Искусственные кварцево-цементные камни
Рабочий слой ненатурального камня изготовляют из лучших сортов и кварцевого песка цемента. Центральная часть камня, именуемая сердечником, в большинстве случаев складывается из более неотёсанного и прочного материала — гравия (щебня), цемента, песка в отношении 1 :2 :2 и определенного количества воды. В камне диаметром 1500 мм диаметр сердечника равен 1200 мм, а толщина рабочего слоя 150 мм.
Для придания большей прочности камню, в особенности на разрыв, между рабочим слоем и сердечником закладывают арматуру в виде металлических колец.
Цемент вырабатывается на цементных фабриках из глины и известняка, подвергшихся предварительному измельчению в дробилках, обжигу и сортированию тёплыми газами в особых печах при температуре до 1500°. По окончании обжига в этих печах получается так называемый цементный клинкер, что по окончании узкого размола в порошок представляет собой готовый продукт — цемент.
Для изготовления дефибрерных камней используют портланд-цементы лучшего качества, марки не ниже 500, имеющие высокое временное сопротивление на разрыв (400— 500 кг/см2). Не считая портланд-цемента, для производства дефибрерных камней используют кроме этого глиноземистый либо бокситовый и ангидридоглиноземистый (АГ) цементы. Они стремительнее твердеют и если сравнивать с портланд-цементом более устойчивы против разрушающего щелочей и действия кислот.
Это имеет особенно серьёзное значение при изготовлении камней для производства бурой древесной массы.
Цемент, замешанный с определенным числом воды, образует тестообразное вещество, преобразовывающееся через непродолжительное время нахождения на воздухе либо в воде (гидравлические цементы) в жёсткое камневидное тело — бетон. Именно поэтому ответственному свойству цемент обширно употребляется для постройки зданий и других сооружений, и для изготовления дефибрерных камней.
затвердевание и Схватывание це-. мента происходит в следствии химической реакции между составными частями и водой цемента и сопровождается постепенным увеличением и повышением температуры его прочности и твёрдости. Прочность бетона во многом зависит от отношения количества воды к цементу. Отношение количества воды к цементу именуется водоцементным причиной.
О влиянии водоцементного фактора на механическую прочность бетона возможно делать выводы по следующим данным. При водоце-ментном факторе, равном 0,35, прочность бетона определяется его сопротивлением сжатию, равным 192 кг/см2; при 0,3 — сопротивление составит уже 260 кг/см2, а при 0,25 — 350 кг/см2.
При изготовлении дефибрерных камней водоцементный фактор образовывает около 0,35, другими словами на 1 весовую часть воды берется около 3 весовых частей цемента.
Нарастание механической прочности бетона (сопротивление на разрыв в килограммах на квадратный сантиметр) длится в течение некоего времени.
В качестве абразивного (истирающего) материала для дефибрерных камней используют кварцевый песок особого качества.
Форма кварцевых зерен оказывает громадное влияние на производительность и качество массы дефибрерных камней. Кварцевые зерна не должны иметь весьма острых граней, в противном случае они будут разрезать волокна древесины, давая массу неудовлетворительного качества (маленькую, с неразработанными финишами). Но кварцевый песок, зерна которого имеют очень сильно окатанные, тупые грани, как к примеру, морской и речной песок, кроме этого непригоден для изготовления дефибрерных камней; такие зерна будут давать небольшую, маленькую массу при низкой производительности дефибрера.
самый подходящим есть кварцевый песок с зернами, имеющими только легко закругленные, затупленные вершины и грани. При производстве ненатуральных камней кварцевый песок пропускают через шаровые мельницы, в которых острые грани его зерен притупляются и сглаживаются. Песок предварительно очищают, промывают от посторонних примесей (пыли, ила и др.), каковые имели возможность бы снизить прочность камня.
Для производства крупнозернистых камней в рабочий слой додают (за счет кварцевых зерен) от 10 до 30% зерен наждака либо корунда — минералов более жёстких, чем кварц.
В зависимости от величины кварцевых зерен камни делятся на крупнозернистые, со средней зернистостью и мелкозернистые.
Рассортировка кварцевых зерен по размерам (фракциям) производится промыванием водой либо просеиванием песка на ситах (что менее действенно) с различной величиной отверстий.
Не считая кварцевого песка, в качестве абразивного материала для дефибрерных камней используют кроме этого наждак, корунд, электрокорунд.
На Урале, недалеко от Свердловска, уже в конце 1930 г. было поставлено производство неестественных кварцево-цементных камней. В 1932 г. производство камней было организовано и при 1-й Ленинградской бумажной фабрике.
Кварцево-цементные камни изготовляют так. Промытый либо просеянный песок, различающийся по размерам зерен, высушенный при температуре около 100° до сухого состояния, смешивают в требуемой пропорции, в зависимости от желательной средней зернистости камня. Подготовляют в нужном количестве и нужного качества цемент и металлические арматурные кольца.
После этого в лопастной мешалке цемент и песок смешивают в требуемых по весу пропорциях с водой и приготовляют массу для рабочего слоя камня и раздельно для сердечника.
Соотношение между абразивным материалом (песком) и связующим веществом (цементом) для различных марок рабочего слоя колеблется по весу в пределах 28—34% кварцевого песка 72—66% и цемента.
Для внутренней части камня (сердечника) цемента берется меньше — около 25% по отношению к весу всего материала (щебня, песка).
Формовка либо набивка камней производится в особых чугунных либо металлических разъемных (на болтах) цилиндрических формах различных внутренних диаметров (1400, 1500, 1800 мм) и высоты (800—1470 мм), в зависимости от требуемого размера камня. Форму устанавливают вертикально на древесный поддон, имеющий требуемую конфигурацию (по профилю шайбы камня). В центре формы помещают железный стержень (вкладыш), предназначенный для образования отверстия камня.
Заполнение формы кварцево-цементной массой (в части рабочего слоя) и бетоном (в части сердечника) сопровождается плотной утрамбовкой особой трамбовальной машиной с приспособлением типа копра либо электровибраторами до появления на поверхности жидкости (цементного молока), по окончании чего верхний слой цементной веса разрыхляют граблями на глубину 10—-12 мм для хорошего скрепления частиц этого слоя с вышенакладываемым. Через каждые 100 мм по высоте камня укладывают и хорошо забивают в цементную массу сердечника арматурные кольца диаметром 1140 и 670 мм из круглого железа диаметром 12,5 мм.
Колец диаметром 670 мм, служащих для упрочнения отверстия камня, укладывают в большинстве случаев 8—10 шт., а диаметром 1140 мм 17—18 шт. Назначение последних — скрепить рабочий слой камня с его сердечником. Верхнему торцу камня при помощи особого приспособления придают такую же форму, как и нижнему.
Для получения равномерной твердости отдельных участков камня по окончании его изготовления при трамбовке камня принимают меры к тому, дабы степень уплотнения массы была однообразной по всей высоте камня, пара изменяют степень утрамбовки камня по высоте, а в верхней части мало увеличивают количество цемента (на 2—3%).
Целый процесс формовки камня продолжается около 3,5—4 часов и обязан закончиться до начала схватывания нижних слоев цемента. Камень в форме выдерживают 4—5 дней, в течение которых происходит твердения цемента и процесс схватывания. Наряду с этим в следствии химических реакций, протекающих в камня, выделяется большое количество тепла и температура его увеличивается до 45—55°.
Для понижения температуры при формования камня в первые дни его созревания, т. е. прочности и повышения твёрдости, время от времени закладывают в цементную массу особые трубки, по которым пропускают воду. Снимать железную форму раньше, чем цемент успеет прекрасно затвердеть, недопустимо, поскольку это приведёт к изменению (появление) поверхности и деформацию камня выпучин, что затруднит применение камня в производстве.
Так как температура помещения (15—20°) ниже температуры камня, то чтобы не было появления трещин на его поверхности по окончании удаления железной формы камень покрывают для его утепления капотом из сушильного сукна либо несколькими слоями бумаги, каковые удаляют только по окончании того, как температура камня сравняется с температурой помещения. Через 6—7 дней по окончании изготовления камня положение его изменяют: его ставят рабочей поверхностью на особые древесные лаги и В течение всего вызревания поливают водой.
Вызревание, т. е. прочности камня и повышение твёрдости, протекает удачно при хранении его не меньше 8 месяцев и до 12 месяцев в закрытых, затемненных помещениях с высокой относительной влажностью воздуха (80—90%’) и постоянной температурой (13—18°).
Применение камней, выдержанных менее 8—42 месяцев, ведет к резкому сокращению срока их работы. При транспортировке маловыдержанных камней срок работы их кроме этого понижается благодаря интенсивного испарения жидкости, которая не может быть использована для повышения и вызревания камня его прочности.
На некоторых фабриках для того чтобы используют древесные формы вместо железных. Преимущество их в том, что они владеют меньшей теплопроводностью и создают лучшую теплоизоляцию камня, что, как указывалось выше, очень принципиально важно в первые дни по окончании изготовления камня. Недочёт древесных форм в том, что при не хватает прочном креплении вероятно отклонение их формы от строго цилиндрической формы камня.
Дабы иметь приблизительное представление о условиях и качестве камня его вызревания, из цементной массы каждого камня изготовляют образцы в виде так называемых «восьмерок».
Образцы хранят вместе с камнем и подвергают опробованию на разрыв по окончании 3, 7, 28, 90 и 180 дней; эти опробований записывают в паспорт дефибрерного камня. Положительно воздействуют на качество массы и производительность камня, ноздреватость поверхности и некоторая пористость камня.
В значительной мере на срок и состояние работы камня наровне с условиями хранения воздействует и верная его транспортировка. Камень перед отправкой потребителю должен быть шепетильно упакован в древесную тару, обтянутую металлическими обручами. При передвигании камня нельзя опрокидывать его на торец.
Следует по возможности избегать перекатывания камней, не использовать металлических ломов, которыми возможно повреждена поверхность камня, не допускать сталкивания одних камней с другими либо с иными жёсткими предметами.
Перевозить камни нужно в крытых вагонах и лишь в теплое время года (май — сентябрь). Перевозка камней зимний период недопустима, поскольку содержащаяся в теле камня вода при замерзании расширится и приведёт к образованию трещин, что сократит срок работы камня.
В камнях некоторых типов, как указывалось выше, абразивным материалом помогают наждачные зерна (корунд с примесями вторых жёстких минералов), а цементирующим веществом — глиноземистый либо кислотоустойчивый цемент. Последнее событие делает эти камни более пригодными если сравнивать с простыми кварцево-цементными для производства бурой древесной массы.
Неестественные кварцево-цементные камни, как видно из изложенного, владеют рядом преимуществ перед естественными песчаниковыми камнями, поскольку их возможно изготовить громадными по размерам и без раковин; помимо этого в них не будет безлюдных пород. Такие камни смогут трудиться на более высоких окружных скоростях, опасность разрыва их намного меньше, поскольку может оторваться лишь часть рабочего слоя камня, в то время как натуральный камень может разрушиться всецело. Неестественным кварцево-цементным камням возможно придать громадную механическую прочность и термическую стойкость и изготовлять требуемой зернистости.
Но они имеют и последовательность значительных недочётов. К ним относятся:
1) прочность и недостаточная твёрдость цементирующего абразивного материала и вещества, что формирует необходимость нередкой насечки камня, вызывающей изменение качества массы;
2) небольшой срок работы этих камней (2—3 месяца) благодаря чего приходится довольно часто останавливать дефибреры для смены камня, что снижает выработку и отрицательно отражается на качестве массы;
3) наличие часто на поверхности других дефектов и камней трещин, вызывающих образование сколов и выбоин, что активизирует их износ;
4) выдержки месяцев и большая длительность (8—12 изготовления);
5) возможность установить недостаток в камне лишь через 8—12 месяцев по окончании их изготовления, в ходе эксплуатации;
6) необходимость создавать транспортировки и специальные условия хранения.
Эти недочёты в значительной степени устранены в керамических дефибрерных камнях.
