Споживчі властивості будівельних матеріалів та речовин (стр. 3 из 4)
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 випалюваннясировини гіпс поділяють на низько - та високо випалювальний.
1. Низьковипалювальний гіпсотримують випалюванням природного каменю за температур 150Т60°С. У процесі випалювання гіпсовий камінь частково втрачає воду і перетворюється на півводний (формула 3.2.1):
СаSО4 * 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 міцністюйого поділяють на марки: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500.
2. Високо випалювальний гіпсотримують 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):
2СаS042СаО + 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 + 1,5H2СаS04 * 2Н20 (3.2.3)
Утворений двоводний гіпс випадає з розчину у вигляді дрібних (колоїдних) частинок, які перетворюються на кристаліти СаS04 * 2Н20і розчин гусне (схоплюється). З часом кристаліти двоводного гіспу зростаються й утворюється міцний гіпсовий камінь.
За швидкістю охоплення та твердіннягіпс 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.
Портландцементомназивають 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 способуподрібнену 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)
У тій самій зоні печі глинисті мінерали розкладаються на оксиди Si02,Al203, Fе203, які вступають у реакцію з СаОза температур 1100-1300°С і утворюються мінерали: 2Са * Sі02; ЗСаОА * Al203; 4СаО * А1203 * Fe203. І, нарешті, за температури 1300-1450°С утворюється основний мінерал майбутнього цементу - аліт (ЗСаО-Sі02).
1. У процесі спікання мінералів утворюється клінкер (нім. «Кlinker»- штучний камінь великої міцності) у вигляді кульок розміром 15 мм, які викочуються з печі в її опущеній частині і надходять до холодильника для охолодження (елемент 7), а звідти - на склад для вилежування (елемент 8). На складі клінкер вилежується протягом двох тижнів. За цей час надвишок вапна (СаО),яке міститься в клінкері, гаситься вологою, яка є в атмосфері складу за формулою 3.2.5:
СаО + Н20 Са(ОН)2 + Q . (3.2.5)У процесі гасіння виділяється велика кількість теплоти (Q), клінкер стає рихлим, що полегшує його розмелювання.
Розмелюють клінкер разом з допоміжною сировиною в кульових млинах (елемент 9). Готовий портландцемент зсипають у залізобетонні силоси-сховища (елемент 10)для охолодження. Потім його фасують у тару (елемент 11). Транспортують цемент у закритій тарі, зберігають у сухих складах.
Необхідно пам'ятати, що активністьцементу з часом зменшується. Так, за три місяці зберігання вона зменшується майже на 20%, за півроку - на 30%, за рік-на 40%.
Собівартістьцементу залежить від виду сировини, палива, способу виготовлення (мокрий чи сухий) тощо.
Затрати на сировину становлять 25% собівартості цементу. Використання відходів і побічної продукції промислових підприємств (жужелиці, шлаків тощо) зменшує собівартість цементу на 35-40%.
Виробництво цементу енергомістке. На виготовлення 1 т цементу витрачається 240 кг твердого палива. 40% електроенергії, яку витрачають на цементному заводі, йде на розмелювання клінкеру.
Переваги та недоліки способів отримання цементу. Кожний із способів отримання цементу має свої переваги та недоліки. Так, у разі використання мокрого способу легше подрібнювати сировину, кращі санітарно-гігієнічні умови праці, але витрати палива на 40% перевищують витрати в разі використання сухого способу.
Під час застосовування сухого способуменше витрачається палива порівняно з мокрим, але більші витрати електроенергії. Крім того, сухий спосіб дуже забруднює довкілля і потребує очисних фільтрів.
У Світі скорочується виробництво цементу мокрим способом, а збільшується виробництво сухим, який дає економію палива. [1, 2]
ВИСНОВКИ
Важливе значення в будівництві має природне пиляне каміння у вигляді стінових блоків різного розміру, які виробляються з порівняно м'яких пористих вапняків - черепашників, вулканічних туфів та ін. Більша частина розвіданих запасів пиляних вапняків - черепашників зосереджена на півдні України (44,5% запасів усіх країн СНД). Україна займає перше місце по запасах та видобутку (51%) пиляних вапняків, що ведеться в Причорномор'ї та Криму, а також в Придністров'ї. З 450 відомих на Україні родовищ балансом запасів враховано 140 родовищ, з яких 95 розробляється. Загальні розвідані запаси вапняків складають 1094,5 млн. м3, а видобуток їх (з урахуванням втрат при видобутку) - дорівнює 13,5 млн. м3 на рік. Більшість родовищ та запасів пиляних вапняків (68,8%) знаходиться в південних областях України ; Кримській (44,5%) і Одеській (17 %), а в Чернівецькій та Вінницькій областях - менше 24%.