Асбестонзвестково-кремнеземистые материалы получают из асбеста, извести и кремнезема. В этих материалах известь и кремнезем находятся в виде гидросиликата кальция. Асбест является армирующей добавкой, которая не вступает в химические соединения с компонентами сырьевой смеси.В зависимости от вида кремнеземистого сырья асбестоизвестково-кремнеземистые материалы подразделяются на асбестоизвестково-песчаные, для изготовления которых применяется кварцевый песок, и асбестоизвестково-диатомитовые (трепельные), для изготовления которых применяют диатомит или трепел.
Асбестоизвестково-кремнеземистые материалы существенно отличаются от других асбестсодержащих материалов мелкокристаллическим строением, . полученным в результате образования гидросиликата кальция, которое происходит при запаривании в автоклавах. Указанные материалы вследствие безусадочного твердения отличаются большей пористостью, чем другие асбестсодержащие теплоизоляционные материалы. Прочность асбестоизвестково-кремнеземистых материалов значительно выше прочности других асбестсодержащих материалов, имеющих такой же объемный вес. Высокая прочность асбестоизвестково-кремнеземистых материалов обусловливается кристаллическим строением гидросиликата кальция, создающего основу этого материала, и армирующим действием волокон асбеста.
Асбестоизвестково-песчаные материалы изготавливают в виде плит, скорлуп и сегментов. Плиты выпускают длиной 500, шириной 170, толщиной 30, 40 и 50 мм. Объемный вес теплоизоляционных асбесткоизвестково-песчаных материалов колеблется от 150 до 400 кг/м3.
Изготовляют указанные материалы из асбеста, извести и кварцевого песка. Иногда к этим компонентам шихты добавляют ускорители твердения — вещества, способствующие порообразованию, и некоторые другие добавки.
Содержание асбеста в шихте в зависимости от сорта асбеста и степени его распушки, изменяется в пределах от 10 до 30%- Обычно применяют асбест 5-го и 6-го сортов жесткой и полужесткой текстур. Известь применяют быстрогасящуюся, химически активную, содержащую не менее 80% СаО, кварцевый песок — чистый и мелкозернистый. Иногда вместо кварцевого песка используют песчаники, кварциты или маршалиты.
При тепловой обработке в автоклаве
Технология производства асбестоизвестково-песчаных изделий имеет специфические особенности. Предусматривается совместный мокрый помол в вибромельнице негашеной извести и кварцевого песка (иногда с добавкой гипса) и перемешивание в пропеллерной мешалке полученной сырьевой смеси с асбестом, распушенным на бегунах.
При тепловой обработке в автоклаве запаривание изделий происходит одновременно с их сушкой. Для этого автоклав оборудован специальными нагревательными панелями. Теплоносителем, нагревающим указанные панели, является высококипящая органическая жидкость, например дифенильная смесь, которую нагревают в специальных котлах. Интенсивная сушка изделий происходит при температуре теплоносителя около 360°.
Поступившие в автоклав сформованные, но еще не затвердевшие изделия, нагреваются за счет инфракрасного излучения нагревательных панелей. Пароводяная среда в автоклаве создается без впуска в него пара в результате испарения влаги, содержащейся в изделиях. После того как давление в автоклаве достигнет 9 ат, пар начинают выпускать из автоклава, поддерживая автоматически давление на этом уровне в течение всего периода запаривания изделий. Сушка изделий до заданной величины происходит во время выпуска пара из автоклава. Общая продолжительность тепловой обработки изделий в автоклаве, т. е. их запаривание и сушки, не превышает 10—12 ч.
Широкое распространение имеют асбестоизвестково-диатомито- вые (трепельные) материалы, к которым относится вулканит, состоящий из гидросиликата кальция, образовавшегося в процессе автоклавного твердения, и асбеста.
Вулканитовые изделия обычно выпускают в виде плит, имеющих длину 500 мм, ширину 170 мм и толщину от 30 до 70 мм (ГОСТ 10179—62). Объемный вес вулканитовых плит не более 400 кг/м3, коэффициент их теплопроводности при температуре 25° не превышает 0, 078 ккал/м-ч-град, предел прочности при изгибе не менее 3 кГ/см2. Температура, при которой может быть использован вулканит, не превышает 600°.
Шихта для производства вулканита обычно состоит из 10—15% асбеста, 20—25% извести, 65% диатомита. Для производства вулканита применяют тщательно распушенный асбест.
Прочность вулканита в значительной степени обусловливается наличием асбеста, придающего вулканиту некоторую упругость, и кристаллического гидросиликата кальция. Для изготовления вулканита желательно применять более длинноволокнистый асбест, чем для производства асбеетотрепельных и других подобных материалов. Обычно применяют асбест 6-го и 5-го сортов. Асбест не только улучшает механические свойства вулканита, но и снижает его объемный вес.
Трепелы и диатомиты
Известь вводят в сырьевую смесь в виде пушонки или известкового молока. Целесообразно применять известковое молоко, способствующее увеличению прочности и пористости вулканита. Это объясняется тем, что вяжущие свойства известкового молока проявляются немедленно, а для набухания пушонки необходимо некоторое время. При предварительном набухании извести повышение прочности объсняется тем, что известь связывает больше воды, чем в случае применения пушонки. Желательно применять медленно гасящуюся известь-кипелку, образующую мелкодисперсную пушонку, которая отличается большей водоудерживающей способностью и высокой активностью при взаимодействии с кремнеземом.
Трепелы и диатомиты, применяемые для изготовления вулканита, должны быть химически активными, способными вступать во взаимодействие с известью, образуя при этом гидросиликат кальция (Ca0-raSi02-nH20).
Иногда вулканит содержит минеральную вату, отсевы вермикулита, древесные опилки и др. В некоторых случаях при производстве вулканита вместо извести применяют портландцемент, с целью увеличения пористости используют пенообразователи и газообразователи или другие добавки.
При производстве вулканита помол диатомитов и трепелов должен быть более тонким, чем при производстве других теплоизоляционных материалов. Это необходимо для увеличения удельной поверхности, ускорения и активизации химического взаимодействия кремнезема Si02 с гашеной известью Са(ОН)г. Пористость вулканита создается преимущественно в результате образования кристаллического гидросиликата кальция. Поэтому нарушение естественной пористости диатомитов и треплов при помоле в шаровых мельницах не оказывает существенного отрицательного влияния на пористость изделий.
Компоненты шихты смешивают сухим и мокрым способами. При мокром способе все составные части шихты перемешиваются в смесителе с большим количеством воды, избыток которой удаляется при прессовании. Указанный способ обеспечивает более равномерное перемешивание шихты, чем сухой способ, но мокрый способ сложнее сухого.
В зависимости от заданного объемного веса изделий количество воды принимают в пределах от 220 до 300%, считая к весу сухой шихты.
Формование вулканитовых изделий осуществляется путем разлива жидкой массы в металлические формы. Отформованные вулканитовые плиты подвергают автоклавной обработке на протяжении около 7 ч при давлении пара 7—8 ат.
Вулканитовые изделия автоклавной обработки подвергаются сушке в сушилках с высокой степенью насыщения теплоносителя паром. После сушки в таких условиях изделия будут иметь меньшую прочность, чем после выгрузки их из автоклава, но в дальнейшем снижение прочности будет происходить медленнее, чем у изделий, которые не подвергались сушке. Запаривание и сушка в паровой среде под давлением могут быть совмещены. При этом общая продолжительность тепловой обработки сокращается до 3— 4 ч против двух суток при раздельном запаривании изделий в автоклаве и сушке их в сушилках.
При хранении в сухих условиях и в процессе службы в теплоизоляционных конструкциях вулканитовые изделия с течением времени снижают свою прочность.
