Технологическая схема производства шлакопортландцемента

Содержание

 

         Введение                   

1 Основные свойства готовой продукции, сырья и вспомогательных материалов               5

         2   Технология производства                                                                           7

          2.1 Выбор способа и технологической схемы производства                            7

         2.2 Технологическая схема производства шлакопортландцемента     9

          3  Фонды рабочего времени                                                                                 11

          4  Материальный баланс                                                                                       11

          5   Выбор технологического оборудования                                                         14     

          6   Расчет расхода энергоресурсов оборудования                                               19

          7   Контроль качества                                                                                             20

          8   Охрана труда                                                                                                      22

          9  Правила приемки                                                                                               25

         10  Охрана окружающей среды                                                                            28

        11  Список использованной литературы                                                    30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Цемент – один из важнейших строительных материалов, предназначенных для бетонов и строительных растворов, скрепление отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляций и др. Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.

Производство  цемента обусловлено необходимостью его производства для применения в главным образом в строительстве. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью.

Технология  цементное производство позволяет  использовать в нём отходы добывающей, металлургической отраслей, а также  побочные продукты этих производств. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента  с производством металлов.

Существует  много подвидов цемента. Они отличаются друг от друга конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов добавок.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гранулированным доменным и электротермофосфорным шлаком, а также с двуводным гипсом. Для получения быстротвердеющего шлакопортландцемента порошок портландцемента иногда размалывают с гранулированным шлаком. Шлака в шлакопортландцементе должно быть не менее 21% и не более 80% по массе (ГОСТ 10178 -85). Гипс вводят в шлакопортландцемент для регулирования сроков схватывания, а также в качестве активизатора твердения шлака.

По своим  физико–механическим свойствам шлакопортландцемент близок к обычному портландцементу, но выгодно отличается от него более низкой стоимостью. При прочих равных условиях стоимость его на 10 – 15% ниже стоимости портландцемента.

Схематически  твердение шлакопортландцемента можно себе представить как результат ряда процессов, протекающих одновременно, а именно:

- гидролиза и гидратации клинкерных минералов;

- взаимодействие гидрата окиси кальция с глиноземом и кремнеземом, находящимися в шлаковом стекле, с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов, а также гидросиликоалюминатов кальция;

- взаимодействие трехкальциевого гидроалюмината кальция клинкера с сульфатом кальция с образованием гидросульфоалюмината кальция.

Шлакопортландцемент твердеет несколько медленнее, чем портландцемент, в особенности при пониженных положительных температурах. Это объясняется значительным содержанием шлака. Однако при тончайшем помоле, в особенности двухступенчатом, и содержании шлака около 30–35% скорость твердения шлакопортландцемента такая же.

B зависимости  от прочности на сжатие шлакопортландцемент выпускают четырех марок: 300, 400, 500 и 600.

Вследствие  меньшего содержания гидрата окиси  кальция продукты гидрации шлакопортландцемента более устойчивы, что обусловливает повышенные солестойкость и водостойкость.

По морозостойкости  шлакопортландцемент уступает портландцементу в различной степени в зависимости от содержания в нем шлака и химико-минералогического состава исходного клинкера.

Шлакопортландцемент характеризуется пониженным или умеренным тепловыделением при твердении, а также меньшими объемными деформациями в растворе и бетоне – усадкой (на воздухе) и набуханием (в воде).

Строительно-технические  свойства шлакопортландцемента обусловливают и области его практического применения – те же, что и портландцемента аналогичных марок. Его целесообразно использовать для производства монолитных и сборных железобетонных конструкций и деталей, в особенности с применением тепловлажностной обработки, а также для изготовления строительных растворов. Шлакопортландцемент предназначен в основном для бетонных и железобетонных наземных, а также подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию пресных, а также минерализированных вод с учетом норм агрессивности воды – среды.

Вследствие  пониженного тепловыделения при  твердении и малой усадки шлакопортландцемента его можно весьма эффективно применять для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений. В силу пониженной морозостойкости шлакопортландцемента его нельзя применять для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся систематическому попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию.

 Для осуществления грандиозных объемов работ по промышленному, жилищно-гражданскому и сельскохозяйственному строительству, требуется большое количество разнообразных строительных материалов, в том числе вяжущих веществ и бетонов.

 В строительстве имеется много работ, при которых технологически возможно и экономически целесообразно использование бесклинкерных и малоклинкерных цементов, способствующих экономии высококачественных портландцементов и даже шлакопортландцементов обычного состава, т. е. с содержанием шлака не более 60%. Одним из распространенных видов местного сырья для производства бесклинкерных и малоклинкерных вяжущих веществ являются отходы металлургии и энергетики в виде шлаков и зол. Исследования показали возможность (для многих видов) получения бетонов с прочностью при сжатии (после пропаривания) до 20 кг/см² и более на вяжущих из добавленных гранулированных шлаков в условиях изотерического пропаривания при 95°С в течение 4-8 часов.

  Важно также отметить и новые возможности по изготовлению шлакопортладцементов, которые производятся не только из традиционно применяемых доменных шлаков (гранулированных), но и из таких, как кислые-топливные, а также шлаки электротермической воронки фосфора, обычно получаемые в гранулированном виде.

   Стоимость вяжущих веществ в современных бетонах составляет 40-50% общей стоимости всех материалов, идущих на изготовление бетона. В связи с этим возникает вопрос о выборе и применении вяжущих веществ как более эффективных в технико-экономическом отношении.

   Наиболее экономическими по затратам сырья, топлива и электроэнергии являются шлаковые и зольные вяжущие вещества, получаемые из отходов металлургической, энергетической, фосфорной промышленности.

    Простая технология производства шлаковых вяжущих веществ, сводящаяся в основном к дроблению (при пусковых материалах), сушке и помолу входящих компонентов, позволяет быстро организовать сушильно-помольные установки с минимальными капиталовложениями и строительными объемами зданий. Таким образом, для удешевления бетонных и железобетонных изделий необходимо максимально использовать местные вяжущие и в первую очередь шлаковые цементы.

Рациональное  использование шлаковых отходов  выгодно еще и потому, что на их удаление с территории металлургических предприятий и электростанций затрачиваются  значительные материальные и трудовые ресурсы.

Следует учесть возможность получения шлакопортландцементов высокой активности с помощью тонкого помола до удельной поверхности 4000-5000 см²/г и выпуска их марки не ниже 400. При этом возможно применение также и повторного помола портландцементного порошка с гранулированным шлаком. Кроме того, организацию производства высокомарочных шлакопортландцементов следует провести на базе наиболее активных шлаков металлургических заводов [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, СЫРЬЯ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Согласно  ГОСТ 10178 доменного шлака в этом цементе должно быть не менее 21% не более 10% массы цемента; часть шлака можно заменить активной минеральной добавкой (треплом) не более 10% массы цемента, что способствует улучшению технических свойств вяжущего. Наиболее быстрое твердение происходит при 30-40% шлака.

Гипс  вводят в шлакопортландцемент для регулирования сроков схватывания, а также в качестве активизатора твердения шлака. Дозировку гипса нужно устанавливать экспериментально. Сырьём для производства служит известняк и глины, которые добываются открытым способом в карьере.

Содержание S0з в клинкере должно быть не менее 1,0% не более 4,0% по массе. Отличительной  его способностью является повышенная прочность при изгибе (возр. 28 суток) 5, 9    и при сжатии (возр. 28 суток) 49 МПа. В отличии от пуццолановых портландцементов ШПЦ не вызывает повышения водопотребности растворов и бетонных смесей. При несколько замедленном росте прочности в первой, после затворения период, он интенсивно наращивает ее в последующем. За срок от 7 суток до одного года прочность у ШПЦ – в нормальных температурно-влажностных условиях возрастает примерно в 2.5  раза.

Твердение ШПЦ на основе доменного шлака  при обычной температуре сопровождается связыванием воды, не испаряющейся при 105°С, в количестве 15% массы вяжущего. При этом возникают конструкционные поры, суммарный объем которых равен 0,4-0,5 см/г связанной воды, не испаряющейся при 105°С. Пористость при твердении портландцементов достигает в среднем 0,28 см/г неиспаряющейся воды.

Истинная  плотность ШПЦ колеблется в пределах 2,8-3,0 г/см³, уменьшаясь с увеличением содержания в цементе гранулированного доменного шлака. Плотность в рыхло-насыпном состоянии 900-1200 кг/м³, а в уплотненном -1400-1700 кг/м³.

 Водопотребность ШПЦ существенно не отличается от водопотребности обычных портландцементов. В ряде случаев при ровной удобообрабатываемости в растворные или бетонные смеси на ШПЦ нужно добавлять воды меньше, чем при использовании портландцемента. Водоотделением из теста, полученного затворением ШПЦ, несколько больше, чем из теста портландцемента. С увеличением тонкости помола его водоудерживающая способность значительно возрастает.

Для повышения  активности ШПЦ применяется мокрый помол шлаков и последующее слепление шлакового шлама в бетономешалке с портландцементом. Было установлено, что выделение тепла при твердении ШПЦ понизилось, что особенно ценно для массового бетона. ШПЦ при твердении обычно отмечается равномерным изменением объема.

Тепловыделение  при твердении ШПЦ меньше, чем у портландцемента, причем тем меньше, чем больше в нем шлака, и тем значительнее, чем выше его удельная поверхность.

Жаростойкость ШПЦ значительно превосходит жароспособность портландцемента. ШПЦ способен без снижения прочности выдержать длительное воздействие высоких температур (600-800°С). Это объясняется, главным образом, пониженным содержанием свободного Са (ОН)₂.

Положительной особенностью ШПЦ, в отличие от пуццолановых, является сравнительная воздухоспособность, обеспечивающая нормальное твердение бетона наземных сооружений. ШПЦ не оказывает коррозирующего действия на заложенную в бетон стальную арматуру и достаточно прочно сцепляется с ней.

Морозостойкость уменьшается с увеличением содержания шлака. Этой объясняется несколько  меньшей плотностью и повышенной водопроницаемостью бетонов на ШПЦ. Бетоны на ШПЦ обычно выдерживают 50-100 циклов замораживания и оттаивания. Поэтому его не рекомендуют для  изделий и конструкций, работающих в особо суровых условиях, например в плитах-оболочках гидротехнических сооружений, размещаемых в зоне меняющегося  уровня воды и систематически замерзающих и оттаивающих в водонасыщенном состоянии