Технология производства строительных материалов

 

Содержание

 

Вступление 3

1. Сырьё для строительной промышленности 4

2. Добыча нерудных материалов (извести, гипса, песка, гравия, щебня) 5

2.1.Добыча  глины 7

2.2.Добыча  песка 11

2.3.Производство  природных каменных материалов (гравия, щебня) 13

3. Технология производства портландцемента 15

4. Производство асфальтобетона 18

5. Производство кирпича 21

6. Производство керамических изделий. 23

Выводы 25

Список использованной литературы 26

 

 

 

Вступление

 

Промышленность строительных материалов – промышленность, специализирующаяся на производстве строительных материалов для различных видов строительства.

Данная промышленность является важной отраслью экономики страны, от которой зависит строительство  как жилых так и не жилых  объектов: жилые, медицинские, административные, научные, учебные и промышленные сооружения.

Включает в себя такие  отрасли, как цементная, кирпичная, конструкционная (производство сборных  изделий из железобетона, бетона; стеновых материалов, керамзитовых блоков.)

В данной работе рассмотрены  технологии добычи нерудных полезных ископаемых, служащих сырьем для промышленности (глина, песок, гипс, известняк, щебень, гравий), а так же основные технологии отрасли (производство цемента, асфальтобетона, кирпича и керамики).

 

1. Сырьё для строительной промышленности

 

В качестве природных каменных материалов в строительстве используют горные породы, которые обладают необходимыми строительными свойствами.

По геологической классификации  горные породы подразделяют на три  типа:

1. изверженные (первичные)
2. осадочные (вторичные)
3. метаморфические (видоизменённые).

1) Изверженные (первичные) горные породы образовались при остывании поднявшейся из глубин земли расплавленной магмы. Строения и свойства изверженных горных пород в значительной степени зависят от условия остывания магмы, в связи с чем эти породы подразделяют на глубинные и излившиеся.

Глубинные горные породы образовались при медленном остывании магмы в глубине земной коры при больших давлениях вышележащих слоёв земли, что способствовало формированию пород с плотной зернисто-кристаллической структурой, большой и средней плотностью, высоким пределом прочности при сжатии. Эти породы обладают малым водопоглощением и высокой морозостойкостью. К этим породам относят гранит, сиенит, диорит, габбро и др.

Излившиеся породы образовались в процессе выхода магмы на земную поверхность при сравнительно быстром  и неравномерном охлаждении. Наиболее распространёнными излившимися  породами являются порфир, диабаз, базальт, вулканические рыхлые породы.

2) Осадочные (вторичные) горные породы образовались из первичных (изверженных) горных пород под воздействием температурных перепадов, солнечной радиации, действия воды, атмосферных газов и др. В связи с этим осадочные горные породы подразделяют на обломочные (рыхлые), химические и органогенные.

К обломочным рыхлым горным породам относят гравий, щебень, песок, глину.

Химические осадочные  породы: известняк, доломит, гипс.

Органогенные  горные породы: известняк-ракушечник, диатомит, мел.

3) Метаморфические (видоизменённые) горные породы образовались из изверженных и осадочных горных пород под влиянием высоких температур и давлений в процессе поднятия и опускания земной коры. К ним относят глинистый сланец, мрамор, кварцит.

Природные каменные материалы и изделия получают путём обработки горных пород.

По способу получения  каменные материалы подразделяют на:

• рваный камень (бут) — добывают взрывным способом
• грубоколотый камень — получают раскалыванием без обработки
• дроблёный — получают дроблением (щебень, искусственный песок)
• сортированный камень (булыжник, гравий).

Каменные материалы по форме делят на

• камни неправильной формы (щебень, гравий)
• штучные изделия, имеющие правильную форму (плиты, блоки).

Щебень — остроугольные куски горных пород размером от 5 до 70 мм, получаемые при механическом или природном дроблении бута (рваный камень) или естественных камней. Его используют в качестве крупного заполнителя для приготовления бетонных смесей, устройства оснований.

Гравий — окатанные куски горных пород размером от 5 до 120 мм, также используется для приготовления искусственных гравийно-щебёночных смесей.

Песок— рыхлая смесь зёрен горных пород размером от 0,14 до 5 мм. Он образуется обычно в результате выветривания горных пород, но может быть получен и искусственным путём — дроблением гравия, щебня, и кусков горных пород. [1]

2. Добыча  нерудных материалов (извести, гипса, песка, гравия, щебня)

 

Открытый способ разработки полезных ископаемых характеризуется  тем, что выемка полезной породы, погрузка и транспортирование ее проводятся с земной поверхности. При подземном  способе (разработка штольнями известняков-ракушечников) все эти операции выполняются  под землей. Комбинированный способ включает в себя элементы открытых и закрытых разработок.

Открытая разработка месторождения  нерудного полезного ископаемого  включает следующие основные производственные процессы: планировку местности и  мероприятия по отводу атмосферных  и талых вод; вскрышные работы — обнажение породы; разработка и удаление на специально отведенные площади дресвяного (сильно выветрелого) слоя; добычу полезного ископаемого и его транспортировку.[2]

Вскрышные работы

Вскрышные работы выполняются  с расчетным опережением по отношению  к работам по добыче полезного  ископаемого.

Объем перемещаемых масс вскрышных работ требует значительных расходов. Стоимость добытого полезного ископаемого в значительной мере обусловливается затратами на вскрышные работы. На эффективность открытых разработок оказывает большое влияние также время года и переменчивость погоды. Процесс производства вскрышных работ слагается из следующих операций: снятие вскрышных пород, транспортировка их до отвалов и размещение в отвалах.

Снятие вскрышных пород  осуществляется механизированным способом с использованием землеройных снарядов, взрывным способом и с помощью  гидромеханизации.

Механизированная разработка вскрышных пород осуществляется с помощью бульдозеров, одноковшовых и многоковшовых экскаваторов, роторных экскаваторов, скреперов и других землеройных машин.

Бульдозеры используют на небольших карьерах, где вскрыша  представлена мягкими породами мощностью  до 0,5 м при дальности перемещения не более 120 м.

Одноковшовые экскаваторы  с вместимостью ковша 0,5 — 2 м³ широко применяют для вскрышных работ при сложном рельефе местности. Добываемые породы транспортируют во внутренние или внешние отвалы автосамосвалами грузоподъемностью от 5 до 25 т. Такая схема позволяет использовать для вскрышных работ то же оборудование, что и для добычи полезного ископаемого.

Одноковшовые экскаваторы  с ковшом на гибкой подвеске (драглайн) обладают по сравнению с прямой и  обратной лопатой более широким  радиусом действия не только в ширину, но и в глубину. Их можно устанавливать  на кромке вскрышного уступа.

Многоковшовые экскаваторы  являются высокопроизводительными  машинами непрерывного действия. Их используют при вскрышных работах для  верхнего черпания породы при высоте забоя до 25 м и для нижнего  черпания до 40 м. Один и тот же экскаватор может последовательно работать с верхним и нижним черпанием, обслуживая, таким образом, забой  глубиной в 50 м и более. Положительным  в работе этих экскаваторов при разработке рыхлых полезных пород (глин, песков) является рыхление и усреднение состава породы.

Роторные экскаваторы  относятся к высокопроизводительным землеройным снарядам непрерывного действия. Они легки в управлении, просты в конструктивном отношении  и обладают многообразием выполняемых  операций.

На песчаных и песчано-гравийных  карьерах вскрышные работы часто  выполняют с помощью скреперов, что по сравнению с экскаваторными работами и перевозкой материала  автотранспортом позволяет снизить  его стоимость и увеличить  производительность труда. Наличие во вскрышных породах крупных валунов ограничивает использование скреперов.

Вскрышные работы осуществляют также гидромеханическим способом путем размывания породы струей воды под давлением, который является одним из эффективных способов комплексной  механизации открытых разработок нерудных полезных ископаемых. [3]

Способы добычи различных  нерудных материалов

Буровзрывные работы применяют  для отделения твердых и плотных  пород от горного массива и  для дробления негабаритных кусков. Для лучшего использования добывающего  оборудования следует стремиться получать заданную степень измельчения породы непосредственно при ее отделении  от горного массива. Этот вид разработки полезного ископаемого осуществляется путем бурения в разрабатываемой  породе шпуров или скважин, заложения  в пробуренные скважины взрывчатых веществ и, наконец, взрыва.

После взрыва часть кусков взорванной горной породы может превосходить размеры кондиционных фракций. Эти  куски дробят взрывным или механическим способом. Взорванная горная порода грузится на транспортные средства экскаваторами.

В зависимости от вида каменных изделий, которые предполагают получить, отделенную от массива горную массу  крупных (негабаритных) размеров подвергают переработке. Развалку крупных глыб породы осуществляют взрывным способом или с помощью клиньев. Однако для получения из горной породы плит и блоков больших размеров взрывной способ не применяют, так как в  породе могут образовываться трещины. Отдельные блоки выпиливают или  выламывают из массива камнерезными и врубовыми машинами, а также  специальным инструментом. Для дальнейшей разделки и обработки полученный каменный материал транспортируют на специально предназначенные для  этой цели площадки или к месту  погрузки на транспортные средства.

Добычу рыхлых горных пород (песок, гравийно-песчаные смеси) осуществляют в открытых карьерах одно- и многоковшовыми экскаваторами, роторными экскаваторами, а также способом гидромеханизации. Разработка месторождений полезной породы открытым способом производится уступами. Уступ или горизонт —  это часть породы в карьере, рабочая  поверхность которой имеет форму  уступа и разрабатывается самостоятельными средствами выемки и транспорта.

Расположение забоев на уступе может быть различным в зависимости  от конкретных условий разработки и  применяемого оборудования. Обычно используют торцовый забой с боковой погрузкой. При этом угол поворота ковша экскаватора  не превышает 90°. В таком забое  удобно подавать транспорт под погрузку. Ширина торцового уступа при работе экскаватора с прямой механической лопатой составляет около 1,5 максимального  радиуса резания экскаватора, высота равна максимальному вылету ковша. Забои для драглайна и роторных экскаваторов в большинстве случаев  также располагают с торца  уступа, а цепных многоковшовых экскаваторов на железнодорожном ходу по откосу уступа.

Перемещение вскрышных пород  в отвалы и доставка полезного  ископаемого на заводы для переработки  осуществляется различными видами транспорта — автомобильным, конвейерным, железнодорожным и др. Наибольшее распространение получил автомобильный транспорт большой грузоподъемности.

Гидромеханизированная добыча предусматривает размыв добываемой рыхлой горной породы струей воды, выбрасываемой с большой скоростью через насадку из гидромонитора, с последующим перемещением ее в виде пульпы самотеком или под напором по трубопроводам к перерабатывающей установке. Первый способ с перемещением пульпы самотеком (по канавам и лоткам) экономически выгоднее. Однако в большинстве случаев применяют напорный транспорт.

Различают два основных способа  размыва пород гидромониторами — встречным забоем, когда монитор устанавливают на его подошве, и попутным — при установке монитора наверху забоя. Первый способ более производителен, так как он позволяет создать вруб по подошве и этим вызвать обвал породы, находящейся под врубом. Высота уступа гидромонтирного забоя может достигать 20 — 25 м. По мере разработки забоя производят перемещение гидромониторов.[2, 3]

 

1. Добыча  глины

 

Глину для производства керамических изделий добывают открытым способом в карьерах. Карьер представляет собой систему открытых выработок. Очертания карьера в плане  зависят от глубины и формы  залегания глины и характера  рельефа местности.

При разработке глины участки разбивают на ряд  горизонтальных слоев, которые разделяют  наклонными въездами. Каждый такой  слой называется уступом. Высота уступа зависит от состава глин и применяемых  методов разработки.

Пласт представляет собой массив осадочной горной породы, имеющей значительную длину и  ширину и ограниченный двумя параллельными  плоскостями напластования.

Мощность (толщина) пласта — это кратчайшее расстояние между кровлей (верхом) и почвой (низом) пласта.

В каждом уступе различают следующие элементы: откос, верхнюю и нижнюю площадку и бровку.

Откосом уступа называется наклонная или вертикальная рабочая поверхность уступа, ограничивающая его со стороны выработанного  пространства. Площадками уступа называют: верхней — горизонтальную часть  поверхности уступа, ограничивающую его по высоте, и нижней — нижнюю горизонтальную часть поверхности  уступа (подошва). Бровкой уступа называют линию пересечения откоса уступа с его верхней или нижней площадкой.

Поверхность уступа, являющаяся непосредственно объектом горных работ и перемещающаяся по мере разработки, называется забоем уступа.