ГлавнаяУсадочные свойства керамических масс на основе глин в процессе сушки достаточно изучены, однако процесс усадки масс на основе зол ТЭС остается не исследованным. Поэтому в настоящей работе изучена усадка керамических масс на основе золы Алма-Атинской ГРЭС гидроудаления и Ермаковской ГРЭС сухого отбора. В качестве пластичных добавок были использованы глины Айнабулакского (высокопластичная, монтмориллонитовая), Сасык-Карасуского (среднепластичная, монотермитная), Калкаманского (среднепластичная, монтмориллонитовая) месторождений и суглинок (малопластичный) Бурундайского карьера.
Для сравнительной оценки изучаемого свойства в зависимости от соотношения в шихте золы и глины, а также от пластичности и состава глин были сформованы массы (табл. 33).
Для изготовления образцов пластичные добавки — глины, высушенные в шкафу при 110°С, измельчались до фракции 0,25 мм и меньше. Смесь золы и глины тщательно перемешивалась, увлажнялась, затем дважды пропускалась через лабораторный ленточный пресс без мундштука. Полученная паста выдерживалась в эксикаторе при относительной влажности φ = 1 в течение 24—48 ч для установления равномерной влажности.
Формовочная масса выдавливалась с помощью гидравлического пресса через специальную форму с выходным отверстием d = 1,5*10в-2 м (рис, 20, а). Такое формование образцов обеспечивало, во-первых, абсолютную идентичность условий для сравниваемых шихт и, во-вторых, приближало плотность сформованных лабораторных образцов к плотности заводских сырцов ρ = 1400—1420 кг/м3. Массы № 6, 10 формовались ручным трамбованием в цилиндре диаметром 1*10в-2, поскольку их низкая пластичность не позволяла формовать образцы по способу, указанному выше. Это показывает на неудовлетворительную формуемость масс из этого состава на промышленном прессе.
Из полученных стержней диаметром 1,5*10в-2 м вырезались образцы длиной 7,0*10в-2 м на специальном приспособлении, обеспечивающем прямолинейность оси образца и перпендикулярность торцов к оси.
Для получения кинетических данных усадки и влагосодержания была собрана установка (рис. 20, б), состоящая из сушильного шкафа — 5, автоматического программного устройства РУ 5-02М — 1, датчика — 4 и регистратора температуры — 2, балансового реле — 3, способных задавать температуру, датчиков потери веса — 7 и механического датчика изменения линейных размеров — 9. Датчиком измерения линейных размеров служит реохордный балансовый мост — 11.
При изменении линейных размеров образца через механическую передачу происходит разбаланс моста, изменяющийся сигнал поступает на вход автоматического потенциометра — 10, который регистрирует изменяющиеся линейные размеры. Датчиком потери веса служат технические весы — 6 и электронный самопишущий потенциометр — 8, позволяющие получать данные о потере веса на диаграммной ленте путем использования фотоэффекта.
Диафрагированный луч света, падая на фотоэлемент, преобразуется в электрический сигнал, поступающий на вход автоматического потенциомера, где производится запись потери веса.
По экспериментальным данным построены графики сушки и усадки (рис. 21).
На кривых усадки графическим дифференцированием определялась мера усадки dδ/dU, являющаяся наиболее выразительной усадочной характеристикой материала (табл. 34).
Из табл. 34 видно, что из пластичных добавок большую усадку (7,95%) и интервал усадки (29,5) имеет айнабулакская глина. Ее усадка заканчивается в конце второго периода. Начиная с W=20%, мера усадки глины уменьшается с 0,29 до 0,19 (см. рис. 21).
Большую меру усадки (0,41) имеет сасык-карасуская глина. Конец ее усадки также приходится на второй период. Отвлекаясь от изменения структурно-механических свойств глин при сушке, можно сказать, что сасык-карасуская глина, имеющая большую меру усадки, менее предпочтительна по. сравнению с айнабулакской глиной в отношении усадочных свойств.
Наименьшую усадку (0,58% ), меру усадки (0,1) и интервал усадки (13,3%) имеет бурундайский суглинок. Его усадка также заканчивается во втором периоде. Несмотря на предпочтительность усадочных характеристик бурундайского суглинка окончательный вывод об оптимальной пластичной добавке можно сделать только при сравнительном анализе усадочных и других, главным образом, структурно-реологических характеристик.
Массы № 1—3 расположены в порядке возрастания зологлиняного отношения, а массы № 2, 5, 6 — в порядке уменьшения пластичности добавок. Как видно из табл. 34, усадочные характеристики шихт имеют закономерность, отражающую количественное и качественное влияние пластичных добавок. Так, уменьшение доли айнабулакской глины в шихте от 50 до 15% уменьшает относительную усадку от 4,61 до 0,79% и меру усадки от 0,40 до 0,11. Соответственно уменьшение пластичности добавок от высокопластичной до малопластичной снижает усадку от 1,88 до 0,29, а меру усадки от 0,28 до 0,03.
Особый интерес представляют массы № 3, 4 и 7, стеновые керамические материалы из которых находятся на стадии промышленного внедрения.
Усадка массы № 3 заканчивается уже в первом периоде. Обращает на себя внимание, очень высокая влажность конца усадки (21,5%). Мера усадки очень пологая (0,11).
Масса № 4 на кривой усадки имеет 2 участка: 1-й интервал влажности 30,2—25,0%, 2-й — 25—7,2%. Относительно высокая мера усадки на 1-м участке — 0,21 резко падает на втором до 0,015, поэтому интервал влажности 25—7,2% благоприятен для бездефектной сушки.
Масса № 7 на кривой усадки также имеет 2 участка с общей границей W=26%. Начиная с этой влажности, относительно высокая мера усадки (0,20) резко падает до 0,05. Следовательно, интервал влажности 26,0—12,5 менее опасен с точки зрения сушки.
Таким образом, установлено, что зологлиняные керамические массы обладают благоприятными для сушки усадочными характеристиками. Увеличение зологлиняного отношения, уменьшение пластичности добавок улучшает усадочные свойства керамических масс.
Полученные результаты могут быть использованы при оптимизации процесса сушки стеновых керамических материалов на основе зол ТЭС, в частности, изменение интенсивности сушки можно связать с изменением меры усадки.