Производство БЗГ

Содержание

 

 

1. Введение___________________________________________3
2. Номенклатура_______________________________________9
3. Характеристика сырьевых материалов_____________________9
4. Расчет производственной мощности_______________________10
5. Ведомость оборудования_______________________________13
6. Расчет расходных бункеров_____________________________14
7. Технологическая схема производства______________________16
8. Техника безопасности в производстве______________________18
9. Список используемой литературы_________________________20

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

С ростом темпов строительства повсеместно  ощущается острый недостаток крупного легкого заполнителя, являющегося  базой для развития сборного и  монолитного домостроения и гражданского строительства.

Керамзит, выпускаемый предприятиями  Кузбасса, может быть заменён зольным безобжиговым гравием без ущерба для качества, за счёт организации производства безобжигового бесклинкерного и малоклинкерного видов гравия. Золы-унос ГРЭС и золошлаковые отвалы Кемеровской ТЭС, могут быть утилизированы и использованы для выпусков вторичного продукта на базе этих отходов.

Основами получения  безобжигового зольного гравия (БЗГ) являются: 1) грануляция увлажненной  смеси золы и вяжущего; 2) гидратационное твердение вяжущего и его взаимодействие с активными составляющими золы. 
Для изготовления БЗГ можно применять портландцемент, известь, гипсовые, гипсоцементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ) и использовать золы ТЭС сухого отбора (из-под фильтров и циклонов), а также высушенные золы из отвалов их гидроудаления (золошлаковые смеси).

Содержание частиц несгоревшего топлива в золах и золошлаковых смесях допускается до 25%, что существенно  выше, чем для производства обжиговых  заполнителей. Таким образом, возможность  использования зол расширяется. Удельная поверхность зол должна быть не менее 2500 см2/г. Это обусловлено  тем, что гранулируемость порошков зависит от их гранулометрического  состава, в частности от содержания мелких частиц с размерами до 20 мкм: Дисперсность частиц золы имеет значение и для гидратационного твердения  гранул.

На основе молотой золы или золошлаковой смеси с добавкой 10... 15% портландцемента получают гранулы, которые подвергают кратковременному пропариванию в камере (4 ч при температуре 90... 95°С).  
Насыпная плотность такого гравия 700... 950 кг/м3. Прочность при сдавливании в цилиндре 0,6 ...0,8 МПа обеспечивает возможность транспортирования и складирования. Прочность продолжает расти при естественном твердении (до 5... 6 МПа в 28-суточном возрасте), а также в составе бетона при тепловой обработке изделий. Повышения прочности гранул и сокращения сроков их тепловой обработки можно достигнуть применением добавок-ускорителей твердения типа сернокислого натрия, нитрит-нитратхлорида кальция и других солей неорганических кислот, вводимых с водой затворения в количестве 1... 3% от массы вяжущего.

При использовании вместо портландцемента быстротвердеюще-го ГЦПВ заполнитель сразу после  грануляции приобретает достаточную  прочность и не нуждается в  тепловой обработке. Через сутки  прочность при сдавливании в  цилиндре составляет 0,7... 1,5 МПа, через  трое суток — 2,3... 3,0 МПа.

Насыпная плотность  гравия может быть снижена введением  в состав сырьевой смеси различных  облегчающих добавок: вспученного  перлитового песка, древесных опилок, стеклопора, отходов пеностекла или  газосиликата и др. Добавки вводят в смеситель при подготовке массы  к грануляции. Расход цемента составляет 60... 100 кг/м3. Облегченный безобжиговый гравий (ОБЗГ) имеет насыпную плотность 400... 600 кг/м3, а прочность при сдавливании  в цилиндре в сухом состоянии  — 1,0... 1,6 МПа.

Производство безобжигового  зольного гравия характеризуется экономией  топливно-энергетических ресурсов. Например, расход условного топлива в 2... 3 раза ниже, чем при производстве обжиговых  искусственных пористых заполнителей.

Применяется БЗГ как  крупный заполнитель для конструкционных  и конструкционно-теплоизоляционных  легких бетонов.

 

Золы и шлаки применяют при  производстве бетонов достаточно широко. Имеются технологические и научные  основы получения целого ряда строительных материалов на их основе. Однако эффективное  использование отходов ТЭС возможно только на основе анализа свойств  конкретных материалов. Химические, физические, минералогические и другие характеристики золошлаковых отходов, главным образом, зависят от свойств сжигаемого топлива  и способов отбора отходов.

Исследования касались возможности  получения безобжигового зольного гравия на основе процессов взаимодействия золы-унос Кузбасских ТЭС с жидким стеклом и хлористым кальцием, в ходе которого формируется нерастворимый  водой гель твёрдой кремниевой кислоты, а также оксихлориды кальция, обладающие достаточной водо- и атмосферостойкостью.

В ходе опытной отработки технологии грануляции безобжигового зольного гравия на жидком стекле было признано необходимым смешивать золу-унос сразу со всем расчётным объёмом  жидкого стекла и воды затворения.

В процессе грануляции смесь окатывается  в зольный гравий размером 10-40 мм, пропитывается хлоридом кальция (СаCl₂), в качестве отвердителя в течении 12 часов при температуре 20⁰С и сушится (12ч при t=60⁰C). После тепловой обработки прочность безобжигового зольного гравия составляет 0,6-0,8 МПа, что обеспечивает её транспортирование складирование и последующий рост (в 28 дневном возрасте) до значений R₂₈=(1,3-1,4)Rуск.

В ходе исследований было выявлено влияние некоторых технологических  факторов и приёмов производства зольного гравия на щелочных компонентах  на его физико-механические характеристики.

Влияние плотности жидкого стекла на прочностные характеристики зольного гравия изучалось при постоянном расходе жидкого стекла (250 кг) на 1м³ золы-унос. Прочность зольного гравия определялась через 12 часов выдержки его в растворе СаСl₂ и сушке при температуре 60^оС в течении 12 и 60 часов. Данные испытаний представлены  в таблице 1.

 

 

 Таблица 1 –  Изменение прочностных характеристик  зольного гравия от  удельной плотности жидкого стекла

 

Удельная плотность  жидкого стекла, кг/м3	Удельная плотность  раствора жидкого стекла, кг/м3	Прочность зольного гравия, МПа
		Продолжительность сушки 12 ч	Продолжительность сушки 60 ч
1,13	1,1	0,0	0,2
1,16	1,1	0,0	0,4
1,2	1,17	0,3	1,0
1,3	1,26	0,6	1,1
1,35	1,32	0,65	2,0
1,4	1,39	1,0	2,8
1,44	1,43	2,5	3,4

 

Влияние расхода жидкого стекла на прочностные характеристики зольного гравия изучалось при постоянной плотности жидкого стекла 1,4 кг/м³, расходе золы 1000 кг/м³ и переменном расходе воды, обеспечивающим постоянную консистенцию растворной смеси.  Прочность зольного гравия определялась после сушки  при  температуре 40^оС  в течении 12 часов. Результаты испытаний  приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 –  Изменение прочностных характеристик  зольного гравия от расхода жидкого  стекла 

 

Расход  раствора жидкого стекла, кг	Расход воды, л	Плотность раствора жидкого стекла, кг/м3	Прочность зольного гравия, МПа
100	250	1,32	0,5
150	210	1,36	0,8
200	150	1,365	1,5
250	100	1,375	1,32
300	30	1,395	1,6

 

Также, в ходе исследований разработаны  составы лёгкого бетона на зольном безобжиговом гравии. Прочностные характеристики  лёгкого бетона на зольном безобжиговом бесклинкерном гравии оценивались по пределу прочности на сжатие образцов-кубов после пропаривания при температуре 85^оС и через 28 суток нормального хранения после пропаривания .Одновременно оценивалась средняя плотность таких образцов. Составы различных видов бетона на зольном бесклинкерном гравии и их характеристики представлены  в таблице 3. 

Таблица 3 –  Прочность и средняя плотность  бетона на зольном бесклинкерном  гравии

Расход материалов, кг/м3				Прочность бетона, МПа		Средняя плотность  после пропаривания и сушки до постоянной массы, кг/м3
Цемент М400	Зольный гравий	Золо- шлаковая смесь (ρ=1000кг/м3)	Вода	после пропаривания	28 суток после  пропаривания
200	1000	150	166	10,1	14,1	1610
200	1000	200	200	7,2	12,1	1630
200	900	200	216	8,7	19,6	1570
200	1000	300	216	8,9	15,1	1700
216	1000	300	216	8,9	15,0	1600
300	600	280	320	3,37	4,04	1530

 

 

Исследованиями установлено, что  увеличение расхода цемента М 400 не ведет к существенному росту  прочности, поэтому оптимальный  расход следует принять 200 кг/м³. Различный расход мелкого заполнителя (золошлаковой смеси) не значительно влияет на прочностные характеристики бетона. Уменьшение расхода зольного гравия до 900 кг/м³ приводит к росту прочности бетона через 28 суток после пропаривания  и составляет 19,6 МПа со средней плотностью 1600 кг/м³.

Составы различных видов бетона на зольном клинкерном гравии назначались  с различным расходом цемента  М300 (200 – 400 кг/м³) и их прочностные характеристики представлены в таблице 4. 

 

Таблица 4 –  Прочность и средняя плотность  бетона на зольном клинкерном гравии

 

Расход материалов, кг/м3				Прочность бетона, МПа		Средняя плотность после  пропаривания и сушки до постоянной массы, кг/м3
Цемент М300	Золь-ный гравий	Золо-шлаковая смесь (ρ=780кг/м3)	Вода	после пропаривания	28 суток после пропаривания
200	546	454	320	2,45	3,0	1230
250	521	431	425	3,56	4,9	1240
300	524	431	320	3,75	5,3	1305
350	502	416	368	3,5	4,4	1320
400	505	420	417	5,3	6,2	1375

 

 

Было установлено, что с ростом расхода цемента прочность легкого  бетона увеличивается с 3 до 6, 2 МПа, при изменении его средней  плотности с 1230 до 1375 кг/м³. Оптимальный расход цемента М300 следует принять 300 кг/м³. Такие бетоны в климатических условиях Кузбасса с прочностью 5,3 МПа и со средней плотностью 1300 кг/м³ обладают достаточной конструктивной теплотехнической способностью для использования в монолитном домостроении.

Отличительной чертой безобжиговых заполнителей, является их высокое водопоглащение, определяющее их работу в бетоне. Результаты исследования показали, что водопоглащение бетона на безобжиговом зольном гравии выше, чем у бетонов на керамзите  и обжиговом зольном гравии. Поэтому  влажность сборных элементов  из лёгкого бетона на зольном гравии не должна превышать 12%, как требуют  нормы, а монолитные стеновые конструкции  должны быть защищены штукатуркой от атмосферного воздействия.