Технологическая схема производства строительного кирпича

1) Подготовленная тем или иным методом шихта, содержащая
40 – 45% глины, до 50% песка и до 5% оксида железа, поступает на прессование в ленточный пресс при пластичном методе, или и механический пресс, работающий под давлением 10-25 МПа при полусухом методе. 2) Сформованный кирпич отправляется на сушку

Производство огнеупоров Огнеупорными материалами (огнеупорами) называют неметаллические материалы, характеризующиеся повышенной огнеупорностью, то есть способностью противостоять, не расплываясь, воздействию высоких температур.

Область применения. Огнеупоры применяются:

- в промышленном строительстве для кладки металлургических печей, футеровки аппаратуры, работающей при высоких температурах;- изготовления термостойких изделий и деталей (тигли, стержни поглотителей нейтронов в атомных реакторах, обтекатели ракет).К материалам, используемым в качестве огнеупоров, предъявляются следующие требования:

- - устойчивость к действию расплавленных сред (металлов, шлака). Ассортимент огнеупоров весьма широк. В зависимости от состава они делятся на несколько групп.

На рис. 9.4 представлена классификация огнеупорных материалов по их составу:

Рис. 9.4. Классификация огнеупоров по составу

1. Алюмосиликатные огнеупоры –

люминия и кремния, от чего в значительной степени 2. Д и насовые огнеупоры 3. Полукислые огнеупоры. 4. Шамотные огнеупоры 5. Магнезитовые огнеупоры 6. Корундовые огнеупоры 7. Карборундовые огнеупоры. 8. Углеродистые огнеупоры

ПРОИЗВ. ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ. ЦЕМЕНТ.

Производство вяжущих материалов

Вяжущими материалами называются одно- и многокомпонентные порошкообразные минеральные вещества, образующие при смешении с водой пластичную формующуюся массу, затвердевающую при выдержке в прочное камневидное тело.

Классификация вяжущих материалов

1. Воздушными вяжущими материалами называют материалы, которые после смешивания с водой (затворения) твердеют и длительное время сохраняют прочность только на воздухе.

2. Гидравлическими вяжущими материалами называют материалы, которые после затворения водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжают твердеть в воде. Другими словами, сохраняют прочность как на воздухе, в так и в воде.

3. К кислотостойким вяжущим материалам относятся такие, которые после затвердевания на воздухе сохраняют прочность при воздействии на них минеральных кислот.

Сырьё. Сырьём для производства силикатных материалов, используемых в качестве вяжущих, служат:- природные материалы – гипсовыё камень, известняк, мел, глины, кварцевый песок;

- промышленные отходы – металлургические шлаки, огарок колчедана, шламы переработки нефелина. Применение. Вяжущие материалы в строительстве применяются в форме:- цементного теста (вяжущий материал + вода);- строительного раствора (вяжущий материал + песок + вода). Действие вяжущего материала может быть разбито на три последовательные стадии: - затворение (добавление воды) или образование пластической массы в виде теста или раствора смешением вяжущего вещества с соответствующим количеством воды или силикатного раствора;- схватывание или первоначальное загустевание и уплотнение теста с потерей текучести и переходом в плотное, но непрочное соединение;

- твердение или постепенное увеличение механической прочности в процессе образования камневидного тела.

Важнейшими видами вяжущих материалов являются: портландцемент (гидравлический цемент) и воздушная (строительная) известь.

Производство портландцемента

Портландцементом называется гидравлический вяжущий материал, состоящий из силикатов и алюмосиликатов кальция разного состава.

Основными компонентами портландцемента являются следующие соединения:

- алит (трикальцийсиликат) 3CaO∙SiO₂,- белит (дикальцийсиликат) 2CaO∙SiO₂,

- трикальцийалюминат 3CaO∙Al₂O₃. Характеристикой портландцемента является «марка».

Маркой цемента называется предел прочности на сжатие образца цемента после затвердевания его в течение 28 суток, выражаемый в кг/см². Чем больше марка цемента, тем выше его качество. Существуют марки 400, 500 и 600.

Производство портландцемента складывается из двух стадий: получения клинкера и его измельчения. Получение клинкера

Получение клинкера может осуществляться двумя способами – мокрым и сухим, которые различаются методом приготовления сырьевой смеси для обжига. Мокрый метод. По мокрому методу сырьё измельчают в присутствии большого количества воды. При этом образуется пульпа, содержащая до 45% воды. В этом методе обеспечивается:высокая однородность смеси;

снижается запыленность; но увеличиваются затраты энергии на испарение воды.

Сухой метод. По сухому методу компоненты сырья сушат, измельчают и смешивают в сухом виде. Такая технология является энергосберегающей, поэтому удельный вес производства цемента по сухому методу непрерывно возрастает.

Производство клинкера включает операции:

- дробления, размола, корректировки состава сырья;

- последующую высокотемпературную обработку полученной шихты – обжиг.

Сырьё. Сырьём в производстве портландцемента служат:

- различные известковые породы – известняк, мел, доломит;

- глина;

- мергели – представляющие собой однородные тонкодисперсные смеси известняка и глины.

При обжиге шихты последовательно протекают следующие процессы:

- испарение воды (100ºС);

- дегидратация кристаллогидратов и выгорание органических веществ:

MeO∙nH₂O = nMeO + nH₂O (500ºС);

термическая диссоциация карбонатов:

CaCO₃ = CaO + CO₂ (900- 1200ºС);

- взаимодействие основных и кислотных оксидов с образованием силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция:

CaO + SiO₂ = 2CaO∙SiO₂ (белит)

2CaO∙SiO₂ + CaO = 3CaO∙SiO₂ (алит)

3CaO + Al₂O₃ = CaO∙Al₂O₃ (трикальцийалюминат)

Процесс заканчивается при температуре 1450ºС, после чего клинкер поступает на охлаждение.

Состав образовавшегося после обжига продукта следующий: алит
40-60%; белит 15-30%; трикальцийалюминат 5-14%.

Для обжига шихты используются барабанные вращающиеся печи диаметром 3,5 - 5,0 м и длиной до 185 м. Компоненты сырья, поступающие в печь, последовательно проходят в ней зоны сушки, подогрева, кальцинации, экзотермических реакций образования силикатов, спекания и охлаждения.

Выходящий из печи клинкер охлаждается в барабанных холодильниках, а нагретый воздух используют для нагрева воздуха и газообразного топлива, поступающего в печь.

Измельчение клинкера

Для измельчения охлаждённый клинкер:

- выдерживается на складе в течение 10-15 суток для гидратации свободного гидроксида кальция влагой воздуха;

- смешивается с добавками и измельчается в дробилках и многокамерных мельницах до частиц 0,1 мм и меньше.

Затвердевание портландцемента основано на реакциях гидратации, входящих в его состав силикатов и алюмосиликатов, образованием кристаллогидратов различного состава:

При смешении порошка цемента с водой (затворении) масса затвердевает.

Для придания цементу определённых свойств в него вводят добавки:

- гидравлические, повышающие водостойкость за счёт связывания содержащегося в цементе гидроксида кальция:

Ca(OH)₂ + SiO₂ = CaSiO₃ + H₂O;

- пластифицирующие, повышающие эластичность массы;

- кислотостойкие, придающие цементу коррозийную стойкость к кислым средам (гранит);

- инертные, для удешевления продукции (песок);

- регулирующие время схватывания массы (гипс).

Основная масса портландцемента используется для изготовления бетона и изделий из него.

Бетоном называется искусственный камень, получаемый при затвердевании затворённой водой смеси цемента, песка и заполнителя.

В качестве заполнителей используют:

- в обыкновенных бетонах – песок, гравий, щебень;

- в легких бетонах – различные пористые материалы – пемза, шлак;

- в ячеистых бетонах – замкнутые поры, образующиеся в бетоне при разложении вводимых в бетонную смесь газо- и пенообразователей;

- в огнеупорных бетонах – шамотовый порошок;

- в железобетоне – металлическая арматура.

СТЕКЛО. ВАРКА. СТЕКЛООБР. МАТЕРИАЛ.

Производство стекла

Стёклами называются переохлаждённые расплавы смесей оксидов и бескислородных соединений с высокой вязкостью, обладающие после охлаждения механическими свойствами твёрдого тела. Структура стекла. В структуре стекла существуют аморфная и кристаллическая фазы, находящиеся в состоянии неустойчивого равновесия.

стекло имеет преимущественно аморфную структуру.

- отсутствие чёткой температуры плавления;

- переход из жидкого состояния в твёрдое в некотором интервале температур.

Этот интервал температур характеризуется определённой температурой размягчения стекла.

Состав силикатных стёкол можно выразить следующеё формулой: nR₂O∙mRO∙pR₂O₃∙qRO₂,

где n,m,p,q – переменные величины, а R₂O – оксиды щелочных металлов Na₂O, K₂O, Li₂O; RO – оксиды щелочноземельных и других двухвалентных металлов CaO, BaO, MgO, PbO, ZnO, FeO; R₂O₃ – кислотные оксиды Al₂O₃, B₂O₃;

RO₂ - оксид кремния (SiO₂), составляющий до 75% массы.

Все стёкла характеризуются рядом общих свойств: прозрачность, низкая теплопроводность, диэлектрические свойства, высокая химическая стойкость к кислотным реагентам. Свойства стёкол зависят от:- состава;- соотношения основных и кислотных окислов.

По назначению стёкла делятся на строительное, тарное, бытовое, художественное (хрусталь, цветное стекло), химическое, оптическое и стёкла специального назначения.

Состав стёкол. Простейшее силикатное стекло имеет состав, описываемый формулой:

Na₂O∙CaO∙6SiO₂

Сырьё. Сырьём для производства стёкол служат разнообразные природные и синтетические материалы.

По их роли в образовании стекла, они делятся на пять групп:

1. Стеклообразователи2. Красители, 3. Глушители, делающие стекло матовым и молочным: оксиды мышьяка (III), олова (IV), сульфид олова (II) и др. 4. Обесцвечиватели, устраняющие жёлтую и зеленоватую окраску стекла: оксид марганца (IV) и др. 5. Осветлители, устраняющие из стекломассы газовые включения: нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка (III) и др.

Технологический процесс производства стеклянных изделий

Принципиальная схема производства стеклянных изделий представлена на следующей схеме(ПО СТАДИЯМ):

Первая стадия – подготовка сырья.

В подготовку компонентов сырья входят операции: промывки, сушки, измельчения, классификации и брикетирования.