Контрольная по "Строительным материалам"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАН

1. Використання металургійних шлаків у виробництві будівельних матеріалів……………………………………………………………………….…3
2. Що таке теплопровідність (визначення, формула, одиниці виміру) і від яких факторів вона залежить………………………………………………17
3. Охарактеризуйте гіпсові в’яжучі речовини (їх види, властивості, вимоги Держстандарту, особливості застосування)…………………………..20
4. Охарактеризуйте гіпсові в’яжучі речовини (їх види, властивості, вимоги Держстандарту, особливості застосування)…………………………..23
5. Завдання………………………………………………………………26

Список використаних джерел…………………………………………………..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Використання металургійних шлаків у виробництві будівельних матеріалів

 

Доменний шлак є цінною сировиною для промисловості  будматеріалів. З нього роблять  цемент, в'яжучі речовини, розчини  та бетони, шлакову пемзу, вату, стінові  матеріали, бруківку, шлаковий щебінь. У перспективі повинна бути повна  переробка шлаків і постійне використання старих шлакових відвалів.

Доменні шлаки складаються  головним чином з низько основних силікатів кальцію і є цінною сировиною для промисловості будівельних матеріалів.

Доменні шлаки утворюються  при виплавці чавуну із залізної руди. На 1 т чавуну припадає 0 5 - 0 7 т шлаку. Складаються вони в основному з CaO, SiO2 A12O3 і MgO. Після швидкого охолодження (грануляції) шлаки тверднуть в скло і після тонкого подрібнення здатні взаємодіяти з водою як портландцемент.

Доменний шлак є важливим побічним продуктом виробництва  заліза. Він використовується, наприклад, для мощення тротуарів.

Доменні шлаки містять  величезну кількість сірки, яка  переходить в них з коксу.

Твердий доменний шлак застосовують для будівництва шосейних доріг  і виготовлення шлакобетону.

Іноді доменні шлаки містять  підвищену кількість MgO, концентрація якої обмежена в клінкері ГОСТом. Таке обмеження пов'язане з тим, що ласть MgO входить до складу силікатів, алюмінатів і алюмоферрітов кальцію (тверді розчини), а частина присутня у вигляді мінералу періклаза.

Гранульований котельний, доменний шлак, порошок та ас-бозуріт застосовуються в якості насипний теплової ізоляції для склепінь топок.

Всі доменні шлаки піддаються грануляції. При цьому частина  води випаровується. Частково вода втрачається  також на заповнення пір гранульованого шлаку. В цілому безповоротні втрати води при грануляції шлаку складають 065 - 1 0 м3 на 1 т шлаку. Гранульований шлак направляється на цементні заводи, а в окремих випадках переробляється на будматеріали, що пов'язано з додатковою витратою води.

Якщо доменний шлак охолоджується  швидко, наприклад при грануляції, то внаслідок різкого при цьому  зростання в'язкості розплавів  кристалізація утруднюється і спостерігається  утворення по перевазі склоподібної структури.

Оптичні властивості твердих  розчинів геленітом і окерманіта. Pазлічают доменні шлаки основний плавки, з більш високим вмістом  вапна і меншим - кремнезему, і  шлаки кислі, з великим змістом  кремнезему і меншим - вапна.

Використання доменних шлаків при виробництві шлакопортландцемента дозволяє замінити глину, знизити в 1 2 - 1 6 рази витрату вапняку, збільшити  обсяг виробництва цементу в 1 5 - 2 рази, знизити витрату енергії  на 40%, покращити екологічні характеристики в регіоні.

Переробка доменних шлаків можлива декількома способами. Гранульовані доменні шлаки є хорошим матеріалом для дорожнього будівництва. Їх можна  комбінувати з менш міцними кам'яними  матеріалами, які окремо малопридатні (або не придатні) для влаштування  дорожніх покриттів. Після обробки  в'язкими бітумами гранульовані доменні  шлаки з успіхом можуть заміняти гарячі асфальтобетонні суміші, причому  можлива їх укладання на вологу основу.

З галузей-споживачів промислових  відходів найбільш ємною є промисловість  будівельних матеріалів. Встановлено, що використання промислових відходів дозволяє покрити до 40% потреби будівництва в сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10 - 30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів в порівнянні з виробництвом їх з природної сировини, економія капітальних вкладень сягає 35 - 50%.

В даний час основним споживачем доменних шлаків є цементна промисловість.

Шлако - містящі в'яжучі можна підрозділити на такі основні групи: портландцемент і шлакопортландцемент, сульфатно-шлакові, вапняно-жужільні, шлаколужні в'яжучі. З них найбільш важливе значення для будівництва мають портландцемент і шлакопортландцемент, обсяг виробництва яких превалює у загальному випуску цементу. Високою є також техніко-економічна ефективність використання безклінкерних шлакових в'яжучих, що характеризуються низькою собівартістю, нескладної технологією виготовлення і порівняно високими будівельно-технічними властивостями.

Портландцемент. У відповідності з європейськими нормами цементи загально-будівельного призначення поділяють в залежності від виду та вмісту добавок на п'ять типів. До групи портландцементів відносять портландцемент I типу, який містить до 5% активних мінеральних добавок, і портландцемент II типу, який містить від 6 до 35% мінеральних добавок.

Цемент III типу - шлакопортландцемент. Він може містити від 36 до 80% доменного шлаку. Цементи IV та V типів - відповідно пуцолановий і композиційний цементи. Перший містить від 21 до 55% пуцоланових добавок, другий - 36-80% композиції добавок, в яку як одна з добавок вводиться обов'язково доменний гранульований шлак.

Доменний шлак у виробництві цементів на основі клінкеру застосовують як компонент сировинної суміші і як активну мінеральну добавку. Економічна ефективність застосування гранульованого шлаку в якості активної мінеральної добавки в цемент в кілька разів вище, ніж в якості сировинного компонента. Як сировинний компонент доцільніше застосовувати відвальні шлаки, ресурси яких досить великі.

Високий рівень підготовки сировинної суміші при застосуванні доменних шлаків забезпечує підвищення продуктивності печей і економію палива. Заміна глини доменним шлаком дозволяє знизити на 20% вміст вапняного компонента, зменшити при сухому способі виробництва клінкеру питома витрата сировини і палива на 10-15%, а також підвищити продуктивність печей на 15%.

У портландцемент з мінеральними добавками  при подрібненні клинкера припустимо введення до 35% доменного шлаку. При цьому практично без зміни активності цементу витрата клінкеру знижується на 14-16%, а витрата палива зменшується на 17-18%. У порівнянні з бездобавочній цементом спостерігається деяке зниження міцності на стиск і вигин в ранні термінитвердіння, збільшується усадка і підвищується водовідділення. Корозійна стійкість портландцементу з добавкою шлаку вище, ніж для бездобавочній цементу як при нормальному твердінні, так і після обробки їх.

Портландцемент з добавкою доменних шлаків має досить високу морозостійкість. Він надійно захищає сталеву арматуру в бетоні від корозії.

Використання добавки шлаку  в портландцементі є ефективним засобом запобігання шкідливого впливу лужних оксидів, що особливо важливо при використанні реакційно здатних заповнювачів, а також для боротьби з висоло-утворень. Хороші результати досягаються при використанні в портландцементі змішаної добавки, що містить доменний шлак і активну мінеральну добавку осадового походження.

Шлакопортландцемент - це гідравлічна терпка речовина, тверднення у воді і на повітрі, одержуване сумісним тонким подрібненням клінкеру, необхідної кількості гіпсу і доменного гранульованого шлаку (35-80%) або ретельно змішуванням тих же матеріалів, подрібнених роздільно.

Гранульовані доменні шлаки у виробництві шлакопортцементу, так само як і портландцемент застосовують не тільки як активну мінеральну добавку, але і в якості сировинного компонента цементного клінкеру. Замість доменних шлаків при отриманні шлакопортландцементу можна застосовувати електро-термофосфорні шлаки.

Шлакопортландцемент є одним з  найбільш ефективних видів в'яжучих, оскільки при його виробництві значна частина клінкеру замінюється більш  дешевим гранульованим шлаком. При використанні доменних шлаків для виробництва шлакопортландцементу паливно-енергетичні витрати на одиницю продукції знижуються в 1,5-2 рази, а собівартість - на 25-30.

Цементна промисловість випускає звичайний, швидко твердючій і сульфатостійкий шлакопортландцемент.

При виробництві сульфатостійкого шлакопортландцементу використовують клінкер з вмістом С₃А не більше 8% і шлак з вмістом А1₂0₃ не більше 8%.

Для отримання швидко твердючого шлакопортландцементу раціону-льон двостадійний помел, тобто попереднє подрібнення клінкеру з подальшим спільним помелом клінкеру і шлаку до питомої поверхні не менше 4000 см²/г. Двостадійний помел забезпечує більш тонке подрібнення клінкерних зерен; він доцільний при використанні основних шлаків, по размаливаемості близьких до клінкеру Кінцева міцність та інші властивості шлакопортландцементу поліпшуються також і при більш тонкому подрібненні шлаку.

Крім шлакомістящіх цементів на основі портландцементного клінкеру, широко застосовуються в усіх галузях будівництва, металургійні шлаки є сировинними матеріалами для ряду в'яжучих, що володіють спеціальними властивостями.

Деякі види шлаків і зокрема відвальні  шлаки алюмо-термічного виробництва  можуть використовуватися для отримання  глиноземистого цементу - високоміцного  швидко твердючого в'яжучого, основні властивості якого визначаються переважанням в його складі низько-основних алюмінатів кальцію.

Мінералогічний склад шлаків представлений  в основному глиноземом (70-80%), магнезіальній  шпінелью (3-10%) і з'єднаннями титану, хрому і бору в залежності від  різновиду шлаку. Перспективним видом сировини для виробництва звичайного глиноземистого цементу є відмиті шлаки вторинної переплавлення алюмінію і його сплавів. Запропоновано спосіб спікання суміші із зазначених шлаків, крейди і невеликої кількості гіпсу, який дозволяє отримувати глиноземистий цемент з високими будівельно-технічними властивостями.

Глиноземис шлак може бути використаний для отримання розширюється цементу. У НИИ цемент Ю.Ф. Кузнецової та І.В. Кравченко запропонований розширюється (РПЦ), який складається з портландцементного клінкеру - 60-65%; глиноземистого шлаку - 5-7%; двуводного гіпсу - 7-10%; і гідравлічної добавки - 20-25%. Портландцементний клінкер повинен містити не менше 7% З ^ А і не менше 55% C3S. У природному двуводного гіпсі повинно бути не менше 95% CaS04 * 2Н20.

На основі металургійних шлаків запропоновано ряд тампонажних  в'яжучих і розчинів для тампонування нафтових і газових свердловин. У процесі цементування істотне значення мають структурно-механічні властивості тампонажних розчинів. Інтенсивне загуснення цементних суспензій часто є причиною серйозних ускладнень при цементуванні. Шлакові розчини протягом тривалого часу після змішування з не піддаються загустеванию. Проте істотним недоліком шлакових розчинів є велика водовіддача. Зниження водошлакового відносини сприяє підвищенню в'язкості розчинів і прискорює їх схоплювання.

Шлакопесчаний цемент готується шляхом сумісного помелу шлаку з піском. При цьому виходять тампонажні матеріали з гамою різноманітних властивостей, що забезпечують необхідну якість цементування свердловин при різних умовах.

Незважаючи на те, що мелений пісок  володіє більшою питомою поверхнею, ніж пісок природної крупності, шлакові розчини, приготовлені з додаванням меленого піску, на відміну від аналогічних цементно-піщаних розчинів, що не піддаються інтенсивному загустеванию протягом тривалого часу після їх приготування. Ця обставина має велике значення при прокачування розчину в свердловину.

На основі деяких видів шлаків і, зокрема, феррохромовий можна отримувати кольорові цементи та пігменти.

Оскільки склад ферохрому суворо нормується, коливання хімічного складу феррохромовий шлаку незначні, що гарантує стабільність технологічного процесу одержання цементів і пігментів на основі феррохромовий шлаку.

Феррохромовий шлак являє собою  сірий порошкоподібний матеріал з високою дисперсністю, яка пояснюється  поліморфним перетворенням Р-двухкальціевого силікату в у-модифікацію, що супроводжується збільшенням об'єму. При цьому питома поверхню шлаку дорівнює 2500-2800 см²/ г. Дані седиментаційного аналізу показали, що вміст тонких фракцій (розміром менше 40 мкм) становить більше 70%.

Сульфатно-шлакові цементи - це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані сумісним тонким подрібненням доменних шлаків і сульфатного збудника тверднення (гіпсу або ангідриту) з невеликою добавкою лужного активізатор (вапна, портландцементу або обпаленого доломіту).

Широке поширення з групи  сульфатно-шлакових отримав гіпсошлакові цемент, який містить 75-85% шлаку, 10-15 дво-водного  гіпсу або ангідриту, до 2% оксиду кальцію або 5% портланд-цементного клінкеру. Висока активізація забезпечується при використанні ангідриту, обпаленого при температурі близько 700 С, й високоглиноземисті основних шлаків. У міру зменшення основності шлаків доцільно збільшення концентрації вапна (від 0,2 г / л СаО для основних шлаків до 0,4-0,5 г / л для кислих).