Технология получения цемента, железобетона.

Технология производства цемента

Технологии производства с клинкером

1. Мокрый.

Крупные куски известкового компонента (мела) и глины сначала дробят, затем перемалывают в мельницах или измельчают в болтушках с помощью воды. Глиняный шлам перекачивается в мельницу, где он перерабатывается вместе с известняком. В специальных бассейнах выравнивается химический состав сметанообразной шламовой смеси, затем она подается в наклонную печь – вращающийся барабан диаметром 7 м и длиной около 200 м. На выходе из печи (в месте горения топлива) при температуре около 17 000 °C происходит спекание клинкера. Его охлаждают, дробят и перемалывают с гипсом и минеральными добавками (не путать с пластификаторами для цементного раствора), сушат, вновь измельчают.

Мокрый способ изготовления цемента

Метод применяют, если влажность добытых ископаемых больше 10% или если глина и известняк имеют низкую твердость. Плюс: упрощение измельчения с помощью воды. Минус: большой расход тепла.

2. Сухой.

Схема меняется на стадии изготовления известково-глиняного шлама. Его сушат и перемалывают в сырьевую муку (операции проводятся одновременно или раздельно). Плюс: при образовании клинкера вдвое сокращается длина печи и расход топлива; если в шихту ввести СаС12, то реакция идет при пониженной температуре. Эта методика получает широкое распространение на цементных заводах, она более приемлема при влажности сырья менее 10%.

Сухой способ

3. Комбинированный.

Начало процесса сходно с мокрым производством. Подготовленный шлам влажностью до 45% обезвоживается в вакуумфильтре до 20%, в смесь добавляется пыль для поглощения воды. Обжиг производится в шахтной печи, из нижней части которой выгружается клинкер. Плюсы: экономия энергоносителей, упрощение конструкции оборудования.

Для декоративного оформления фасадов применяют белый портландцемент. Белизну материалу придают гипс, диатомит и клинкер с малым содержанием железа, марганца и титана. Технология получения цемента отличается повышенными требованиями к чистоте сырья, проведением отжига на топливе, не образующем золы. Клинкер отбеливают в три этапа: вводят в его состав хлориды, выдерживают в специальной жидкости, охлаждают в конвертированном газе.

Без клинкера

В качестве сырья используют зольную пыль, известняк, глину с содержанием песка, минеральные отходы с кальцием, алюминием, кремнием, доменный шлак после выплавки чугуна. Этапы получения цемента «холодным способом»:

плавление сырья при 1 450 °C в плавильной печи, работающей на угле, жидком топливе или газе;

водное охлаждение расплава с одновременной грануляцией, помол гранулята;

смешивание гранул с определенным количеством порошкообразного шлака, песка, глины или извести, добавление специального активизатора (2 – 5%).

Преимущества метода: исключаются расходы на строительство барабанной печи, снижается потребление топлива, сокращается технологическое время. Даже при мелкосерийном производстве себестоимость продукта уменьшается втрое.

Изготовление своими руками

Цемент своими руками - реально лиПривозведении каменного забора или бетонировании дорожки иногда используют цемент собственного производства: в домашних условиях изготавливают его оригинальный заменитель. Смесь получают, взяв по 1-й части серы и смолы (расплавленных в разных емкостях), 2 части просеянного песка, 3 части свинцового глета (оксида свинца). Поверхность, на которую наносится домашний цемент, предварительно покрывают олифой и высушивают.

40.Простейшие методы определения качества строительных материалов.

Классификация по происхождению. Материалы делятся на минеральные и органические. Кроме того, они делятся на естественные и искусственные.

3. Классификация искусственных материалов на основе формирования структуры, свойств и методов исследования (классификация по технологии) на:

3.1. Безобжиговые - затвердевание которых происходит при сравнительно невысоких температурах под влиянием химических и физико-химических превращений вяжущего вещества;

. Современные дозирующие устройства производят взвешивание по массе каждого твердого компонента бетонной смеси и взвешивание по объему жидкости. Все дозирующие устройства могут работать в автоматическом режиме, с высокой точностью взвешивания компонентов.

3.2 Обжиговые (затвердевание которых происходит при остывании жидких расплавов, выполняющих функцию вяжущего вещества);

Структурных классификаций по материалам множество, например классификация по макро и микро структурам, классификация на гомогенные и гетерогенные, классификация архитектурно-строительных требований, классификация по свойствам строительных материалов и изделий и другие.

Свойства бывают простые и сложные. Простое свойство – свойство, которое нельзя подразделить на другие (длина, масса и т.д.). Сложное свойство – свойство материала или изделия, которое может быть разделено на 2 и большее количество менее сложных и простых свойств (функциональность).

Интегральные качества – наиболее сложные свойства материала или изделия, определяемые совокупностью его качества и экономичности.

Комплексные свойства. К ним относятся долговечность, надёжность, совместимость, сопротивление коррозии и т.д.

4. С экологической позиции, строительные материалы, конструкции и изделия из этих материалов должны отвечать следующим требованиям:

4.1. Монотеплопроводимость (обеспечение достаточного термического сопротивления);

4.2. Иметь хорошую воздухопроницаемость и пористость;

4.3. Быть не гигроскопичными и малозвукопроводимыми;

4.4. Обеспечение прочности, огнестойкости, долговечности зданий и сооружений;

4.5. Не выделять летучие и пахучие вещества, способные прямо или косвенно влиять на здоровье человека;

4.6. Быть легко дезинфицируемыми;

4.7. Иметь окраску и фактуру соответствующую физиологическим и эстетическим требованиям человека;

5. Свойства строительных материалов и изделий по их природе классифицируются на 6 основных групп: физические, химические, физико-химические, механические, технологические и эксплуатационные и 2 добавочные группы: биологические и эстетические.

5.1. Физические свойства характеризуют физическое состояние материала и подразделяются на несколько подгрупп, гравитационные, тепловые, гидравлические, акустические, электрические, проявляющиеся при взаимодействии с рентгеновским, ядерным, ультрафиолетовым и другими излучениями.

Первая группа, характеризующая особенности физического состояния материала. К этой группе относятся:

5.1.1 Плотность - это масса материала в единице объема,

5.1.2 Пустотность (пористость) – это степень заполнения материала порами или пустотами.

Вторая группа, характеризующая способность материала проявлять свои свойства при взаимодействии с водной средой.

5.1.3 Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение определяют по разности масс образца насыщенного водой и в абсолютно сухом состоянии.

Различают водопоглощение по массе, т.е. отношение массы поглощенной воды к массе сухого образца:

Впитывание воды в поры происходит под влиянием капиллярных сил и сил смачивания. Для полного насыщения водой образец медленно опускают в воду или кипятят.

5.1.4 Водонасыщение – это увлажнение материала под давлением. Характеризуется коэффициентом насыщения:

Коэффициент насыщения характеризует степень заполнения пор в материале водой. По коэффициенту насыщения косвенно можно определить морозостойкость материала, еслиКн< 0,8, то материал считается морозостойким.

5.1.5 Водопроницаемость – это способность материала пропускать воду под давлением. Характеризуется коэффициентом фильтрации

5.1.6 Водостойкость – это способность материала сохранять свои свойства при увлажнении. Водостойкость оценивают коэффициентом размягчения равного отношению предела прочности при сжатии насыщенного водой образца к пределу прочности при сжатии сухого образца:

5.1.7 Водонепроницаемость – это способность материала препятствовать фильтрации воды под давлением. Степень водонепроницаемости повышается при уменьшении количества крупных пор и особенно сквозных.

5.1.8 Морозостойкость – это способность материала выдерживать требуемое количество циклов попеременного замораживания и оттаивания. При этом снижение прочности материала должно быть не более 15% и потеря по массе не более чем 5%.

Морозостойкость материала тем выше, чем меньше крупных открытых пор и чем больше прочность на растяжение.

5.1.9 Влажностные деформации – пористые неорганические и органические материалы при изменении влажности изменяют свой объем и размеры.

Усадка (усушка) это уменьшение объема и размеров материала при его высыхании. Она выражается уменьшением толщины слоев воды, окружающих частицы материала, и действием внутренних капиллярных сил.

Третья группа, характеризующая способность материала проявлять свои свойства при взаимодействии с тепловой средой.

5.1.10 Теплопроводность – способность материала передавать тепло через толщу от более нагретой поверхности к менее нагретой.

5.1.11 Теплоемкость – свойство материала поглощать тепло.

5.1.12 Термическая стойкость – это способность материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры. Термическая стойкость тем выше, чем меньше коэффициент теплового расширения и чем однороднее материал.

5.1.13 Огнестойкость – это способность материала противостоять кратковременному действию высоких температур в условиях пожара (до 1000оС) при сохранении конструкцией несущей способности и устойчивости (бетон, железобетон, керамика, жароупорные стали).

5.1.14 Огнеупорность – способность материала противостоять, не расплавляясь действию высоких температур (свыше 1580оС) длительное время.

5.2. Химические свойства материалов характеризуют их способность сопротивляться действию химически агрессивной среды.

5.2.3 Растворимость – способность материала растворяться в воде или растворах солей, кислот и щелочей. Растворимость характеризуется скоростью потери в массе образца к площади растворения:

5.2.4 Токсичность – это способность материала при химическом взаимодействии выделять токсичные вещества опасные для здоровья человека и животных.