Шлаковая пемза
Шлаковую пемзу получают главным образом из доменных шлаков, причем не из отвальных (такие шлаки еще нужно было бы расплавить), а непосредственно из шлаковых расплавов, сливаемых из доменных печей в огненно-жидком состоянии. По себестоимости шлаковая пемза — самый дешевый искусственный пористый заполнитель. Естественно, что шлаковая пемза производится и применяется в районах металлургической промышленности.
Основы технологии. Имеется несколько способов производства шлаковой пемзы, но все они основаны на вспучивании шлакового расплава водой.
При контакте шлакового расплава с водой происходит бурное вскипание с интенсивным образованием пара. Пузырьки пара, внедряясь в расплав, не могут выделиться свободно, поскольку при охлаждении вязкость расплава увеличивается. Б результате он вздувается, вспучивается и застывает в виде норизованной массы ячеистой структуры. Основное значение при этом имеют химический состав шлаков и наличие в них растворенных газов, определяющие газотворную способность, вязкость и поверхностное натяжение шлаковых расплавов.
Бассейновый способ производства шлаковой пемзы состоит в следующем. Шлаковый расплав выливается шлаковозными ковшами в опрокидной бассейн для вспучивания, представляющий собой металлическую ванну с перфорированным дном. Вместимость бассейна позволяет принять сразу весь расплав из шлаковозного ковша (до 16,5 м3). Снизу через отверстия в бассейн подается вода, на ее фонтанирующие струйки выливают шлаковый расплав. Он вспучивается и отвердевает, после чего выгружается, остывает в виде глыб, затем подвергается дроблению и рассеву на фракции.
Производственный цикл, включающий слив из ковша и наполнение бассейна расплавом, вспучивание (1,5... 2 мин), охлаждение и кристаллизацию (без подачи воды), разгрузку бассейна и его подготовку к следующему циклу, составляет 15... 20 мин. Объем получаемой шлаковой пемзы — до 25 м3. Режим поризации шлакового расплава можно регулировать при изменении его состава.
Брызгально-траншейный способ наиболее прост. Шлаковый расплав при сливе в траншею орошается водой из перфорированных труб, вспучивается и застывает в ней, а после охлаждения разрабатывается экскаватором и подается на дробление и рассев. Этот способ не является перспективным для производства шлаковой пемзы из-за ее невысокого качества и неоднородности по структуре.
Вододутьевой способ состоит в разбивке массы расплава на отдельные гранулы сильной струей водовоздушной смеси с последующим интенсивным смешением еще жидких гранул расплава с водовоздушной смесью и вспучиванием. Поризация расплава производится в струйных аппаратах. Гранулы, вспученные в камере смешения, выбрасываются на экран, с которого они попадают ha приемные устройства и агрегируются в глыбы. Полученная шлаковая пемза имеет однородную мелкопористую структуру с размером пор до 1 мм.
Гидроэкранный способ предусматривает последовательную обработку шлака на двух гидрожелобах. С первого желоба вспучивающийся шлаковый расплав струями воды бросается на вертикальный экран, отразившись от которого попадает на второй желоб, где снова подхватывается струями воды и направляется на пластинчатый перегружатель для последующего охлаждения и дробления.
Шлакопемзовый гравий получают на установке, в которой применен усовершенствованный струйный вододутьевой аппарат (водовоздушный гранулятор). Диспергированные и вспученные частицы шлакового расплава соединяются на встречном экране в крупные куски. Полученную массу, еще не потерявшую пластические свойства, обрабатывают в барабанном холодильнике. Во вращающемся барабане с продольными лопастями происходит дополнительное вспучивание, разделение крупных кусков на отдельные зерна и их окатывание.
Шлаковая пемза М 750... 900 может использоваться при получении высокопрочных бетонов для различных несущих конструкций. Однако необходимо иметь в виду возможность коррозии стальной
арматуры в шлакопемзобетоне из-за содержания в шлаке серы, при производстве предварительно напряженных конструкций, особенно с проволочной арматурой, стойкость арматуры в шлакопемзобетоне должна быть установлена специальным исследованием.