Промышленность строительных материалов

Содержание

1. Вводная часть……………………………………………………………………3
2. Номенклатура продукции……………………………………………………….5
3. Технологическая часть…………………………………………………………12
1. Сырье и топливо…………………………………………………………...12
2. Состав сырьевой массы……………………………………………….…..15
3. Выбор способа и технологической схемы производства……………….17
4.   Описание схемы технологического процесса производства…………...20
5.   Физико-химические основы производства………………………………25
6.   Материальный баланс цеха……………………………………………….28
7.   Режим работы……………………………………………………………...31
8.   Производственная программа…………………………………………….33
9.   Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования………………………………………………………………..34

     3.10. Контроль производства…………………………………………………...38

4. Охрана труда……………………………………………………………………..40

5. Библиографический  список……………………………………………………..45 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Вводная  часть

     Перед промышленностью строительных материалов стоят задачи значительного увеличения объема производства высокоэффективных строительных изделий, в том числе сборных легкобетонных, крупноблочных, панельных и объемных конструкций, применение которых в строительстве дает большой экономический эффект. В решении таких задач основную роль играют заводы по производству искусственных пористых заполнителей.

      В настоящее время промышленностью освоено производство ряда искусственных пористых заполнителей. К ним относится: керамзитовый гравий, щебень и песок; аглопоритовые гравий, щебень и песок; щебень и песок из пористого металлургического шлака (шлаковая пемза); песок и щебень перлитовые вспученные; шунгизитовый гравий; глинозольный керамзит; гравий и щебень из кремнистых пород.

     На основе этих заполнителей  получены легкие бетоны: теплоизоляционные  (перлитобетон и керамзитобетон из легких разновидностей керамзита); конструкционно-теплоизоляционные (перлитобетон, керамзитобетон, легкие бетоны на основе шунгизита, глинозольного керамзита, вспученных кремнистых пород). Из бетонов на перечисленных заполнителях можно изготовить практически всю номенклатуру строительных конструкций, выпускаемых нашей промышленностью.

     В настоящее время в нашей стране действует большое количество предприятий по производству искусственных пористых заполнителей. Основную массу искусственных пористых заполнителей используют в производстве изделий для ограждающих конструкций. В то же время достаточно эффективно их применение в несущих конструкциях (взамен природного щебня и гравия) и для изготовления высокопрочных бетонов.

    Применение легких бетонов на основе искусственно пористых заполнителей для ограждающих и несущих конструкций, например жилых зданий, приводит к значительному снижению трудозатрат, расхода бетона, цемента, арматурной стали, сметной стоимости строительства, удельных капитальных вложений, транспортных расходов, уменьшению массы зданий.

     Представляется целесообразным  развивать в металлургических  районах производство щебня и  песка из шлаковой пемзы; в  районах месторождений высоко  вспучивающихся глинистых, а также  шунгизитосодержащих пород –  легких марок керамзитового гравия, щебня и песка или шунгизитового  гравия и песка; вблизи теплоэлектростанций,  углеобогатительных фабрик, а также в районах месторождений камнеподобных глинистых пород (глинистых сланцев) – керамзитового щебня и песка; при наличии месторождений кремнистых пород – термолитовых гравия и щебня. В местах месторождений вулканических водосодержащих горных пород, а также гидратированных слюд с учетом целесообразного радиуса их перевозки рекомендуется производить вспученный перлит и вермикулит.

     Кроме того, в отдельных случаях может быть организовано производство, например, безобжигового зольного гравия, гравия на основе глиноперлитовых смесей и т. д. При наличии в районе нескольких видов сырья или отходов промышленности решению вопроса организации производства заполнителей должен предшествовать технико-экономический анализ.

    Заполнители – природные или  искусственные материалы определенного  зернового состава, которые в  рационально составленной смеси  с вяжущим веществом и водой  образуют бетон. Стоимость заполнителей  достигает 30…50% стоимости бетонных  и железобетонных конструкций,  а иногда и более. [1,2]

   Заполнители занимают в бетоне  до 80% объема и следовательно, позволяют резко сократить расход цемента или других вяжущих, являющихся наиболее дорогой и дефицитной составной частью бетона.

    Цементный камень при твердении  претерпевает объемные деформации. Усадка его достигает 2мм/м.

     Из-за неравномерности усадочных  деформаций возникают внутренние напряжения и трещины.

 Мелкие  трещины могут быть невидимы  невооруженным глазом, но они  резко снижают прочность и  долговечность цементного камня.  Заполнитель создает в бетоне жесткий скелет, воспринимает усадочные напряжения и уменьшают усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня. [1]

    Жесткий скелет из высокопрочного  заполнителя увеличивает прочность  и модуль упругости бетона (т.е.  уменьшает деформации конструкций  под нагрузкой), уменьшает ползучесть (т.е. пластические необратимые  деформации бетона при длительном  действии нагрузки).

    Легкие пористые заполнители  уменьшают плотность бетона и  его теплопроводность, делают возможным  применение такого бетона в  ограждающих конструкциях для  теплоизоляции.

    Специальные особо тяжелые и  гидратные заполнители делают  бетон надежной защитой от  проникающей радиации (на атомных  электростанциях и т.п.)

    Итак, заполнители являются очень  важной составной частью бетонов,  влияют на их свойства и  технико-экономическую эффективность.

     В настоящее время промышленностью  освоено производство ряда искусственных  пористых заполнителей. К ним  относятся: керамзитовые гравий, щебень и песок; аглопоритовые щебень и песок из пористого металлургического шлака (шлаковая пемза); песок и щебень перлитовые вспученные; шунгизитовый гравий; глинозольный керамзит; гравий или щебень из кремнистых пород.

     Основную массу искусственных  пористых заполнителей в настоящее  время используют в производстве  изделий для ограждающих конструкций.  В то же время достаточно  эффективно их применение в  несущих конструкциях (взамен природного  щебня и гравия) и для изготовления  высокопрочных бетонов.[2]

2.Номенклатура  продукции

    Все заполнители подразделяют  на природные, искусственные и заполнители из отходов промышленности.

    Природные пористые заполнители получают путем частичного дробления и рассева или только рассева горных пород (трепелов, диатомитов и др.)[1]

    Трепелы – вулканическая порода, образовавшиеся в результате вспучивания и застывания магмы при вулканических извержениях. Резкий спад давления при выходе магмы привел к выделению растворенных в магме газов в виде пузырьков. Одновременное охлаждение расплава привело к увеличению вязкости магмы, и она

застыла в виде пористой породы губчатого  или волокнистого строения.

    Трепелы    применяются     для      производства      заполнителей     для      легких

конструкционных, конструкционно-теплоизоляционных  и теплоизоляционных бетонов. [1,2].

     Вулканические туфы – это   мелкопористые породы, образовавшиеся из вулканического    пепла    с различной степенью уплотнения и спекания. Туфы используются для производства стеновых камней и крупных блоков, а после дробления и сортировки дают щебень с насыпной плотностью 600 ... 800 кг/м³ и песок — 700... 1000 кг/м³, пригодные для легких бетонов.

    Опоки – вулканические породы. Они отличаются от обычных мелкопористых известняков ноздреватой крупнопористой структурой. Плотность таких пород составляет 1000 – 1600 кг/м³ при пределе прочности 0,5 – 10 МПа. [1,2].

     Известняки-ракушечники – представляют собой осадочные породы в виде скопления мелких раковин, сцементированных известняковыми отложениями. Они отличаются от обычных мелкопористых известняков ноздреватой крупнопористой структурой. Плотность    известняков-ракушечников    составляет в основном   1000 ... 1600 кг/м³ при пределе прочности 0,5 ... 10 МПа. [1,2].

     Заполнители из отходов промышленности. Значительным резервом в обеспечении строительства заполнителями для бетонов являются отходы различных отраслей промышленности, которые в настоящее время еще используются далеко не полностью.

      В ходе разработки месторождений полезных ископаемых часто приходится попутно разрабатывать различные каменные породы, чтобы открыть доступ к полезному ископаемому. Особенно велики объемы вскрышных работ при открытой разработке месторождений. Часто объем полезного ископаемого составляет 10 ... 15%, а объем вскрышной породы — до 90%, причем нередко попутно добываемые породы, являющиеся по существу также полезными ископаемыми, вывозятся в отвал.

       Среди пород, попутно добываемых при разработке месторождений различных полезных ископаемых, многие можно применять не в качестве заполнителей непосредственно, а в качестве сырья для их производства. Так, на нескольких заводах в качестве сырья для производства керамзита используется глина вскрышных пород. В Белгородском технологическом институте строительных материалов доказана эффективность использования для получения керамзита попутно добываемых метаморфических глинистых сланцев Курской магнитной аномалии. Подобных примеров немало. [6]

          Металлургические доменные шлаки. Металлургическая промышленность ежегодно дает около 50 млн. т шлаков, а в отвалах их скопилось около 500 млн. т. Это главным образом доменные шлаки, а также мартеновские, ваграночные и др. Так, при выплавке чугуна на каждую тонну основной продукции получают 0,5 ... 1 т шлака. Если оценить выход не по массе, а по объему, то шлака получается в 2...3 раза больше, чем чугуна. Поэтому называть шлаки отходами можно лишь условно. В сущности это не отходы, а тоже ценный, попутно добытый продукт.

        Химический состав металлургических шлаков разнообразен. Доменные шлаки состоят в основном из следующих оксидов: 30 ... 50% СаО, 30 ... 40% Si02, 10 ... 30% А1203, а также содержат примеси железа, магния, марганца, серы.

       Топливные шлаки. После сжигания каменного угля, антрацита, бурого угля и других видов топлива остаются шлаки. Они представляют собой спекшиеся минеральные включения, всегда содержащиеся в ископаемых углях в виде примесей и сопутствующих пород.

          Различают шлаки от сжигания кускового топлива и шлаки, получаемые при сжигании измельченного, пылевидного топлива.

       Шлаки от сжигания кускового топлива. При слоевом сжигании кускового топлива на колосниковых решетках топок образуется шлак в виде кусков неправильной формы, ноздреватого строения, черного, темно-бурого и серого цвета, различной крупности, преимущественно до 50 мм. Выход шлаков составляет около 10% массы сжигаемого топлива, а иногда и более. В ряде мест топливные шлаки скапливаются в достаточных для использования объемах. [6]

      Шлаки от сжигания пылевидного топлива. Уголь в топках тепловых электростанций сжигается в пылевидном состоянии. При этом наряду с золой образуется кусковой шлак (5 ... 20% общего выхода отходов). Годовой выход шлаков тепловых электростанций Минэнерго СССР составляет около 6 млн. т.

       Шлаки от сжигания пылевидного угля резко отличаются от шлаков кускового сжигания. Они представляют собой продукт спекания и оплавления наиболее легкоплавкой части золы. В большинстве случаев имеют малопористую стекловидную структуру с плотностью зерен более 1,6 г/см3. При сжигании бурых и смешанных каменных углей образуются пористые шлаки ячеистой структуры с плотностью зерен 0,5... 1,5 г/см3.

       Золы и золошлаковые смеси. Ежегодно тепловые электростанции, работающие на угле, сланце или торфе, дают около 70 млн. т золы. Используется она пока мало. На содержание отвалов тратится не менее 150 млн. руб. в год. Кроме того, под отвалы приходится отводить значительные площади ценных земельных угодий — 300 ... 1500 га возле каждой крупной теплоэлектростанции.