Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Техноекологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Штучні будматеріали

Основа сучасного виробництва будматеріалів – виробництво в'яжучих матеріалів. В'яжучі – це такі матеріали, переважно порошкові, які в процесі змішання з водою або іншою рідиною утворюють пластичну масу, що перетворюється згодом (у результаті фізико-хімічних перетворень – гідратації, гідролізу, кристалізації, полімеризації) у міцне каменеподібне тіло. Цю властивість використовують для готування бетонів, будівельних розчинів, штучних кам'яних матеріалів, виробів та конструкцій.

Класифікація в'яжучих приведена в таблиці 10.2. У відповідності з таблицею розрізняють такі в'яжучі. Гідратаційні – усі традиційні в'яжучі матеріали, що твердіють після змішання з водою. Повітряні – здатні твердіти, підвищувати та зберігати міцність тільки на повітрі.

Гідравлічні – твердіють, підвищують і зберігають міцність не тільки на повітрі, але й у воді. Коаіуляційні – в'яжучі, що є колоїдними системами і твердіють за рахунок коагуляційного структуроутворення. Поліконденсаційні – в'яжучі матеріали, що твердіють у результаті протікання реакцій полімеризації та поліконденсації.

Таблиця 10.2

Класифікація в'яжучих

Гідратаційні

Коагуляційні

Поліконденсацію" (полімерізаційні)

Повітряні

Гідравлічні

Неорганічні

Органічні

Неорганічні

Органічні

Елемент- органічні

Гіпсові

Гідравлічне вапно

Глина

Бітум

Розчинне скло та в'яжучі на його основі

Фенолформальдегідні

Кремній- органічні смоли

Дьоготь

епоксидні

Вапно повітряне

Цементи

В'яжучі з дрібним наповнювачем (піском) утворюють будівельні розчини, у суміші з дрібним та крупнозернистим наповнювачем (гравій, щебінь) – бетони. Нижче приведений аналіз технологій виробництва найбільш поширених будівельних матеріалів та виробів.

Гіпс

Сировиною для виробництва гіпсових в'яжучих служить природний гіпсовий камінь CaSO4 2Н2O, а також природний ангідрит CaSO4. Це осадові породи. З кар'єрів на завод надходить сировина у вигляді шматків. Сировина вимагає попереднього помелу та підсушування. Помольні агрегати виділяють в атмосферу пил (1 м3 газів, що відходять, містить близько 1 кг гіпсового пилу).

Низькообпальні гіпсові в'яжучі одержують в процесі нагрівання CaSO42H2O до 150-160°С. У результаті такої обробки одержують напівводний гіпс

CaSO4 2H2O = CaSO40,5H2O + 1,5Н2O Процес проводять у котлах або в обертових барабанах, які використовуються в інших виробництвах як сушарки.

Таблиця 10.3

Техніко-економічні показники дегідратації гіпсу в різних апаратах

Найменування обладнання

Продуктивність, т/год

Питома витрата

умовного палива, кг/т

електроенергії, кВт•ч/т

металу, кг/т

Котел (15м3) тв.паливо

7,2

52

26,4

2,5

газ, мазут

7,2

40

27,0

2,5

Котел (25м3) тв.паливо

11,2

52

29,0

2.4

газ, мазут

11,2

40

30,0

2,4

Сушильний

барабан

8,0

42

30,0

3,8

Твердіння в'яжучого полягає в поступовому перетворенні пластичної маси в камедеподібну. З хімічної точки зору твердіння напівгідрату – це його гідратація:

CaSO4O,5H2O + 1,5Н2O = CaSO42H2O

Високообпальні гіпсові в'яжучі одержують в процесі випалу сировини за температури 700-800°С. Вода у цьому випадку втрачається цілком. Продукт подрібнюють і додають кристалізатор твердіння – СаО, суміш Na2SO4 з FeSO4.

Вапно

Повітряне вапно – в'яжуче, яке одержують випалом карбонатних порід (вапняку, крейди) до повного видалення СO2 за температур 1000-1200°С:

СаСО3 = СаО + СO2

Процес здійснюють у шахтних, обертових печах або у печах з киплячим шаром. Вапно можна одержувати як сухим, так і мокрим способом. У мокрому способі одержання вапна сировину (крейду) подрібнюють з водою до одержання сметаноподібної маси вологістю 37 – 44%. Після усереднення її подають насосами в довгу обертову піч на випал. Недолік методу – підвищена витрата палива на випар води.

Таблиця 10.4

Тепловий баланс печей випалу вапна

Тип печі

Витрати тепла, %

корисно використано

на випар Н2O

нагрів газів, що

відходять

Витрачається корпусом

відходить з продукцією

Шахтні

Пересипна

77,7

3,5

6,9

10,2

9,2

З винесеною топкою

69,6

3,1

15,3

9,5

2,5

Обертові

Коротка

59,0

8,7

18,7

12,8

0,8

Отримане вапно у вигляді шматків 5-10 см називаються шматковим вапном або киплячим вапном.

Гідравлічне вапно – продукт, отриманий випалом (за температури, нижче температури спікання) вапняків, що містять від 6 до 25% глинистих та піщаних домішок. Сировина для виробництва такого вапна характеризується гідравлічним модулем, тобто відношенням вмісту СаО до вмісту кислотних оксидів:

Значення m може коливатися від 9 до 1,7. Чим вище значення гідравлічного модуля, тим ближче за властивостями отриманий продукт до повітряного вапна. Чим вище гідравлічний модуль, тим більш яскраво вираженими гідравлічними властивостями володіє вапно і тим більше в ньому СаО. Сильногідравлічне (m = 9 – 4,5) вапно інтенсивно гаситься водою, слабогідравлічне (m = 4,5 – 1,7) гаситься повільно, якщо m = 2,2 – 1,7, то вапно за властивостями наближається до цементу і називається цементним.

В процесі взаємодії гідравлічного вапна з водою протікають процеси, характерні як для повітряного, так і для гідравлічного твердіння. Для перших характерний перехід (гідратація) СаО в Са(ОН)2, для інших – поступова гідратація силікатів, алюмінатів та феритів кальцію з утворенням гідратів. Через двоїсте проходження процесів для гідравлічного вапна рекомендують комбінований режим твердіння: спочатку – повітряно-сухий, потім – вологий.

Витрата умовного палива для одержання гідравлічного вапна – 12 – 14% від його маси (120-140 кг/т вапна). Гідравлічне вапно більш міцне ніж повітряне, але його міцність уступає іншим в'яжучим речовинам.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші