Гипсовые вяжущие вещества

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА СМИиК

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Вяжущие вещества»

на тему: «Гипсовые вяжущие вещества»

Выполнил:

ст-т гр. С-226 Расулов А.Г.

Махачкала 2014г

Содержание

Введение

1. Характеристика гипсовых вяжущих материалов

2. Технологическая схема гипсовых вяжущих веществ

2.1 Дробление гипсового камня

2.2 Обжиг (вращающая печь)

2.3 Вторичный помол (шаровая мельница)

3. Определение режима работы предприятия и расчет материального баланса

3.1 Расчет емкостей складов и бункеров

3.2 Контроль производства и качества готовой продукции

4. Охрана труда и контроль производства

Список литературы

Введение

Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние.

Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими.

Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства.

Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности.

Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).

Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества, получаемые искусственно - путем обжига. Первым из них был - строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре.

Гипсовые вяжущие - большая группа воздушных вяжущих веществ, к которым относятся гипс, ангидритовое вяжущее, высокообжиговый гипс (эстрихгипс) и ангидритовый цемент. Гипсовые вяжущие вещества получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать.

В строительной практике очень часто гипс называют алебастром (от греч. alebastros - «белый»). Гипс - быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция, получаемого низкотемпературной (< 200 °С) обработкой гипсового сырья.

Процесс производства строительного гипса состоит в основном из дробления, помола и тепловой обработки (дегидротации) гипсового камня. Тепловая обработка гипсового камня может производится в варочных котлах, аппаратах для совмещенного помола и обжига гипса.

1. Характеристика гипсовых вяжущих материалов

Гипсовые вяжущие материалы - вяжущие вещества, главным образом воздушные, состоящие из полуводного сульфата кальция - полуводные гипсовые вяжущие, либо из безводного сульфата кальция - ангидритовые вяжущие.

К полуводным гипсовым вяжущим материалам относятся: строительный гипс, формовочный гипс, высокопрочный гипс, гипсоцементнопуццолановое вяжущее. Ангидритовые гипсовые вяжущие материалы включают: ангидритовый цемент, отделочный ангидритовый цемент, эстрихгипс (высокообжиговый гипс).

Исходным сырьем для получения полуводных гипсовых вяжущих материалов служит природный гипсовый камень или некоторые отходы химической промышленности, состоящие в основном из двуводного сульфата кальция. Двуводный гипс при нагревании выше 65° начинает обезвоживаться (дегидратируется) и при 100-140° превращается в полуводный гипс, имеющий модификации.

Кристаллы этих модификаций существенно различаются между собой размерами, оптическими характеристиками и другими свойствами. При затворении водой полуводный гипс схватывается и затем твердеет, переходя в кристаллический двуводный гипс. Этот процесс связан с образованием пересыщенного (по отношению к двуводному гипсу) раствора, в результате чего последний выделяется в коллоидно-дисперсном состоянии, а затем кристаллизуется с образованием агрегатного сростка. Конечная прочность кристаллического сростка достигается после его высыхания. Гидратация полуводного гипса сопровождается выделением тепла и некоторым увеличением объема.

Строительный гипс получают путем термической обработки дробленого или предварительно размолотого гипсового камня при температуре 140-190° в различных обжигательных аппаратах - варочных котлах, вращающихся печах, а также установках, позволяющих совмещать помол и обжиг. Сырье дробится в щековых или молотковых дробилках, помол производится в роликовых центробежных мельницах, шахтных и аэробильных мельницах.

Наиболее распространено производство гипса в варочных котлах - аппаратах периодического действия, представляющих собой стальные цилиндры, обмурованные кирпичной кладкой. Гипсовый камень поступает в котел в размолотом состоянии. Внутри котла помещаются лопасти для перемешивания нагреваемого порошка. Емкость котлов от 2,5 до 15 м3, производительность до 7-8 т/час. Начинают применяться варочные котлы непрерывного действия производительностью до 15 т/час. Непрерывный процесс производства гипса может быть также организован во вращающихся печах, имеющих производительность до 12 т/час. Обжиг гипса происходит в этом случае при обогревании топочными газами наружной поверхности вращающегося барабана или путем пропуска газов через барабан, где они непосредственно соприкасаются с гипсом. Строительный гипс, состоящий в основном из полугидрата, имеет объемный вес в рыхлом состоянии 800-1100 кг/м3, в уплотненном состоянии 1250-1400 кг/м3.

Строительный гипс применяется для производства гипсовых изделий, которые изготовляются из гипсового теста или гипсовых растворов и бетонов. Растворы на основе строительного гипса используются также для штукатурных и кладочных работ.

Формовочный гипс получают в основном теми же способами, что и строительный, но из более чистого сырья. Формовочный гипс имеет более тонкий помол - остаток на сите (918 отв/см2) составляет не более 2,5% по весу. Сроки схватывания примерно такие же, как и у строительного гипса. Предел прочности при растяжении образцов, высушенных до постоянного веса,- не менее 25 кг/см2. Объемное расширение изделий при затвердевании ограничено 0,15%. Формовочный гипс применяется в виде теста для изготовления различных форм в керамической промышленности, а также для архитектурных деталей.

Высокопрочный (технический) гипс изготовляется путем обработки гипсового камня насыщенным паром под давлением более 1,3 ат в спец. замкнутых аппаратах (автоклавах, демпферах, самозапарниках) с последующей сушкой материала. Сроки схватывания высокопрочного гипса мало отличаются от тех же сроков строительного гипса.

Изделия на основе высокопрочного гипса отличаются повышенными пластическими деформациями при работе под нагрузкой, в особенности во влажных условиях.

Эстрихгипс (высокообжиговый гипс) получают путем обжига природного гипсового камня или природного ангидрита при температуре 900° и выше с помолом обожженного продукта в порошок. При этом кроме ангидрита, образуется свободная известь, которая и служит катализатором. Он медленно схватывается и твердеет: начало схватывания наступает не ранее 2 часов, конец схватывания - через 6-10 часов. Эстрихгипс имеет предел прочности при сжатии через 28 дней твердения от 100 до 200 кг/см2. Удельный вес 2,8-3,0 г/см3, объемный вес в рыхлом состоянии 900-1200 кг/м3, а в уплотненном-1300-1700 кг/м3.

Твердение строительного гипса

Схватывание и твердение вяжущего вещества заключается в том, что при смешивании с водой оно образует пластичную массу, превращающуюся впоследствии в твердое камневидное тело с определенной прочностью. Это превращение происходит не сразу, а постепенно и обусловливается рядом химических и физических процессов.

Способность вяжущего вещества давать в смеси с водой пластичную массу является весьма ценным свойством. Это свойство сообщает строительным растворам удобообрабатываемость, позволяющую заполнить все детали формы или опалубки и придать еще не схватившейся массе ровную поверхность.

Процесс схватывания выражается в том, что пластичная масса, обладающая большой подвижностью, начинает густеть и уплотняться, что отвечает началу схватывания. В дальнейшем эта масса все больше уплотняется, окончательно теряет пластичность и постепенно превращается в твердое тело, не обладающее сначала существенной прочностью. Этот момент соответствует концу схватывания. После этого происходят дальнейшие химические и физические преобразования, сопровождающиеся нарастанием прочности. Последнее характеризует собой твердение вяжущих веществ. Схватывание рассматривают как начальную стадию процесса твердения, при которой происходит превращение пластичной массы в твердое тело.

При схватывании и твердении гипса полугидрат переходит в кристаллический двуводный гипс.

Большинство исследователей объясняет твердение вяжущего возникновением кристаллического сростка гидратных новообразований, выпадающих из раствора. При затворении вяжущего водой оно начинает растворяться с образованием насыщенного по отношению к вяжущему раствора. В результате реакции в растворе между компонентами вяжущего и водой возникают новообразования, менее растворимые, чем исходное вещество. По отношению к этим соединениям раствор оказывается пересыщенным, вследствие чего и происходит кристаллизация этих новообразований.

Растворимость полуводного гипса примерно в 3,5 раза выше растворимости двуводного. Поэтому раствор, насыщенный по отношению к полуводному гипсу, является пересыщенным по отношению к образующемуся двуводному, вследствие чего последний будет выделяться из раствора в виде кристаллов. В результате этого в растворе становится меньше сернокислого кальция. Это дает возможность раствориться в нем новой порции полуводного гипса до образования насыщенного раствора, из которого снова будут выделяться кристаллы двуЕОДного гипса. Этот процесс продолжается до полной гидратации и кристаллизации всего полуводного гипса.

Процесс твердения строительного гипса делится, по А. А. Байкову, на три периода.

Первый период -- растворение и образование раствора -- сопровождается небольшим повышением температуры, так как положительный эффект химической реакции компенсируется отрицательным эффектом растворения.

Второй период -- образование коллоидальной массы, или схватывание, -- характеризуется тем, что образующиеся в результате реакции гипса с водой продукты не могут растворяться в окружающей жидкой среде, а получаются в коллоидальном состоянии в виде геля, минуя растворение. В течение этого периода наблюдается быстрое повышение температуры (из-за отсутствия процесса рас: творения), в результате чего скорость реакции увеличивается. Затворенная водой масса теряет свою пластичность, но не приобретает механической прочности, так как между частицами материала еще нет сцепления.

Третий период -- кристаллизация и твердение -- характеризуется превращением геля в кристаллический сросток. В течение этого продолжительного периода, сопровождающегося ничтожным выделением тепла, нарастает механическая прочность массы.

Эти периоды твердения наступают не в строгой последовательности один за другим. Так, еще до образования насыщенного раствора па поверхности зерен гипса начинают появляться коллоидальные массы, 'а превращение этих масс в кристаллы начинается ранее окончания процесса коллоидации по всей массе затворенного водой материала.

Свойства строительного гипса

Для затворения строительного гипса приходится брать воду в значительно большем количестве, чем это необходимо для химических реакций. Чтобы получить гипсовое тесто нормальной консистенции при изготовлении литых изделий, требуется 60--80% воды от массы обычного строительного гипса и 35--45% воды от массы высокопрочного гипса. На химические же реакции нужно только 18,6% воды. Избыточное количество воды, оставшейся в порах затвердевшего 'материала, в дальнейшем испаряется и вызывает характерную для гипсовых изделий пористость, которая при использовании обычного строительного гипса составляет после высыхания 50--60% от общего объема затвердевшего гипса. Чем меньше воды было взято для затворения, тем плотнее и прочнее получается гипсовое изделие. Водо-потребность гипса зависит от формы и размеров кристаллов и от плотности кристаллических сростков. Существует ряд добавок-разжижителей, снижающих количество воды, потребное для получения теста нормальной густоты, и вместе с тем повышающих прочность затвердевшего гипса: глюкоза, меласса, декстрин, сульфитно-спиртовая барда и ее термополимеры, двууглекислая сода, глауберова соль и ряд других. Первые три добавки вводятся в гипс в смеси с известью.

При затворении строительного гипса водой во избежание комкования следует всыпать гипс в воду, а не наоборот. Плотность строительного и формовочного гипса обычно составляет 2500-- 2800 кг/м³, объемная масса в рыхлом состоянии 800--1100 кг/м³, а в уплотненном-- 1250--1450 кг/м³. Согласно ГОСТ 125--70, тонкость помола характеризуется остатком гипса на сите № 02 (номинальный размер ячейки в свету 0,0002 м): для 1-го сорта -- не более 15%, для 2-го -- 20%, а для 3-го -- 30%- Предел прочности при сжатии через 1,5 ч от начала затворения -- соответственно не менее 5,5; 4,5 и 3,5 МПа. Начало схватывания для всех сортов строительного гипса должно наступать не ранее чем через 4 мин

Водопотребность. Теоретически для гидратации полуводного гипса с образованием двуводного необходимо 18,6 % воды по массе вяжущего вещества. Практически же для получения теста стандартной консистенции по ГОСТ 23789--79 (нормальная густота) для (3-полугидра-та требуется 50--70 % воды, а для а-полугидрата -- 35-- 45 %. Стандартной консистенции соответствует расплыв массы до диаметра 180±5 мм.

Затвердевший гипс представляет собой твердое тело с высокой пористостью, достигающей 40--60 % и более. Естественно, что с увеличением количества воды затворения пористость гипсового изделия возрастает, а прочность уменьшается.

Водопотребность гипса увеличивается с повышением степени его измельчения. Вместе с тем измельчение его до удельной поверхности примерно 2500--3000 даже при некотором увеличении водопотребности смеси приводит к повышению прочности гипсовых отливок, поэтому целесообразно измельчать гипс тоньше, чем это предусмотрено стандартом.

Сроки схватывания гипса зависят от свойств сырья, технологии изготовления, длительности хранения, количества вводимой воды, температуры вяжущего вещества и воды, условий перемешивания, наличия добавок и др. Быстрее всех схватывается полуводный гипс, содержащий некоторое количество частичек неразложившегося двугидрата, являющихся центрами кристаллизации и вызывающих ускоренную гидратацию полуводного гипса. Схватывание гипса значительно ускоряется при за-творении его пониженным количеством воды по сравнению с тем, какое требуется для теста нормальной густоты, и наоборот.

Повышение температуры гипсового теста до 40--, 46 °С способствует ускорению его схватывания, а выше этого предела, наоборот, -- замедлению. При температуре гипсовой массы 90--100°С схватывание и твердение прекращаются. Это объясняется тем, что при указанных и более высоких температурах растворимость полуводного гипса в воде становится меньше растворимости двугидрата. В результате прекращается переход полугидрата в двугидрат, а следовательно, и связанное с ним твердение. Схватывание замедляется, если гипс применяют в смеси с заполнителями -- песком, шлаком, опилками и т. д.

Быстрое схватывание полуводного гипса является в большинстве случаев положительным его свойством, позволяющим быстро извлекать изделия из форм. Однако в ряде случаев быстрое схватывание нежелательно. Для регулирования сроков схватывания (ускорения и замедления) в гипс при затворении вводят различные добавки

Прочность гипсовых вяжущих определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 23789--79. Для этих вяжущих применяется условное обозначение с учетом их марки по прочности, сроков схватывания и дисперсности, например Г-5АП - гипс прочностью 5 МПа, быстротвердеющий (А), среднего помола

Прочность затвердевшего гипса в большой мере зависит от того количества воды, которое было взято при его затворении (водогипсовое отношение). По данным А. Г. Панютина, уменьшение водогипсового отношения с 0,7 до 0,4 позволяет увеличить прочность изделий из строительного гипса в 2,5--3 раза.

Прочность полуводного гипса при осевом растяжении в 6--9 раз меньше прочности при сжатии. Изделия из а- и р-полугидрата, изготовленные при одинаковом водогипсовом отношении, имеют близкие значения прочности.

Прочность на сжатие затвердевшего гипсового вяжущего и изделий из него в большой степени зависит от их влажности. В частности, даже сорбционное увлажнение до 0,5-1 % сухого гипсового образца, находящегося в воздухе с относительным содержанием паров воды 80-- 100 %, снижает его прочность до 60--70 % прочности в высушенном состоянии.

Ползучесть гипсовых изделий значительно уменьшается при введении в него портландцемента совместно с пуццолановыми (гидравлическими) добавками.

Долговечность. Изделия из р- и а-полуводиого гипса характеризуются большой долговечностью при службе их в воздушно-сухой среде. При длительном воздействии воды, особенно при низких температурах, когда изделия в водоиасыщенном состоянии систематически то замерзают, то оттаивают, они разрушаются.

Гипсовые изделия выдерживают обычно 15--20 и более циклов замораживания и оттаивания

Гипсовые изделия огнестойки. Они прогреваются относительно медленно и разрушаются лишь после 6--8 ч нагрева, т. е. при такой продолжительности пожара, которая маловероятна. Поэтому гипсовые изделия часто рекомендуют в качестве огнезащитных покрытий.

Стальная арматура в гипсовых изделиях в условиях нейтральной среды (рН = 6,5...7,5), особенно при значимой их пористости, подвергается интенсивной коррозии. Коррозия предотвращается при покрытии стали обмазками: цементно-битумной, цементно-полистирольной и др. Более надежно предварительно подвергать сталь металлизации цинком или алюминием, а затем покрывать указанными обмазками.

Области применения. Гипсовые вяжущие применяют главным образом для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, элементов заполнения междуэтажных и чердачных перекрытий зданий, вентиляционных коробов и других деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60%. Из гипса изготовляют разнообразные архитектурные, 'огнезащитные, звукопоглощающие и тому подобные изделия. Из р-гипса выполняют стеновые камни, панели и блоки, используемые при возведении наружных стен малоэтажных домов, а также зданий хозяйственного назначения. При этом необходимо защищать наружные гипсовые конструкции от увлажнения (устройство надежной гидроизоляции на фундаментах под стенами, увеличенных свесов кровли и т. п.), а полуводный гипс, изготовляемый по более сложной технологии, чем (3-полугидрат, с повышенными капиталовложениями и затратами энергоресурсов, должен использоваться при изготовлении таких изделий и конструкций, в которых его применение экономически оправдано. В частности, он является хорошим компонентом при изготовлении гнпсоцементно-пуццолановых вяжущих (ГЦПВ) высоких марок, пригодных для производства армированных сталью бетонных изделий и конструкций, не требующих термообработки для ускорения их твердения.

Строительный гипс является воздушным вяжущим веществом: при погружении затвердевшего гипса в воду прочность его снижается вследствие растворения двугидрата в воде и вызываемого этим разрушения кристаллического сростка.

Наряду с этим при увлажнении затвердевшего гипса влага адсорбируется внутренними поверхностями микрощелей и мпкротрещин и возникающее при этом расклинивающее действие водных пленок разъединяет отдельные элементы кристаллической структуры. При работе гипсовых изделий во влажных условиях начинают протекать процессы перекристаллизации, состоящие в растворении термодинамически неравновесных кристаллизационных контактов и росте свободных кристаллов двуводного гипса, что приводит к снижению прочности. В проточной воде затвердевший гипс разрушается особенно быстро. При последующей сушке прочность гипса снова возрастает. Защищенные от действия атмосферных осадков и сырости гипсовые изделия долговечны.

Зависимость прочности затвердевшего строительного гипса от влагосодержания выражается коэффициентом размягчения, представляющим собой отношение прочности образцов, насыщенных водой, к прочности образцов того же состава и возраста, высушенных до постоянной массы. Этот коэффициент колеблется от 0,3 до 0,5.

Известен ряд способов повышения водостойкости гипса: I) более сильное уплотнение при формовании гипсовых изделий; 2) введение в гипсовый порошок кремнийорганических соединений, синтетических смол или пропитка ими гипсовых изделий; 3) нанесение защитных покровных пленок из различных смол, гидрофобных веществ и ряда других материалов; 4) добавка портландцемента или доменных гранулированных шлаков совместно с активными минеральными добавками. Последний способ получил в настоящее время широкое распространение

Применение строительного гипса

Строительный гипс широко применяется для производства различных строительных изделий: панелей и плит для перегородок, листов для обшивки стен и перекрытий (гипсовая сухая штукатурка), стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, вентиляционных коробов и т. д.

Изделия из строительного гипса изготовляются без заполнителей (гипсовые) или с применением их (гипсобетонные). В качестве заполнителей используют древесные опилки, котельные и доменные шлаки, кварцевый песок. Органические заполнители улучшают гвоздимость и уменьшают объемную массу изделий.

Для армирования гипсовых изделий применяют деревянные рейки, картон, камыш, растительные волокна, древесную фибру.

измельченную бумажную массу и другие волокнистые материалы. Обычная стальная арматура без защитного поверхностного слоя (цементно-битумных, цементно-полистирольных и других обмазок) не может применяться в гипсовых изделиях, так как она подвергается коррозии.

Из строительного гипса можно изготовлять ячеистые изделия (пено- и газогипс), представляющие собой термоизоляционный строительный материал равномерно распределенными мелкими воздушными порами, образующимися вследствие введения и гипсовое тесто пено или газообразующих веществ.

Гипсовые изделия обладают сравнительно небольшой объемной массой, несгораемостью и рядом других ценных свойств. Гипсовые изделия применяются в сборном строительстве, что позволяет индустриализовать процесс строительного производства. Недостатками гипсовых изделий являются значительное снижение прочности при увлажнении, а также ползучесть, т. е. пластические (остаточные) деформации под нагрузкой, увеличивающиеся со временем, особенно если изделие увлажняется, поэтому гипсовые изделия не рекомендуется применять в помещениях с повышенной влажностью.

Строительный гипс используют для изготовления известково-гипсовых штукатурных растворов внутренних стен зданий. В известково-гипсовых растворах на одну объемную часть гипса берут от одной до пяти объемных частей известкового теста, которое замедляет схватывание и увеличивает пластичность раствора. С целью уменьшения расхода вяжущего и во избежание появления трещин при твердении извести к смеси прибавляют до трех объемных частей песка или другого заполнителя: шлака, пемзы, древесных опилок и т. п. Строительный гипс можно применять для штукатурки и без добавки извести, однако тогда необходимо введение замедлителей схватывания.

Гипс используют для изготовления архитектурных и скульптурных изделий. Из гипса делают искусственный мрамор, в состав которого кроме гипса входят мраморная мука и красители (пигменты); затворяют эту смесь клеевой водой. В состав смеси иногда вводят сернокислый калий.

Из-за большой пористости затвердевший гипс обладает малой теплопроводностью, поэтому он вместе с асбестом и другими материалами входит в состав термоизоляционных композиций.

В стекольном производстве гипс применяют для фиксации стеклоизделий при полировке, в частности в производстве зеркального стекла.

Формовочный гипс используют для отливки моделей, капов и форм в фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности, а технический (высокопрочный) гипс -- для изготовления моделей и форм в машиностроении. Оба эти вида гипса могут также использоваться для изготовления архитектурных и скульптурных изделий

2. Технологическая схема производства гипсовых вяжущих веществ

Рис. 1

2.1 Дробление гипсового камня

Щековая дробилка необходима для грубого дробления и измельчения сырья. Обычно ее используют для первичного или вторичного дробления материалов. Такие дробилки позволяют перерабатывать сырье с высокими твердости, не вызывая технических дефектов механизмов. Предел прочности составляет до 2500 кг/см² - любая горная порода

Гипсовый камень фракции до 500 мм поступает с помощью погрузчика и транспортной системы, состоящей из питателей и ленточного конвейера в щековую дробилку, где он дробится до фракции 20-60 мм. В щековой дробилке рабочими элементами являются две щеки: неподвижная и качающаяся, которая циклично приближается и ударяется от неподвижной щеки. При сближении щек кусок гипсового камня разрушается в результате приложения к нему концентрированных силовых воздействий в точках (на линия) соприкосновения с вершиной волны на броневых облицовочных плитах, установленных как на подвижной, так и на неподвижной щеках. Вершины волн на противоположных плитах смещены на Ѕ шага волны так, что в целом в куске возникает раскалывающе-разламывающие напряжения. Размер фракции регулируется размером выходной щели дробилки. Для регулирования производительности питателя используется шиберная заслонка, регулируемая приводом. Размеры ленточного конвейера подбирается исходя из габаритов участка дробления исходного материала, а также его производительности.

Молотковая дробилка используется для первичного дробления пород необразивных хрупких, мягких и средней прочности ( известняк, мел, гипс, асбестовая руда, кирпичный бой, каменный уголь, глина, мергель, твердый известняк и т.п.) с естественной влажностью не более 8-10%. Она применяется также для вторичного дробления материала размером 100-200 мм до 20 мм и мельче. Для дробления вязких или липких материалов, а также материалов с влажностью свыше 15% данная молотковая дробилка непригодна. Для материалов, способных к забиванию, применяются молотковые дробилки с подвижной плитой.

В молотковых дробилках материал измельчается за счет удара быстровращающихся молотков по кускам материала, ударов кусков друг о друга и о броневые плиты, на которые материал отбрасывается. Достоинство молотковых дробилок состоит в невысоких удельных энергозатратах. Дробление ударом в этой дробилке дает больший эффект измельчения, чем дробление раздавливанием. К достоинствам молотковых дробилок относятся также: простота и компактность конструкции, достаточная надежность, небольшой вес, непрерывность работы, большая производительность.

Молотковые дробилки различаются по способу крепления молотков, их расположению, числу роторов, по направлению вращения роторов (реверсивные и нереверсивные), по форме дробящих плит, по типу и положению загрузочного устройства. Молотковая дробилка СМД 147А.00.00.000 относится к однороторным нереверсивным дробилкам со степенью дробления 12.

2.2 Обжиг (вращающая печь)

Изобретение относится к устройствам обжига сыпучего материала для получения цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности. Вращающаяся печь содержит цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи сыпучего материала, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник, и снабжена установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки. Корпус смонтирован горизонтально и изготовлен, по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны.

Рис. 2

При этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по периметру однонаправленных ломаных винтовых линий и одинаковых ломаных винтовых карманов треугольной формы по наружной и внутренней поверхности корпуса. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей, повышение интенсивности теплообмена и упрощение эксплуатации вращающейся печи. 6 ил.

Вращающаяся печь для обжига сыпучего материала состоит из корпуса 1, опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус 1 смонтирован горизонтально и вращается, обеспечивая лавинообразный процесс движения в нем частиц сыпучих материалов. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6. В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх), на фиг.1 они не показаны. Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Вращающаяся печь снабжена с одной стороны питательной трубой 7 для подачи частиц сыпучих материалов в корпус 1, а с противоположной стороны головкой 8 для подачи топлива и воздуха. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух: в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному навстречу движущемуся сыпучему материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр - подогреватель 9, создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплооменники 11. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи периферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Для охлаждения частиц сыпучих материалов печь снабжена колосниково-переталкивающим холодильником 14. Корпус 1 оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.

2.3 Вторичный помол (шаровая мельница)

Шаровые мельницы широко применяют для грубого и тонкого помола материалов. Принцип действия шаровых мельниц состоит, в измельчении материла ударом и частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане. В зависимости от скорости вращения барабана мельницы различают два основных режима работы мелющих тел: при малой скорости - каскадный, при большой водопадный.

При каскадном режиме мелющие тела перекатываются и материал измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий. При водопадном режиме работы шары в результате трения о внутреннюю поверхность корпуса поднимаются вместе с корпусом до точки А, называемой точкой “отрыва”, а затем падают вниз к точке “падения” В. В этой точке происходит измельчение материала под действием ударных усилий.

Во время вращения мельницы наблюдаются оба режима работы дробящей загрузки, так как часть шаров работает в каскадном, а часть в водопадном режиме.

гипс вяжущий обжиг качество

3. Определение режима работы предприятия и расчет материального баланса

При непрерывном режиме работы с остановками только не капитальный ремонт, фонд времени работы рассчитывают по формуле:

ГФ.ПР=(365-n)х3х8

n-число дней на капитальный ремонт(15-20)ср.17 дней.

ГФ.ПР=(365-15)х3х8=4949час/год

При двухместном режиме работы, при непрерывной неделе, фонд времени работы предприятия составит:

ГФ.ПР=(365-m)х2х8

M - число выходных и праздничных дней в году.

ГФ.ПР =(365-117)х2х8=3968 час/год

Годовой фонд времени работы технологического оборудования с учетом планового ремонта, составит:

Гф.об= ГФ.ПР * кисп

Где Кисп - это коэффициент использования оборудования.(0.90)

Гф.об=4949х0.90=4454.1 час/год

Производительность предприятия по готовой продукции определяется по формуле:

Производительность предприятия готовой продукции в сутки.

Псут=пгод/N,

где Пгод - Заданная готовая производительность. 250000

N - Количество рабочих дней в году.

Псут=250000/248=1008.06 тонн/сут

Производительность предприятия по готовой продукции в смену.

Псмен. =ПГОД/N*P

P- Число смен.

Псмен = 250000/248х2=504.03 тонн/смен

Производительность предприятия по готовой продукции в час.

Пчас=Пгод/Гф.пр=250000/8352=419,16 тонн/час.

Расчет сырьевых материалов для получения вяжущего производится на «сухое вещество», а затем с учетом влажности.

Количество влажности сырья:

Пвл=Псух*100/100-w

W - Естественная влажность сырья.

Гипсовый камень:

Пвл=250000х100/100-0.05=250125,06тонн

Таблица 1 Расчет производственной программы.

Наименование материала	Выпуск продукции в тоннах
	В год	В сутки	В смену	В час
Гипсовый камень	250000т	1008.06т	504.03т	63т

Выбор оборудования и компоновка поточной линии.

Выбор оборудования осуществляется исходя из потребностей производительности для каждой операции:

Noбор =Пчас/Ппасп*Писп,

где Пчас - необходимая производительность цеха или передела.

Ппасп - паспортная производительность отдельного вида оборудования.

Писп - коэффициент использования оборудования, по нормативам обычного (0,85-0,95)

2. Молотковая дробилка:

Noбор=160/10х0,9=15,07

3. вращающая печь

Noбор=120/110х0,9=1.21

4. Шаровая мельница

Noбор=110/12х0,9=2

Таблица 2. Потребность предприятия в электроэнергии.

№ п/п	Основное оборудование и его наим. с электродвигателем	Кол-во единиц оборудования	Мощность электродвигателя КВт	Коэфф. использ. времени	Коэфф. загружения по мощности	Потребляемая эл.энергия с учетом коэффициента использования и загруженности по мощности
			Единица	общая
1	Молотковая дробилка	15	25	25	0,85	0,54	21,25
2	Вращающая печь	1	120	120	085	0.7
3	Шаровая мельница	2	6325	12650	0,85	0,8	10752
Итого			27335			23411

3.1 Расчет емкостей складов и бункеров

1.VМАТ=Q*Z/N

VМАТ - Объем материала на складе.

Q - Годовой расход материала.

N - Число рабочих дней в году.

Z - Нормы общего запаса в сутки.

Определяем объем гипсового камня:

VМАТ=25000*10/248=10080.645тонн

Определяем объем силосного склада:

Vc=ПГод*СН/365*Ро.нас*КЗ.

ПГод - Производительность завода по готовой продукции, т/год.

СН - Число суток нормируемого запаса.

Ро.нас - Насыпная плотность материала т/м.куб

КЗ. - Коэффициент заполнения силоса, обычно применяется (0,9)

Число суток нормированного запаса принимают: для клинкера 4-10,активных минеральных добавок и гипса 15-30,цемента 10-20.

1.Гипсовый камень:

Vc=25000*20/365*1,35*0,9=1128,66м³.

Емкость расходных бункеров рассчитывается на 2-4 часовую производительность аппаратов, перед которыми они установлены.

Vбун=пап*т/Ро*КНАП

Где Пап - Производительность аппарата т/час.

Т - время запаса, час.

Ро - Насыпная плотность материала т/м³.

1 Молотковая дробилка

Vбун=150*3/1,2*0,9=337,5м³.

2 Вращающа печь

Vбун=12*3/1,2*0,9=33

3.Шаровая мельница:

Vбун=26*3/1,2*0,9=168,75 м³.

3.2 Контроль производства и качества готовой продукции

Таблица 3.

№ п/п	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контрольного прибора	Место отбора пробы или установки датчика контр. прибора
Контроль качества сырьевых материалов, поступающих на завод:
	Гипсовый камень:
1	Влажность	3-4 часа	Весы, сушильный шкаф	Из вагонов
Контроль при изготовлении сырьевой смеси:
2	Влажность гипса	1 раз в сутки	Весы, сушильный шкаф	Из вагонов
3	Степень дробления гипса	1 раз в сутки	Весы, сито d=25мм	После дробления
4	Тонкость помола	2-3 раза в смену	Секундомер, метод воздухонепроницаемости	Мельница
Контроль качества готовой продукции:
6	Удельный вес	1 раз в смену	Прибор Лешателье ГОСТ 310-60	Силос
7	Насыпная плотность	1 раз в смену	Весы, мерный цилиндр	Силос
8	Пористость	1 раз в смену	Весы, мерный цилиндр	Силос
9	Влажность	1 раз в смену	Весы, сушильный шкаф	Силос
10	Водопоглощение	1 раз в смену	Весы	Силос
11	Морозостойкость	1 раз в смену	ГОСТ 4800-57	Силос
12	Усадка и расширение	1 раз в смену	Штангенциркуль	Силос
13	Коррозийная стойкость	1 раз в смену	ГОСТ 4798-57	Силос
14	Теплота гидратации	1 раз в смену	Термосный метод	Силос
15	Сроки схватывания	1 раз в смену	Прибор Вика	Силос
16	Нормальная густота	1 раз в смену	ГОСТ 2544-44	Силос
17	Равномерность изменения объема	1 раз в смену	ГОСТ 310-44	Силос
18	Марка и активность	1 раз в смену	ГОСТ 310-44	Силос
19	Тонкость помола	1 раз в смену	Сито. № 008, весы	Силос

4. Охрана труда и контроль производства

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению клинкера, перемешиванию, складированию и отгрузке огромных масс материалов, наличию большого количества электродвигателей, особое внимание при проектировании заводов и их эксплуатации должно уделяться созданию благоприятных условий для безопасной работы трудящихся. Организацию охраны труда следует осуществлять в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности».

Поступающие на предприятие рабочие должны допускаться к работе только после их обучения безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодное повторное обучение по техники безопасности непосредственно на рабочем месте. На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, площадки и т.д. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура. Обслуживание дробилок, мельниц, печей, шлаков, транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться в соответствии с правилами безопасности работы у каждой установки. Шум, возникающий при работе многих механизмов, характеризуется высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму (90 Дб). К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест относят применение демпфицирующих прокладок между внутренней стеной мельниц и броне футерованными плитами, замену в паровых мельницах стальных плит на резиновые. При этом звуковое давление снижается в 5-12 раз. Укрытие мельниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источников шума звукопоглощающими материалами также дает хороший результат. В том числе большая задымленность на заводах ликвидируется при накладке аспирационных систем, установки очистных систем (их герметичность). В задымленных местах рабочие должны применять средства защиты от пыли.

Контроль производства. Контроль за продукцией, в нашем случае цементе осуществляется с помощью цеховых лабораториях. Они работают для систематического наблюдения за установленными нормами технологического процесса в целях выпуска качественной продукции. Химический состав клинкера колеблется в сравнительно широких пределах. Главный оксид цементного клинкера - СаО, SiO, Al O, Fe O, суммарное содержание которых 95 - 97 %. Кроме них также могут входить в не больших соединениях оксид магния, сернистый ангидрид, двуокись титана, оксид хрома, оксид марганца и др. Химический анализ клинкера проводят по методике, регламентированной ГОСТ 5382 - 73. При этом определяют процентное соотношение оксидов. Повышенное содержание оксида кальция обуславливает быстрое твердение. По ГОСТ 10178 - 76 оксида магния должно быть не больше 5%. Прокаливание проб цементов при 1000 - 1200 С в процессе химического анализа определяют п.п.п. Они имеют большое практическое значение для характеристики готового п.ц.

Для определения качества конечного продукта используют правильно приготовленные образцы и испытание на сжатие и на изгиб.

Список литературы

1. К.В. Чаус, Ю.Д. Чистов, Ю.В. Лабзина: Технология производства строительных материалов, изделий и конструкций М.: Стройиздат 1988.

2. С.Г. Гаряев, М.В. Сопин Основы технологии и технико-экономическая оценка производства строительных материалов, изделий и конструкций БелГТАСМ.

3. Конспект лекций доцента кафедры маркетинга Никифоровой Евгении Петровны.

4. Ю.С. Лурье. «Портландцемент». Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. Ленинград 1963г. Москва.

5. Ю.М. Бутт, В.В.Тимашев. «Портландцемент». Москва.: Стройиздат 1974.

6. © remstroyru.com

7. Источник: "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006.

8. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. - Портландцемент. М.: Стройиздат, 1974.- 341 с.

9. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979. - 358 с.

10. Воробьев, В.А.; Комар А.Г. Строительные материалы: учеб. для вузов.- М., «Стройиздат» 1971. - 456 с.

11. Колокольников В.С. - Производство цемента. М.: Высшая школа, 1967. - 548 с.

12. Сулименко, Л.М.Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005. - 334 с.

Размещено на Allbest.ru