Технологическая схема производства и описание технологического процесса, включая график тепловой обработки

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По предмету “Вяжущие вещества”

 

На тему: Разработать основные проектные технологические

решения цеха обжига цементного завода.

 

Выполнил: студент 3-го курса

гр. 112213 Карась К.В.

Руководитель:

Доцент Дзабиева Л.Б.

 

Минск-2005

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение______________________________________________ 4

 

2. Характеристика продукции (ГОСТ, ТУ)____________________ 6

 

3. Технологическая часть__________________________________ 10

 

4. Мероприятия по охране труда и окружающей среды_________ 33

 

5. Список использованной литературы_______________________ 35

ВВЕДЕНИЕ

В связи с большим промышленным, военным и гражданским строительством в начале 19в. ве­лись работы над решением проблемы получения гидравлического вяжущего вещества из искусст­венной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Созданное новое вяжущее вещество бы­ло названо портландцементом, так как оно в затвердевшем виде по цвету и прочности сильно похо­дило на портландский камень, добываемый вблизи города Портланд.

В 1825 г. в Москве была опубликована книга Егора Челиева под названием «Полное настав­ление, как изготавливать дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то: каналов, мостов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревян­ных строений». Егор Челиев описывает способ производства вяжущего из смеси извести или из­вестковой штукатурки с глиной. Он считает необходимым обжиг смесей при белом калении до час­тичного расплавления компонентов в стекло, а также последующее измельчение полученного про­дукта и рекомендует при затворении вяжущего водой вводить небольшое количество гипса.

Изобретателем современного портландцемента часто считают англичанина Джозефа Аспдина. В 1824 г. он получил патент на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной обжигом ее до полного удаления углекислоты. Егор Челиев, понимавший значение обжига смеси исходных компонентов «добела», описал уже применявшийся метод изготовления гидравлического вяжущего, который был более совершенным, чем способ Джозефа Аспдина. Поэтому основопо­ложником производства портландцемента в нашей стране считают Е.Челиева. В России первый за­вод по производству портландцемента был построен в Петербурге в 1839г. Затем были основаны заводы в Риге (1866г.), Шурове (1870г.), Подольске (1879г.) Мощность первых заводов была не велика и составляла десятки тонн цемента в год. Современная строительная техника базируется преимущественно на применении цементного бетона и растворов. Большое разнообразие строи­тельных конструкций, особенности их сооружения и существенные различия условий службы при различных видах агрессивных воздействий вызвали необходимость создания цементов со специ­альными техническими свойствами. Они могли бы использоваться при строительстве гидро­электростанций, в транспортных сооружениях, при промышленном производстве сборных, обыч­ных и предварительно напряженных железобетонных конструкций, в строительстве морских и океанических сооружений, для автомобильных дорог и аэродромов, при бурении нефтяных и газовых скважин, для производства асбестоцементных изделий, огнеупорных бетонов и т.д. В 1962 г. по выпуску це­мента СССР вышел на первое место в мире, опередив США.

Технический прогресс в строительной индустрии, расширение фундаментальных знаний в области химии цемента, возросшая актуальность проблемы экономии топливно-энергетических ре­сурсов - все это вызвало необходимость усиления научных работ по специальным цементам, раз­личающимся по химическому составу.

В настоящее время выпускаются разнообразные цементы: портландцемент, шлако-копортландцемент, пуццолановый портландцемент и др. Выпускается большое количество порт­ландцемента марок 500-600 и выше, а также специальные цементы - сульфатостойкий, гидрофоб­ный, пластифицированный, дорожный и др. Организовано производство шлакопортландцемента марок 500 и выше.

Разработка технологии производства и применения специальных портландцементов, обла­дающих стойкостью при действии морской и других видов минерализированных вод, была вызвана тем, что обычные портландцементы разрушались в этих условиях. Долголетние исследования по­зволили установить физико-химические процессы, вызывающие коррозию портландцемента. Эти работы послужили основанием выбора специального цемента, который получил название сульфатостойкого.

Сульфатостойким называют портландцемент, изготовляемый из клинкера, химический и ми­нералогический состав которого нормирован по содержанию трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката. Он отличается пониженной экзотермией и высокой стойкостью при службе в сульфатных водах.

Для изготовления клинкера сульфатостойкого цемента используют однородные по химиче­скому составу сырьевые материалы, гарантирующие получение клинкера надлежащего химическо­го и минералогического состава.

Сульфатостойкий портландцемент значительно превосходит по сульфатостойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым портландцементам, изготавливаемым на основе клинкера того же нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий цемент целесообразнее применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦИИ

Сульфатостойкий портландцемент – продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера, минералогический состав которого нормирован по содержанию трехкальциевого алюмината и трехкальцевого силиката. Он отличается пониженной экзотермией и высокой стойкостью при службе в сульфатостойких водах.

Сульфатостойкий портландцемент значительно превосходит по сульфатостойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым портландцементам, изготавливаемым на основе клинкера того же нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий цемент целесообразнее применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

Сульфатостойкий портландцемент предназначен для изготовления бетонных и железобетон­ных конструкций, наружных зон гидротехнических и др. сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии, при систематическом и многократном попеременном замораживании и оттаи­вании, либо увлажнении и высыхании. В отдельных случаях можно применять этот цемент вместо портландцемента с умеренной экзотермией в наружных зонах массивных гидротехнических соору­жений.

По вещественному составу сульфатостойкие цементы подразделяют на виды:

- сульфатостойкий портландцемент;

- сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

- сульфатостойкий шлакопортландцемент;

- пуццолановый портландцемент;

 

Для изготовления клинкера сульфатостойкого цемента используют однородные по химическому составу сырьевые материалы, гарантирующие получение клинкера надлежащего химического и минералогического состава.

Клинкер, применяемый при производстве цементов, по расчетному минералогическому составу должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

 

 

Таблица 1.

Наименование показателя	Значение для клинкера, % по массе, по видам цемента
Сульфатостой- кий портланд- цемент	Сульфатостой- кий портланд- цемент с минеральными добавками	Сульфатостой- кий шлакопортланд- цемент	Пуццолано- вый портланд- цемент
Содержание трехкальцевого силиката		Не нормируется
Содержание трехкальцевого алюмината
Сумма трехкальцевого алюмината и четырехкальцевого алюмоферрита		Не нормируется
Содержание оксида алюминия
Содержание оксида магния

 

Сроки схватывания сульфатостойких цементов в основном определяются качеством портландцементного клинкера и величиной добавки гипса. Стандартом предусмотрены одинаковые сроки схватывания, как для сульфатостойкого, так и для обычного портландцемента.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 минут, а конец – не позднее 10 часов от начала затворения водой. Сроки схватывания

сульфатостойкого портландцемента с увеличением тонкости его помола сокращаются.

Тонкость помола цемента определяется по остатку на сите с сеткой № 008 по ГОСТ 6613. Остаток на сите не должен быть более 15% от массы просеиваемой пробы.

Нормальная густота цементного геля сульфатостойкого портландцемента значительно выше, чем у портландцемента и составляет 24…28%.

Удельная поверхность сульфатостойких портландцементов составляет 2500-3000

Предел прочности цементов при сжатии должен быть не меньше величин, указанных в таблице 2.

 

 

Таблица 2.

Вид цемента	Марка цемента	Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут. (МПа)
Сульфатостойкий портландцемент		39,2
Сульфатостойкий портландцемент минеральными добавками		39,2 49,0
Сульфатостойкий шлакопортландцемент		29,4 39,2
Пуццолановый портландцемент		29,4 39,2

 

При повышенных температурах сульфатостойкие портландцементы схватываются и твердеют более интенсивно, чем портландцементы. Поэтому изделия и конструкции из бетона на этом цементе целесообразно подвергать термообработке с помощью пара или электричества при 80-100°С или запаривать в автоклавах при 175-200°С.

Пропаривание несколько улучшает, а запаривание в автоклаве значительно повышает сульфатостойкость. Данные многочисленных исследований сульфатостойких портландцементов свиде­тельствуют о благоприятном влиянии тепловлажносной обработки на сульфатостойкость, так как автоклавной обработке гидроксид кальция цемента реагирует с кремнеземом, содержащимся в за­полнителях; при карбонатном заполнителе тепловлажносная обработка не повышает сульфатостойкости. Автоклавная обработка способствует также кристаллизации более стойких гидросиликатов кальция повышенной активности, а также образованию в результате гидратации клинкерного стек­ла гидрогранатов, отличающихся повышенной сульфатостойкостью. При этом следует учитывать, что тепловлажносная обработка обычно не способствует повышению морозостойкости цементного камня.

Сульфатостойкие портландцементы обладают по сравнению с обычными повышенной суль­фатостойкостью и пониженной экзотермией при замедленной интенсивности твердения в началь­ные сроки.

При разработке сульфатостойких портландцементов было выявлено влияние на стойкость це­ментных растворов, С₃А основности клинкера, C₄AF. Испытания проводились в 5%-ом растворе сульфата натрия. Образцы на цементах с содержанием С₃А, равным 14-15%, полностью разруши­лись в первые два месяца нахождения в растворе сульфата натрия. Образцы на цементе с содержа­нием СзА, равным 8-9%, разрушились через 8-9 месяцев нахождения в агрессивной среде. Хорошую сохранность через два года пребывания в среде сульфата натрия показали образцы на цементах с содержанием СзА, равным 3-5%.

Сульфатостойкий портландцемент характеризуется более низким выделением тепла при гид­ратации, и применяются, главным образом в массивных элементах гидротехнических сооружений, где требуется пониженная экзотермия.

Объем производства этих видов цемента ограничен в связи с тем, что большинстве цементных заводах нет глинистого компонента с низким содержанием глинозема, при котором в процессе обжигаможно получить клинкер, содержащий менее 5% (ЗСаО∙Al₂O₃). Сложность задачи получения сульфатостойкого портландцемента состоит еще в том, что ограничивается и содержание (4СаО∙Аl₂Оз∙Fе₂0з), так что количество оксида железа в клинкере должно быть также умерен­ным.

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ

Для изготовления сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками применяют:

- портландцементный клинкер нормированного состава;

- гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применять другие материалы, содержащие сульфат кальция, по соответствующей нормативной документации;

Основными видами сырья, применяемого для производства портландцементного клинкера, являются известковые и глинистые породы. Используются и другие виды природного сырья, а также исскуственные материалы, являющиеся отходами других отраслей промышленности.

Углекислый кальций СаСО₃ образует следующие виды известняковых горных пород, характеризующихся различной степенью цементации кристаллов: плотный известняк, известняк-ракушечник, землисто-рыхлый известняк или мел, известковый туф, алитовый известняк.

Известняк – основной вид карбонатного сырья при производстве портландцемента. К известнякам обычно относят породы осадочного происхождения.

Для производства портландцементного клинкера наиболее пригодные мергелистые известняки (известняки с примесью глинистых частиц) с невысоким пределом прочности при сжатии, не содержащие кремниевые включения.

Карбонатный компонент должен быть сложен тонкодисперсным кальцитом; включения трудно измалываемого крупнокристаллического кальцита недопустимы из-за слабой его реакционной способности при обжиге портландцементного клинкера.

Объемная масса плотных известняков достигает 2400-2700 . Влажность этого материала колеблется в пределах 3 - 10 %. Известняк содержит до 90% и более углекислого кальция и небольшие количества кварцевого песка, глинистых минералов и др. По химическому составу этот материал характеризуется преимущественным содержанием окиси кальция (до 50 % и более), (до 40 % и более). Известняк содержит также небольшие количества кремнезема, глинозема и др. Содержание окиси кальция более 3-3,5% и серного ангидрита более 1,5-1,7 % недопустимо. Прочность на сжатие 250 – 300 МПа.

Глинистые породы - второй основной компонент портландцементных

сырьевых смесей. Основой глин являются водные алюмосиликатные минералы.

Характерный признак кристаллических решеток всех глинистых материалов – слоистое строение. Это обуславливает способность глин расщепляться на тонкие частицы, самопроизвольно деспиргироваться в воде, набухать.

Для цементного производства используют следующие виды глинистых пород: глину, суглинок, глинистые сланцы, лесс и лессовидные суглинки.

Глины – тонкодисперсные осадочные горные породы, образующие с водой пластичное тесто и сохраняющие после высыхания приданную им форму, состоящие из различных минералов: каолинита, гидрослюд и других гидроалюмосиликатов,

Глинистое сырье имеет разнообразный минералогический и гранулометрический состав даже в пределах одного месторождения. Химический состав глин характеризуется наличием трех оксидов - 60…80%, - 5…20%, - 3…15%. В небольших количествах в глинах могут содержаться и в виде углекислых солей. Присутствуют и растворимые соли содержащие . Эти примеси, а также нежелательны. Их содержание в глинах по возможности должно быть минимальным.

К химическому составу глинистых пород, используемых при производстве цемента, предъявляются следующие требования. Количество неограниченно. Допустимое содержание зависит от содержания его в известковом компоненте и ограничивается условием получения клинкера с содержанием не более 5%. Содержание в сумме не должно превышать 3-4%, а не более 1%.

Глинистые породы обеспечивают в сырьевой смеси необходимое количество и соотношение кислотных оксидов , ,

Глина должна иметь равномерную структуру, не содержать включений крупных зерен кварца других крупнообломочных пород, вызывающих затруднения при помоле и трудно осваиваемые при обжиге.

При обжиге труднее всего вступают во взаимодействие крупнокристаллический кварцевый песок, крупные частицы полевого шпата и слюд. В связи с этим количество крупных фракций более 0,2мм не должно превышать 10%.

Влажность глин колеблется в пределах 15 - 25 %. Объемная масса комовой глины 1800 - 2000 . Плотность глин составляет 1,7-2,1 . Глина содержит не менее 50% частиц размером 0,01мм, в том числе не менее 25-30% частиц размером 0,001мм.

Гипс при получении портландцемента вводится в клинкер в виде гипсового камня. Гипсовый камень - горная порода осадочного происхождения.

Гипс в цемент вводят при помоле клинкера в количестве 3-5% для регулирования сроков схватывания цемента. Требования к качеству гипсового камня регулируются ГОСТ 4013-82. По содержание в предварительно высушенном веществе гипс подразделяется на сорта.

 

Табл.1

Сорт	Содержание в гипсовом камне %, не менее	Содержание в гипсоангидритовом камне, % не менее
Гипса	Кристаллизационной воды	Гипса и ангидрита в пересчете на	Серного ангидрита
		19,88 18,83 16,74 14,64	-	44,18 41,85 37,20 -

 

Содержание гипса в гипсовом камне определяется по кристаллизационной воде, а в гипсоангидритовом камне по SO₃.

Гипсовый и гипсоангидритовый камни применяют в зависимости от размера фракций:

60-300 мм гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих;

0-60 мм гипсоангидрит и гипсовый камень для производства цемента;

Для фракции 60-300 мм содержание камня размером менее 60 мм не должно превышать 5%, а более 300 мм не более 15%, при этом максимальный размер камня не должен превышать 350 мм. Фракции размером 0-60 мм не должна содержать камня размером 0-5 мм более 30%

Для технологии производства важно, чтобы при мокром способе производства необходимая текучесть шлама достигалась при возможно меньшем содержании воды, и было в пределах 36 – 42 %.

Большое значение приобретает постоянство химического состава сырьевых материалов. Необходимо, чтобы сырьевая шихта, состоящая обычно из карбонатного и глинистого компонентов и корректирующей добавки, удовлетворяла принятым на данном заводе требованиям по значения коэффициента насыщения кремнезема известью, силикатного и кремнеземного модулей. Строго ограничивается содержание в шихте оксидов

магния, фосфорного ангидрита, щелочей, серного ангидрита, диоксида титана, оксидов марганца и хрома. Содержание каждого из этих оксидов в установленном количестве оказывает положительное действие на процесс обжига клинкера.

 

 

ГРАФИК ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ.

На рисунке показано распределение температуры материала и газового потока по длине барабана вращающейся печи, работающей по мокрому способу производства.

Ломаный характер кривой температуры материала показывает, что при нагревании сырьевой смеси в ней происходят различные физико-химические процессы, в одних случаях тормозящих нагревание (пологие участки), а в других – способствующие резкому нагреванию (крутые участки).

 

 

 

I-зона испарения;

II-зона подогрева и дегидратации;

III-зона декарбонизации;

IV-зона экзотермических реакций;

V-зона спекания;

VI-зона охлаждения;

РЕЖИМ РАБОТЫ ЦЕХА

Режим работы цеха является основой для расчета производительности, потоков сырья, обо­рудования. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабо­чих часов в смене.

Режим работы основных цехов и отделений в течение года:

карьер и дробильное отделение - 307 дней по 16 часа в сутки (4912);

отделение помола сырья - 307 дней по 24 часа в сутки (7368);

отделение помола цемента - 307 дней по 24 часа в сутки (7368);

цех обжига клинкера - 337 дней по 24 часа в сутки (8088);

силосно-упаковочное отделение - 365 дней по 24 часа в сутки (8760);

Мела-

1.54∙(82.6/100)=1,27 т/т, клинкера

 

1.27∙100=127 т/ч

127∙24=3048 т/сут

127∙8088=1027176 т/год

Глины-

1,54∙(17,4/100)=0,27 т/т, клинкера

 

0,27∙100=27 т/ч

27∙24=648 т/сут

27∙8088=218376 т/год

С учетом естественной влажности расход сырьевых материалов соответственно составит:

Мела-

1,27∙100∙(100-12)=1,443 т/т

 

1,443∙100=144,3 т/ч

144,3∙24=3463,2 т/сут

144,3∙8088=1167098,4 т/год

 

 

Глины-

0,28∙100∙(100-11)=0,315 т/т, клинкера

 

0,315∙300=94,5 т/ч

94,5∙24=2268 т/сут

94,5∙8088=764316 т/год

Расчет расхода шлама.

Часовой расход шлама рассчитывается по формуле:

 

А_с∙ 100

А_ш=

(100- ω_ш) ∙ γ_ш

 

Где А_{ш –} расход шлама, м³/ч

А_с – расход сухого сырья, т/ч

ω_ш – влажность шлама, %

γ_ш – удельный вес шлама, т/м³

 

Тогда на печь необходимо подать шлама:

154 ∙ 100

А_ш = =146,7 м³/ч

(100-36) ∙1,64

 

146,7∙24=3520,8м³/сут

146,7∙8088=1186509,6 м³/год

Мела-

В час………….169,05∙(82,6/100)=139,63 т.

В сутки……….4057,17∙(82,6/100)=3351,22 т.

В год………….1245552∙(82,6/100)=1028825,9 т.

Глины-

В час………….169,05∙(17,4/100)=19,41 т.

В сутки……….40,17∙(17,4/100)=705,9 т.

В год………….1245552∙(17,4/100)=216726,05 т.

 

Для образования шлама одновременно с исходными материалами в сырьевые мельницы подается вода. Потребность в воде определяется по формуле:

W_в=А_ш∙ γ_ш – (А_с+ ω_м+ ω_г)

Где W_в – количество воды необходимое для приготовления шлама, м³/ч

А_ш - потребность в готовом шламе, м³/ч

А_с- потребность в сухом сырье, т/ч

γ_ш- удельный вес шлама, т/м³

ω_г, ω_м- количество воды, поступающее соответственно с натуральным мелом и глиной.

 

На основании проведенных ранее расчетов:

А_ш= 146,7м³/ч

А_с­= 154 т/ч

γ_ш= 1,64 т/м³

ω_м= 144,3– 127=17,3 т/ч

ω_г= 30-27=3 т/ч

Подставляя эти данные в формулу, определяем количество воды на приготовление шлама:

W_в=146,7∙1,64-(154+17,3+3)=240,59-174,3=66,29 т/ч

 

66,29∙24=1590,96 т/сут

1590,96∙307=488424, т/г

Мела-

1167098,4∙(100+1,5)/100=1184604,5 т/г

1184604,5/307=3858,6 т/сут

3858,6 /16=241,2 т/ч

Глины-

242640∙(100+1,5)/100=246279,6 т/г

246279,6 /307=802,2 т/сут

802,2/16=50,18 т/ч

 

Таким образом, производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение – следующее количество материалов:

 

Мела Глины

В год………………1184604,5 246279,6

В сутки……………3858,6 802,2

В час………………241,2 50,18

 

Отделения помола цемента.

Из данных материального баланса цеха обжига следует, что в склад поступает клинкера:

В год………………100 т.

В сутки……………2400 т.

В час………………808800 т.

При хранении сыпучих материалов в складских помещениях неизбежны потери:

Клинкера……..0,5%

Гипса…………1%

Таким образом, в отделение помола цемента за год поступает клинкера

808800∙(100-0,5)/100=804756 т.

При работе отделения помола цемента 307 суток в году по три смены в сутки (7368 ч. В год) необходимо клинкера:

В сутки………804756/307=2621,35 т.

В час…………804756/7368=109,22 т.

Введение гипса (5%) при помоле цемента, определяет потребность отделения помола клинкера в данном материале:

Гипса…………804756∙5/(100-5)=42355,58 т/г.

42355,58 /307=137,96 т/сут.

42355,58 /7368=5,75 т/ч.

Из приведенных выше расчетов следует, что производительность отделения помола составляет:

804756+42355,58 = 847111,58 т/г.

2621,35+137,96 =2759,31 т/сут.

109,22 +5,75 =114,97 т/ч.

Аспирация цементных мельниц осуществляется с помощью электрофильтров. При этом потери цемента могут быть приняты порядка 0,5%.

Тогда действительная производительность помольного отделения составит:

847111,58∙(100-0,5)/100=842876,02 т/г.

2759,31 ∙(100-0,5)/100=2745,51 т/сут.

114,97∙(100-0,5)/100=114,39 т/ч.

Так как гипс поступает на помол без предварительной сушки, то должен быть учтен только 1% его потерь:

42355,58∙(100-1)/100=42783,4 т/г.

Поступающий из вращающихся печей на склад клинкер поливают водой, при этом расход воды на поливку принимается равным 1% его потерь:

В год………………100∙1/100=1 т.

В сутки……………2400∙1/100=24 т.

В час………………808800∙1/100=8088 т.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волженский А.В. “Минеральные вяжущие вещества” – М.: Стройиздат, 1986г.

2. Алексеев Б.В. “Производство цемента” – М.: Стройиздат, 1985г.

3. Рояк С.М., Рояк Г.С. “Специальные цементы” – М.: Стройиздат, 1983г.

4. Симонович Р.Г., Марцинкевич В.М. “Методические указания по курсовому проектированию курса “Вяжущие вещества”” – М.: 1984г.

5. Дзабиева Л.Б. “Технологические расчеты сырьевых смесей в производстве вяжущих веществ” – М.: 1998г.

6. ГОСТ 22266-94 “Сульфатостойкий портландцемент”

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По предмету “Вяжущие вещества”

 

На тему: Разработать основные проектные технологические

решения цеха обжига цементного завода.

 

Выполнил: студент 3-го курса

гр. 112213 Карась К.В.

Руководитель:

Доцент Дзабиева Л.Б.

 

Минск-2005

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Введение______________________________________________ 4

 

2. Характеристика продукции (ГОСТ, ТУ)____________________ 6

 

3. Технологическая часть__________________________________ 10

 

4. Мероприятия по охране труда и окружающей среды_________ 33

 

5. Список использованной литературы_______________________ 35

ВВЕДЕНИЕ

В связи с большим промышленным, военным и гражданским строительством в начале 19в. ве­лись работы над решением проблемы получения гидравлического вяжущего вещества из искусст­венной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Созданное новое вяжущее вещество бы­ло названо портландцементом, так как оно в затвердевшем виде по цвету и прочности сильно похо­дило на портландский камень, добываемый вблизи города Портланд.

В 1825 г. в Москве была опубликована книга Егора Челиева под названием «Полное настав­ление, как изготавливать дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то: каналов, мостов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревян­ных строений». Егор Челиев описывает способ производства вяжущего из смеси извести или из­вестковой штукатурки с глиной. Он считает необходимым обжиг смесей при белом калении до час­тичного расплавления компонентов в стекло, а также последующее измельчение полученного про­дукта и рекомендует при затворении вяжущего водой вводить небольшое количество гипса.

Изобретателем современного портландцемента часто считают англичанина Джозефа Аспдина. В 1824 г. он получил патент на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной обжигом ее до полного удаления углекислоты. Егор Челиев, понимавший значение обжига смеси исходных компонентов «добела», описал уже применявшийся метод изготовления гидравлического вяжущего, который был более совершенным, чем способ Джозефа Аспдина. Поэтому основопо­ложником производства портландцемента в нашей стране считают Е.Челиева. В России первый за­вод по производству портландцемента был построен в Петербурге в 1839г. Затем были основаны заводы в Риге (1866г.), Шурове (1870г.), Подольске (1879г.) Мощность первых заводов была не велика и составляла десятки тонн цемента в год. Современная строительная техника базируется преимущественно на применении цементного бетона и растворов. Большое разнообразие строи­тельных конструкций, особенности их сооружения и существенные различия условий службы при различных видах агрессивных воздействий вызвали необходимость создания цементов со специ­альными техническими свойствами. Они могли бы использоваться при строительстве гидро­электростанций, в транспортных сооружениях, при промышленном производстве сборных, обыч­ных и предварительно напряженных железобетонных конструкций, в строительстве морских и океанических сооружений, для автомобильных дорог и аэродромов, при бурении нефтяных и газовых скважин, для производства асбестоцементных изделий, огнеупорных бетонов и т.д. В 1962 г. по выпуску це­мента СССР вышел на первое место в мире, опередив США.

Технический прогресс в строительной индустрии, расширение фундаментальных знаний в области химии цемента, возросшая актуальность проблемы экономии топливно-энергетических ре­сурсов - все это вызвало необходимость усиления научных работ по специальным цементам, раз­личающимся по химическому составу.

В настоящее время выпускаются разнообразные цементы: портландцемент, шлако-копортландцемент, пуццолановый портландцемент и др. Выпускается большое количество порт­ландцемента марок 500-600 и выше, а также специальные цементы - сульфатостойкий, гидрофоб­ный, пластифицированный, дорожный и др. Организовано производство шлакопортландцемента марок 500 и выше.

Разработка технологии производства и применения специальных портландцементов, обла­дающих стойкостью при действии морской и других видов минерализированных вод, была вызвана тем, что обычные портландцементы разрушались в этих условиях. Долголетние исследования по­зволили установить физико-химические процессы, вызывающие коррозию портландцемента. Эти работы послужили основанием выбора специального цемента, который получил название сульфатостойкого.

Сульфатостойким называют портландцемент, изготовляемый из клинкера, химический и ми­нералогический состав которого нормирован по содержанию трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката. Он отличается пониженной экзотермией и высокой стойкостью при службе в сульфатных водах.

Для изготовления клинкера сульфатостойкого цемента используют однородные по химиче­скому составу сырьевые материалы, гарантирующие получение клинкера надлежащего химическо­го и минералогического состава.

Сульфатостойкий портландцемент значительно превосходит по сульфатостойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым портландцементам, изготавливаемым на основе клинкера того же нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий цемент целесообразнее применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦИИ

Сульфатостойкий портландцемент – продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера, минералогический состав которого нормирован по содержанию трехкальциевого алюмината и трехкальцевого силиката. Он отличается пониженной экзотермией и высокой стойкостью при службе в сульфатостойких водах.

Сульфатостойкий портландцемент значительно превосходит по сульфатостойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым портландцементам, изготавливаемым на основе клинкера того же нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий цемент целесообразнее применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

Сульфатостойкий портландцемент предназначен для изготовления бетонных и железобетон­ных конструкций, наружных зон гидротехнических и др. сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии, при систематическом и многократном попеременном замораживании и оттаи­вании, либо увлажнении и высыхании. В отдельных случаях можно применять этот цемент вместо портландцемента с умеренной экзотермией в наружных зонах массивных гидротехнических соору­жений.

По вещественному составу сульфатостойкие цементы подразделяют на виды:

- сульфатостойкий портландцемент;

- сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

- сульфатостойкий шлакопортландцемент;

- пуццолановый портландцемент;

 

Для изготовления клинкера сульфатостойкого цемента используют однородные по химическому составу сырьевые материалы, гарантирующие получение клинкера надлежащего химического и минералогического состава.

Клинкер, применяемый при производстве цементов, по расчетному минералогическому составу должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

 

 

Таблица 1.

Наименование показателя	Значение для клинкера, % по массе, по видам цемента
Сульфатостой- кий портланд- цемент	Сульфатостой- кий портланд- цемент с минеральными добавками	Сульфатостой- кий шлакопортланд- цемент	Пуццолано- вый портланд- цемент
Содержание трехкальцевого силиката		Не нормируется
Содержание трехкальцевого алюмината
Сумма трехкальцевого алюмината и четырехкальцевого алюмоферрита		Не нормируется
Содержание оксида алюминия
Содержание оксида магния

 

Сроки схватывания сульфатостойких цементов в основном определяются качеством портландцементного клинкера и величиной добавки гипса. Стандартом предусмотрены одинаковые сроки схватывания,