144664 (579996), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

3. Зв’язувальні будівельні речовини

Для виготовлення будівель і споруд із мінеральних будівельних матеріалів - природного та штучного походження необхідно мати зв'язувальні речовини.

За походженням зв'язувальні речовини поділяють на природні та штучні. У сучасному будівництві найчастіше використовують штучні зв'язувальні речовини, які виготовлені з речовин мінерального походження.

Зв'язувальними будівельними речовинами називають порошкові речовини, які в ході змішування з водою утворюють пластичну масу, яка здатна самовільно тверднути та перетворюватися на моноліт.

Цю властивість зв'язувальних речовин використовують у процесі виготовлення будівельних розчинів, бетонів, залізо-бетонів тощо.

За властивостями та призначенням зв'язувальні речовини поділяють на повітряні, гідравлічні, кислотні тощо.

Повітряні зв'язувальні речовини при додаванні води тверднуть і зберігають міцність тільки на повітрі. До них належать вапно та гіпс.

Гідравлічні - при додаванні води тверднуть і зберігають міцність як на повітрі, так і у воді. Це є цементи.

Кислотні будівельні речовини після твердіння стійкі проти дії мінеральних кислот тощо.

3.1 Технологія вапна

Вапном називають зв'язувальну будівельну речовину, яку отримують випалюванням кальцієво-магнієвих гірських порід.

Сировиною для виробництва вапна є вапняк (СаС0₃), доломіт (СаС0₃М§С0₃) тощо.

1. Технологічна система виробництва вапна. Технологія отримання апна є тристадійною: на першій стадії проводять підготовлення сировини (подрібнення та сортування за розмірами); на другій - випалювання подрібненої маси; на третій - подрібнення та сортування за розмірами частин готової продукції, її фасування та зберігання.

Випалювання подрібненої сировини - це основна стадія у виробництві вапна. її проводять у стовбурних або обертових печах. Останнім часом широко використовують печі з «псевдокиплячим шаром».

Стовбурні печі працюють на твердому або газовому паливі. Висота печі досягає 20 м, діаметр - 4 м. Ще донедавна в таких печах випалювали до 85% вапна. Куски подрібненої сировини (вапняку) розміром 8-20 см пошарово з паливом (антрацит, кокс тощо) завантажують у піч згори, знизу під тиском подають повітря. За ступенем нагрівання піч по висоті поділена на три зони. У середній зоні печі температура найвища (1000-1200°С), тут сировина випалюється формула (3.1.1):

СаС0₃ + СаО +СО₂ - Q. (3.1.1)

Теплота, яку несуть із собою пічні гази, прямуючи до виходу, у верхній зоні печі нагріває сировину. Випалене вапно опускається в нижню зону, де віддає теплоту повітрю, яке подають у піч під тиском.

За допомогою спеціального пристрою куски випаленого вапна (СаО) вибирають із печі. Його називають негашеним.

Отримане вапно забруднене жужелицею. В обертових печах порівняно зі стовбурними одержують вапно ліпшої якості. На якість вапна впливає також вибір палива. З використанням газового палива поліпшується якість вапна.

Найвищу продуктивність мають печі із «псевдокиплячим шаром».

Отриману продукцію подрібнюють на дробильних машинах (елемент 4), решетують на решетах (елемент 5), фасують (елемент 6) і відправляють за призначенням.

Вапно зберігають у мішках, які не пропускають вологи.

2. Гасіння вапна. Для отримання гашеного вапна необхідно мати негашене вапно (СаО) і воду, витрати якої становлять 70-100% маси негашеного вапна. У процесі гасіння вапна відбувається така реакція формула 3.1.2:

СаО + Н₂0 Са(ОН)₂ + Q . (3.1.2)

Швидкість гасіння вапна залежить від розмірів кусків негашеного вапна та температури. Із підвищенням температури процес гасіння вапна прискорюється. Змінюючи кількість води в процесі гасіння, можна отримати гашене вапно у вигляді «тіста» або порошку.

Гашене вапно має білий колір і густину 400-600 кг/м³.

Гашене вапно твердне внаслідок випаровування води та кристалізації Са(ОН)₂. Водночас з випаровуванням і кристалізацією має місце поглинання СО_г з повітря (формула 3.1.3):

Са(ОН)₂ + С0₂ СаСО₃ + Н₂0 . (3.1.3)

Утворений карбонат кальцію (СаС0₃) зростається з кристалітами Са(ОН)₂, і зміцнює розчин. Гашене вапно твердне повільно, міцність утвореного моноліту зростає з часом. Для прискорення твердіння до вапна додають цемент і гіпс або підвищують температуру у приміщенні. Добавки цементу та гіпсу збільшують водостійкість вапняних розчинів.

3.2 Технологія гіпсу

Гіпс - мінерал класу сульфатів, має білий колір із скляним блиском, а коли є домішки, то забарвлений у різні кольори.

Гіпсом називають порошкові зв'язувальні речовини, які отримують випалюванням природної або штучної сировини, що містить сірчанокислий кальцій (СаSО₄).

Гіпс використовують у будівництві, порцеляно-фаянсовій, машинобудівній промисловості, медицині тощо. Розчин, утворений після змішування гіпсу з водою, спочатку схоплюється, потім твердне і перетворюється на моноліт.

I. Технологічна система виробництва гіпсу. Сировиною для виробництва гіпсу є природний гіпсовий камінь (СаS0₄ *2Н_гО) і відходи промисловості, які містять сірчанокислий кальцій. До відходів належить фосфогіпс, який отримують у процесі виробництва фосфорних мінеральних добрив тощо.

Технологія виробництва гіпсу триступінчаста. На кожній стадії відбувається певний технологічний процес: подрібнення, розмелювання та випалювання (дегідратація) гіпсового каменю. Ці процеси можуть відбуватись у різній послідовності. Залежно від послідовності їх проведення відомо кілька технологічних систем виробництва будівельного гіпсу.

В одній технологічній системі подрібнення гіпсового каменю передує випалюванню, в другій, навпаки, спочатку відбувається випалювання, потім подрібнення, а в третій подрібнення та випалювання суміщені в одному агрегаті.

Випалювання сировини проводять у казанах, сушарнях, млинах. Найчастіше використовують казани.

Спрощену схему однієї з технологічних систем виробництва гіпсу представлено на рис. 3.

Сировину, з якої виробляють гіпс, подрібнюють у млинах (елемент 1), решетують на решетах (елемент 2) і подають до казана на варіння-випалення (елемент 3).

Отриманий гіпс подрібнюють у млинах (елемент 4), решетують на решетах (елемент 5), фасують на фасувальних (елемент 6) і відправляють на зберігання або до споживача.

II. Види гіпсу. За температурою випалювання сировини гіпс поділяють на низько - та високо випалювальний.

1. Низьковипалювальний гіпс отримують випалюванням природного каменю за температур 150Т60°С. У процесі випалювання гіпсовий камінь частково втрачає воду і перетворюється на півводний (формула 3.2.1):

С аSО₄ * 2Н₂О СаS0₄ * 0,5H ₂О + 1,5H₂0 . (3.2.1)

До низьковипалювального гіпсу належить: будівельний, формувальний і дуже міцний.

Будівельний гіпс (грецьк. «алебастр») - це дрібний порошок білого кольору, який після змішування з водою швидко схоплюється й твердне. З нього виготовляють розчини для тинькування стін, гіпсові плити, панелі, декоративні, теплоізоляційні й архітектурні вироби.

Формувальний гіпс - це дрібно помелений будівельний гіпс. Під час змішування з водою він дуже швидко схоплюється й твердне. Його використовують для виготовлення декоративних виробів і дуже якісних лицювальних розчинів.

Дуже міцний гіпс використовують з тією самою метою, що й будівельний, але вироби можуть використовуватись у помірновологих середовищах. Із цього гіпсу виготовляють ливарні форми у металургійній і порцеляно-фаянсовий промисловості.

За міцністю його поділяють на марки: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500.

2. Високо випалювальний гіпс отримують випалюванням природної сировини за температур 600-900°С. У процесі випалювання двоводний гіпсовий камінь повністю втрачає воду і перетворюється на безводний сульфат кальцію (СаS0₄). Частина сульфату кальцію розкладається за формулою (3.2.2):

2СаS0₄ 2СаО + 2S0₂ + 0₂ . (3.2.2)

Цей вид гіпсу твердне внаслідок утворення карбонату кальцію та гідратації сульфату кальцію. Твердий високовипалювальний гіпс стійкий проти стирання. Його використовують для виготовлення підлоги, кладки та тинькування стін, виготовлення штучного мармуру тощо.

Під час роботи з гіпсом слід пам'ятати, що початок охоплення гіпсового тіста починається через 2 хв. після змішування гіпсу з водою, а твердіння закінчується через 6-30 хв.

У гіпсовому розчині, виготовленому з порошку гіпсу і води, гіпс знову перетворюється на гіпсовий камінь, який називають двоводним гіпсо за формулою 3.2.3.

СаS0₄ * 0,5H₂О + 1,5H₂ СаS0₄ * 2Н₂0 (3.2.3)

Утворений двоводний гіпс випадає з розчину у вигляді дрібних (колоїдних) частинок, які перетворюються на кристаліти СаS0₄ * 2Н₂0 і розчин гусне (схоплюється). З часом кристаліти двоводного гіспу зростаються й утворюється міцний гіпсовий камінь.

За швидкістю охоплення та твердіння гіпс поділяють на швидко-, нормально- та повільнотвердіючий. Найменший час охоплення має швидкотвердіючий гіпс - до 2 хв. Повільнотвердіючий гіпс схоплюється через 20 хв. після приготування тіста.

За ступенем подрібнення (помелення) гіпс буває грубого, середнього та тонкого помелення.

Зберігають гіпс у закритих сухих приміщеннях (складах), перевозять у водонепроникній тарі або в закритих вагонах. [1]

3.3 Технологія цементу

Цемент належить до гідравлічних зв'язувальних речовин. Промисловість будівельних матеріалів виробляє різні види цементів, найбільше портландцементу (назва походить від міста Портленд, що знаходиться у Великобританії). Крім портландцементу виробляють шлакові цементи, глиноземний цемент тощо.

Портландцементом називають порошок помеленого цементного клінкеру, який отримують випалюванням аж до спеченого стану суміші вапняку (75-78%) і глини (22-25%) або їх природної суміші - мігрелів.

За кількістю виробництва та використання портландцемент посідає перше місце серед усіх зв'язувальних будівельних речовин. Він швидко твердне на повітрі та під водою.

Технологія виготовлення портландцементу складається з трьох основних стадій: підготовлення вапняку, глини, а потім їх суміші; випалювання суміші для отримання цементного клінкеру; подрібнення цементного клінкеру на порошок і додавання добавок. Підготовлення сировини до випалювання проводять двома способами: сухим і мокрим. Відповідно способи виробництва портландцементу поділяють на сухий і мокрий.

Кожен спосіб має свою технологічну систему, яка складається з двох підсистем, в елементах яких відбуваються певні технологічні процеси.

У ході мокрого способу подрібнену глину (3-5 мм) перемішують із водою в залізобетонних резервуарах для отримання суспензії. Глиняну суспензію та подрібнений вапняк (3-5 мм) подають у трубовий млин, де за допомогою сталевих куль суміш розмелюють і перемішують. Трубові млини безперервної дії. Розмелена суміш надходить до відстійника для відстоювання (вирівнювання хемічного складу суміші). Після відстоювання суміш подають до печі для випалювання.

Випалюють вапняково-глиняні суміші в обертових печах безперервної дії (рис. 1).

Рис. 1

Довжина печей - 95, 185, 230 м, діаметр - 5-7 м. Піч встановлена з невеликим нахилом і обертається зі швидкістю 0,016 с^-1. Сировину подають у трохи підняту частину печі, паливо спалюють в опущеній частині печі. Газові речовини, які утворилися у процесі горіння палива, і випалювальна вапняково-глиняна суміш рухаються назустріч одна одній. Під час зустрічі цих потоків спочатку випаровується волога і висушується сировина. Потім розкладаються гідрати, карбонати й утворюються оксиди. Ці реакції відбуваються в зоні печі, нагрітій до температури 700-1100°С. За цих умов вапняк розкладається за формулою 3.2.4:

СаС0₃ СаО + С0₂ -S ; (3.2.4)

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)