш, ыстыққа төзімді және декоративті).

Тасты көмір, антрация, сұр тас көмір және отынның басқа түрлерін жаққаннан кейін қождар қалады. Олар барлық уақытта қазбалы көмірде қосынды және қосалқы жыныстар түрінде болатын піскен күйдірілген минералды қосынды.

Бөлшекті отындарды жаққаннан қождар және ұсақталған тозаңды отындар жағу кезінде алынатын қождарды бөледі.

Бөлшекті отындар жағудан қождар. Колосникті торлы пештерде отында кесекті отынды жаққанда дұрыс емес формалы бөлшектер түрінде құрылысы толық жасалмаған, қара, күңгірт-қоңыр және сұр түсті, әр түрлі бірлікті көбіне 50мм дейін қож пайда болады. Қождың шығысы жағатын отын массасының шамамен 70%, ал кейде одан да көп құрайды. Кей жерлерде отын қождары қолдануға жеткілікті көлемде жиналады.

Құрамы бойынша отын қождарды біртекті емес. Қождың өзінен басқа олар жанбай қалған қалдықтар немесе толық жанбаған отын сазды қосындылар, әр түрлі деңгейде жанған және т.б. тұрады. Сондықтан мұндай қождар барлық уақытта жеткілікті берік және төзімді емес. Бұл қатынаста ең жақсы деп антроцитті жағудан, ал жаманы сұр тас көмір жағудан қалған қалдықтар есептелінеді.

Отын қождарының төгілмелі тығыздығы 1000 кг/м³ дейін, түйіршік тығыздығы 1,5-2 г/см³.

Толтырғыш ретінде қождары жауапкершіліксіз конструкциялар үшін бетондарда, қожды бетонды қабырғалық блоктар, аз қабатты құрылыста біртұтас қабырға, гипсті бетонды қабырға аралық тақталар және т.б. Олар шектеулі қолдану мүмкіншілігі бар жергілікті арзан материал деп қарастырылуы мүмкін.

Тозаңды отынды жағудан қождар. Онда күлмен бірге бөлшекті қож пайда болады, қалдықтар жалпы шығысынан 5-20 %.

Тозаңды көмірді жағу қалдықтар бөлшекті көмір жағу қалдықтарынан күрт өзгешеленеді. Олар өзі күйдіру және ең жеңіл балқитын көмір бөлігінің балқуы өнімі. Көп жағдайда аз саңылаулы шыны тәрізді құрылымды түйіршігінің тығыздығы 16г/см жоғары. Сұр тас көмір және аралас тасты көмірлерді жаққанда ұялы құрылымды саңылаулы қождар түйіршік тығыздығы 0,5-1,5 г/см³ пайда болады.

Жылу электр станциясының қождарынан түрлі қолданыстағы беріктік шегі 5-50 МПа бетон алады және олар МЕСТ 26644-85 «Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона» талаптарына сай болуы керек.

Күл және күлді қож араласпалары, ағаш қалдықтары және басқа өндіріс қалдықтары

Күл және күлді қожды араласпалар. Көмірде жұмыс жасайтын сланец немесе торфта жыл сайын жылу электр станциялары шамамен 70 млн.т. күл береді. Ол қазірге аз қолданылады. Отвалдарды күтіп қамтамасыз етуге жылына көптеген қаржы жұмсалады. Одан басқа отвалдарға бағалы жерлерді едәуір болу қажет.

Сонымен ғылыми зерттеулер және үлкен өндірістік тәжірибе жылу электр станциясының күлдері тиімді қолдануы мүмкіндігі көрсетіледі. Соның ішінде бетон үшін ұсақ толтырғыш немесе толтырғыш өндірісі үшін шикізат ретінде пайдалану.

Ұсақ толтырғыш ретінде күлді табиғи немесе ұсақталған құм, түйіршіктелген қож араласпасында қолданған жөн. Ол цементті үнемдеуге және бетонның қасиетін жақсартуға алып келеді.

Қазіргі уақытта күл тиімді нығыз және ұялы күлді бетон алу үшін ұсақ толтырғыш немесе оның бөлігі ретінде ауыр және өте жеңіл бетондарда қолдануға болады.

Күлді қожды араласпаны жылу электр станцияларында гидро күлді алып тастау үйінділерінде бетон үшін толтырғыш ретінде МЕСТ 25592-83 талап қояды. Қолдану аумағына байланысты күлді қожды араласпалар екі классқа (А – ауыр бетон үшін, Б – жеңіл бетон үшін) және екі түрге (І –темір бетон конструкциясы үшін, ІІ – бетон конструкциясы үшін) бөледі. Осы жіктеуге сәйкес күлді қожды араласпаларға техникалық талаптар дифференциалдар қойылады және тиісті: қождың құрамы, оның түйіршігінің еі ірі өлшемі, 0,315мм ұсақ бөлшектердің құрамы. Химиялық құрамы бойынша шектеулер қатты қыздыру кезіндегі массаны жоғалту, күкіртті және күкіртқышқылды қосылыстардың, кальций және магнийдің бос оксидтері құрамына қатысты.

Сондай-ақ опилкобетон (жантақ) қолданылады, онда толтырғыш ағаш (қылқан жапырақтылар) жантақтар, кейде табиғи құммен араласпада зығырбетон (костробетон) және басқа осындай аналогтағы бетондар.

Жоғарыда қарастырылған минералды толтырғыштардан ерекшелігі ағаш қалдықтары ауылшаруашылық өнімін өңдеудегі қалдықтар сияқты, олар органикалық болады. Мұндай толтырғыш цементті бетондарда қолданғанда олардың цементтің гидратация және қатаю процестеріне зиянды әсерін ескеру қажет. Олардың құрамында бар немесе уақыт өте пайда болатын органикалық қышқылдар және қантты заттар бетон қатаюын тежейді, ол сондай-ақ цемент тасының коррозиясын шақыруы мүмкін. Сондықтан мұндай толтырғыштарды зиянды құбылыстарды оқшаулау және компенсациялау мақсатында арнайы өңдеу қажет. Ағаш қалдықтарын алдын ала суда суландыру, әкпен экстра белсенді заттарды бейтараптандыру, химиялық қоспаларды қолданудың көмегі бар.

Ағаш қабығының қайта қолдану технологиясы бар (орман және ағаш өңдеу кәсібінің қалдығы). Қабықша, әсіресе қарағайдың табиғатпен жаратылған жақсы жылу оқшаулағыш материал арнайы өңделіп бетонда толтырғыш ретінде қолданылады. Коробетон (қабықша) жақсы жылу және дыбыс оқшаулағыш қасиетіне ие, жеткілікті өртке төзімді, одан жасалған қабырғалар кірпішке қарағанда 3,5 есе арзан.

Кей аудандарда ағаш қалдықтары бар болса, көмірбетон (углебетон) қолдану ұсынылады. Толтырғыш болып онда ағаш қалдықтарын жаққанда алатын ағашты көмір роль атқарады. Көмірбетон тығыздығы 350-700 кг/м³ болғанда 0,8-4 МПа, жеткілікті өртке төзімді (жану температурасы 400-500ºС) төмен жылуөткізгіштігі, биотөзімділігі бойынша сипатталады.

Басқа өнеркәсіп қалдықтары. Құрама өнеркәсіпбінің қалдықтары кондициялық емес бетон және темірбетон бұйымдары мен конструкциялары, тауарлы бетон қалдықтары, сондай-ақ эксплуатациялық мерзімін өтеген бұйымдар едәуір көлемде жиналады және бетонға толтырғыш алу мақсатында қайта өңдеуге және құрылыста қайта қолдануға болады.

Қайта өңдеуді арнайы қондырғыларда жүргізеді.

Кондициялық емес темірбетон бұйымдарын өңдеудің технологиялық процесі 2 этаптан тұрады:

1. Бұйымды алдын-ала арматурадан ажыратумен бөліп бұзу және кейіннен бөлінген бетон массасын ұсақтау.

2. Бұйымдарды және бетон қалдықтарын бұзу агрегатының негізгі жұмысшы органы гидравликалық рычагты пресстен (ең жоғары бұзу күші 2000 кН дейін жұмыстық 1300 кН) колосникті стол (100х500 мм тор), бағытталған рама және гидравликалық станциядан тұрады.

Бетонда бұрыннан толтырғыш ретінде қарапайым керамикалық кірпішті ұсақтау арқылы алынатын кірпішті қиыршықтас қолданылған. Кірпіш саз балшықты шикізатты күйдірумен алатын басқа керамикалық материалдар сияқты жеткілікті берік және ұзақ мерзімді. Кірпіштің тығыздығы 1,7 г/см³, онан қиыршықтас 800-900 кг/м³ төгілмелі тығыздыққа ие, яғни жеңіл категориясына жатады. Мұндай толтырғыштағы бетондардың беріктік шегі 10-15 МПа және тығыздығы 1800-2000 кг/м³, яғни қарапайым толтырғышқа қарағанда 20 %-ға жеңіл.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1. 
   Толтырғыштардың классификациясы.
   
2. 
   Толтырғыштардың түрлері және оларға қойылатын негізгі талаптар.
   

1 Әр бір толтырғыштардың сипаттамаларың анықтау.

2 Оларға қойылатын талаптар мен олардың қасиетін анықтау.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1. 
   Әр түрлі толтырғыштардың қасиеттері және кәдімгі ауыр бетонның құрамын анықтау.
   

1 Бетонның қандай маркаларына қандай цемент және толтырғыш пайдаланады

2 Қиыршықтас пен құмның шығынын анықтаудың теңдеулері.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1 Нығыз табиғи тау жыныстарынан толтырғыш. Ерекше ауыр және ауыр.

2 Өндіру.

Тапсырмалар:

1 Ерекше ауыр бетондарға пайдаланатын толтырғыштар?

2 Ерекше ауыр бетонның қорғау қасиетін жақсарту үшін не қосылады?

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1. 
   Саңылаулы толтырғыштардың сапалық қандай көрсеткіштері бойынша олардың негізгі маркалауы жүргізіледі.
   

1 Қандай шөгінді тау жыныстарынан саңылаулы толтырғыштар алады.

2 Беріктіктің тығыздықтан тәуелділігіне толтырғыштардың қандай құрылымы әсер етеді.

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1. 
   Керамзит өндірісінде термиялық өңдеу режимінің ерекшеліктері қандай.
   
2. 
   Аглопорит алу үшін қандай шикізат қолданады.
   
3. 
   Шлакты пемза өндірісінің әдістерін атаңыз.
   

1 Керамзит өндірісінде термиялық өңдеу режимінің ерекшеліктері қандай?

2 Көпіртілген вер­микулитті сипаттаңыз? Ұялы бетонның тығыздығы мен кеуектілігі неге байланысты?

Ұсынылатын әдебиет: [1-14].

1 Металлургиялық қождардан (шлактардан) толтырғыштарды пайдалану ерекшелігі қандай, қандай қосымша сынақтар жүргізу қажет.

1 Өндіріс қалдықтарын пайдаланудың мәні неде?

2 Сіздің қалаңызда (облыс, республика) өндірістік кәсіпорындарда қандай да бір қалдықтар пайда болады ма?

Ұсынылатын әдебиет: [1-4, 1-10].