Строительные материалы и специальные технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Технология конструкционных материалов

1. Охарактеризуйте технологическую схему производства портландцемента «сухим способом»

Процесс производства портландцемента складывается в основном из следующих основных операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, состоящей из дробления, помола и усреднения ее состава; обжига сырьевой смеси (получение клинкера); помола клинкера в тонкий порошок.

В зависимости от вида подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производств портландцементного клинкера. При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевом смеси осуществляются в присутствии определенного количества воды, а при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами.

При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства портландцемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы.

Сухой способ производства. При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химических свойств сырья.

Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах при использовании в качестве сырья известняка и глины. Производство портландцементного клинкера в этом случае складывается из следующих операций.

После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1%, после чего измельчают в сырьевую муку. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате - сепараторной мельнице. Этот способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу.

Сырьевую муку заданного химического состава получают путем дозирования сырьевых компонентов в мельницу с последующим усреднением и корректированием сырьевой шихты в специальных смесительных силосах, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием СаСОз).

Затем подготовленная сырьевая смесь поступает в систему циклонных теплообменников, состоящую из нескольких ступеней циклонов. Время пребывания смеси в циклонных теплообменниках не превышает 25-30 с. Из циклонов материал подается в печь, откуда клинкер пересыпается в холодильник. После охлаждения клинкер направляется на склад. Другие технологические операции при сухом способе производства - подготовка гидравлических добавок и гипса, помол цемента, его хранение и отправка потребителю - такие же, как и при мокром способе.

2. Грунтовые компонеты, входящие в состав битумов и их технические характеристики

Значительно большие запасы природных битумов содержится а составе битумосодержащих пород.

Битумы, находящиеся в этих породах, образовались при совместной миграции нефти и воды вследствие отделения от нефти наиболее активных смолисто-асфальтовых веществ с примесью адсорбированных ими тяжелых углеводородов и не связаны с образованием самих пород.

Битумсодержащие породы в зависимости от условий использования их в дорожном строительстве подразделяются:

а) рыхлые;

б) массивные.

К массивным осадочным битумсодержащим породам относятся преимущественно породы химического и органогенного происхождения - битумсодержащие известняки, доломиты, а также сцементированные обломочные породы - песчаники с прочностью более 100 кгс/см².

К рыхлым осадочным битумсодержащим породам относятся преимущественно породы обломочного происхождения - битумсодержащие пески и сцементированные малопрочные песчаники.

Битумсодержащие породы в зависимости от количества в них битума подразделены на:

а) породы с малым содержанием битума (менее 4% по массе);

б) со средним (4-14% по массе);

в) с повышенным (14-25% по массе);

г) с высоким содержанием битума (более 25% по массе).

Битумсодержащие породы включают природные битумы различной консистенции:

твердые - с температурой размягчения выше 90°C,

вязкие - с температурой размягчения 35-90°C,

жидкие - с температурой размягчения ниже 35°С.

Известняки - осадочные горные породы, состоящие из сцементированных зерен кальцита, обычно с примесью глинистого материала, кремнезена, окислов железа, иногда глауконита и др. По содержанию MgCO3 классифицируются на разновидности: известняки (0 - 5%), доломитизированные известняки (5 - 18%), доломиты (18 - 21%);

По содержанию нерастворимых примисей различают мергелистые известняки (5 - 15%) и мергель (15 - 30%).

Классифицируются на следующие литологические типы: кристаллические, органогенные, обломочные и со смешанной структурой. Прочность, пористость и морозостойкость известняков колеблется в широких пределах. Наиболее прочные - кристаллические.

Песок фракционный - природный песок, поставляемый в естественном состоянии с улучшенным зерновым составом и с разделением на четыре сорта по крупности: средний, мелкий, очень мелкий и пылеватый.

Песчаники - осадочные обломочные сцементированные горные породы, состоящие из мелких зерен минералов, преимущественно кварца, связанных природным цементом в более или менее плотное тело. В зависимости от разновидности природных цементов различают кремнистые, известковые, железистые, гипсовые, глинистые, битуминозные и др. виды. Прочность определяется видом цемента, характером сцепления с зернами песка, плотностью породы и колеблется от 10 до 150 МПа.

3. Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси и асфальтобетон: характеристика, применение

Щебеночно-мастичного асфальт был разработан в середине шестидесятых годов в качестве асфальтового покрытия с высоким сопротивлением от нагрузки шипованных шин. Это было дальнейшее развитие асфальтовомастичного покрытия согласно которого наносилось на поверхность дороги вручную или же с распределительных бункеров и затем посыпалось щебнем 5 / 8 или 8 / 11 с последующим завальцовыванием. Щебеночно-мастичный асфальт можно охарактеризовать подобно литому асфальту по долговечности и стойкости, его можно транспортировать и укладывать так же, как и асфальтобетон. Минеральная смесь, составленная с высоким содержанием зерен грубого класса образует крупнозернистый каркас, промежутки между которым заполняются битумным раствором. При этом стабилизирующие добавки выполняют задания

держателей вяжущего. Кроме того, толстая пленка вяжущего с добавками оказывает положительное влияние на процессы старения и усталости материалов.

Свойства и области применения:

Покрытия из щебеночно-мастичного асфальта особенно стойкие и долговечные. Они хорошо зарекомендовали себя на дорожных покрытиях с большим транспортным и климатическим нагрузкам.

Покрытие из щебеночно-мастичного асфальта, благодаря высокому содержимому щебня, в сочетании с мастикоподным раствором при верном смешивании и квалифицированном нанесении имеет следующие свойства:

· высокая устойчивость к деформациям

· высокая износостойкость

· безопасность к образованию трещин при термических или механических нагрузках

· зернистая текстура поверхности

· хорошая макрошорсткость

· долгосрочная выносливость

Щебне-мастичный асфальт может применяться для дорог, дорожек и других поверхностей дорожного движения. Он стал стандартом для автобанов, федеральных дорог и городских дорог с высокой нагрузкой. Особым преимуществом щебеночно-мастичного асфальта является то, что он - в определенных пределах - может быть устроен с целью выравнивания нерегулярной толщины без опасений последующего неравномерного уплотнения.

Долгосрочное сцепление с дорожным покрытием может быть достигнут при применении камней с различным коэффициентом полировка для тонкой фракции щебня.

Очень важным фактором для заполнения пустот покрытия щебеночно-мастичного асфальта, особенно для асфальтов типа 0/8 S и 0/8 является форма зерна. Мелкий щебень продажа которого есть у большинства производителей с размером зерна 2 / 5 мм может при плоской или острой форме негативно влиять на концентрацию пустот, степень заполнения и уплотненного асфальта.

Изменение концентрации пустот путем изменения концентрации вяжущего технически имеет смысл лишь в небольших пределах. Если нужно сделать значительные изменения концентрации пустот в образцах по Маршаллу, то такие изменения следует делать в следующей последовательности:

· Общее содержание щебня

· Соотношение отдельных фракций щебня

· Концентрация наполнителя

· Концентрация вяжущего.

4. Дегтебетон: состав, свойства, применение

дегтебетон портландцемент щебеночный асфальтобетон

Дегтебетоном называют материал, полученный в результате уплотнения дегтебитумной смеси, приготовленной путем смешивания в горячем состоянии щебня (гравия), песка, минерального порошка и дегтя, взятых в определенном соотношении.

Дегтебетон состоит из щебня (гравия), песка, минерального порошка и дегтя взятых в определенных соотношениях.

Классификация дегтебетона:

По крупности зерен минеральной части различают: 

- крупнозернистые дегтебетоны с размером зерен до 40 мм;

- среднезернистые дегтебетоны с размером зерен до 25 мм;

- мелкозернистые дегтебетоны с размером зерен до 15 мм;

- песчаные дегтебетоны с размером зерен до 5 мм;

В зависимости от удобообрабатываемости дегтебетонные смеси бывают:

- жесткие;

- пластичные.

По плотности дегтебетоны бывают двух видов:

- плотные;

пористые. 

По температуре приготовления и укладки:

- горячие; 

- холодные. 

В свою очередь горячие плотные (щебеночные и гравийные) мелкозернистые смеси в зависимости от содержания в них щебня (гравия) подразделяют на два типа: 

- I тип (Б) - содержание щебня (гравия) - 35-50%;

- II тип (В) - содержание щебня (гравия) - 20-35%.

Холодные дегтебетоны подразделяют на две марки: I и II.

Проектирование состава дегтебетонной смеси производят по предельным кривым плотных смесей, т.е. по той же методике, что и асфальтобетонов. При подборе, т.е. при проектировании состава необходимо обеспечивать оптимальное содержание дегтя в смеси, т.к. даже небольшое отклонение от него заметно влияет на свойства дегтебетона.

Для приготовления дегтебетона применяют те же минеральные материалы, что и для асфальтобетона, но песок должен быть только дробленый.

Так, предел прочности при сжатии при t=20^оС должен быть не менее 2,2 МПа. Коэффициент водостойкости не менее 0,8, набухание - не более 1% по объему. Это требования для плотных дегтебетонов из горячих смесей.

Требования к физико-механическим свойствам дегтебетонов из холодных смесей соответственно предел прочности при сжатии - не менее 1,2 МПа, коэффициент водостойкости не менее 0,65, набухание - не более 3% по объему.

По некоторым физико-механическим свойствам дегтебетон уступает асфальтобетону: он обладает меньшей прочностью и теплостойкостью. Но, в то же время он обладает повышенной износостойкостью. Кроме того дегтебетонные покрытия имеют повышенную шероховатость, а следовательно, более высокий коэффициент сцепления колеса с дорогой. Ну и естественно, повышенную безопасность движения транспорта. Это объясняется тем, что деготь имеет меньшую вязкость, более слабые когезиционные силы межмолекулярного взаимодействия, наличие летучих веществ. Вот эти летучие вещества в составе дегтя ускоряют срок формирования структуры дегтебетона в покрытии, а также способствуют более интенсивному изменению его различных свойств.

Дегтебетон менее пластичный в сравнении с асфальтобетоном, что также связано с составом и структурой дегтей.

Для повышения прочности, теплоустойчивости и деформативной способности при пониженных температурах в дегтебетонах необходимо применять дегти с добавкой полимеров.

Дегтебетонную смесь приготавливают в асфальтобетонных установках с мешалками (смесителями) принудительного действия. Так как деготь имеет пониженную вязкость, то обволакивание им зерен минерального материала протекает лучше, чем при применении битумов, в результате чего сокращается время перемешивания материалов. По этой же причине облегчается уплотнение смесей при устройстве покрытий.

В качестве минеральных материалов при приготовлении дегтебетона используют щебень из природных или искусственных материалов, причем он может быть изготовлен из более кислых пород, т.к. деготь обладает хорошим сцеплением с такими материалами.

В качестве вяжущего применяют дорожный каменно-угольный деготь марок Д-5 и Д-6 - для горячего дегтебетона и марок Д-3 и Д-4 - для холодного.

Деготь очень чувствителен к действию высоких температур, при которых он значительно изменяет свои свойства. Поэтому при производстве дегтебетонной смеси следует строго придерживаться установленной для каждой марки дегтя температуры нагрева, не допуская ее превышения.

Так, дегти марок Д-3 и Д-4 нагревают до 80-100? С, а марок Д-5 и Д-6 - до 100-130^оС. При этом продолжительность нагрева должна быть минимальной.

Минеральные материалы нагревают до 100-140^оС, чтобы температура дегтебетонной смеси при выпуске из смесителя была выше 130^оС.

Укладка и уплотнение горячей дегтебетонной смеси производится при ее t=80-120^оС.

Дегтебетон применяют для устройства покрытий на дорогах низших категорий вне населенных пунктов, т.к. дегтебетон имеет резкий неприятный запах и выделяет вредные вещества.

Дегтебетонные покрытия менее долговечны, чем асфальтобетонные, т.к. дегтебетон обладает меньшей водо- и теплостойкостью.

Кроме того дегтебетоны интенсивно стареют в результате испарения легких фракций из дегтя и окисления его под действием погодно-климатических факторов. Это приводит к тому, что дегтебетонные покрытия в зимнее время менее трещиностойки, чем асфальтобетонные.

При действии высоких летних температур дегтебетонные покрытия в большей степени размягчаются и на них появляются пластические деформации.

Поэтому для приготовления дегтебетонных смесей следует применять каменные материалы с зернами угловатой формы и с шероховатостью и часть природного песка заменять искусственным.

Дегтебетон рекомендуется использовать также для устройства нижних конструктивных слоев покрытий, где температура нагрева материала от солнечных лучей на 6-8^оС ниже, чем в верхнем слое.

При производстве дегтебетонной смеси необходимо систематический контроль качества выпускаемой продукции. Особое внимание следует обращать на точность дозировки дегтя и температурный режим приготовления смеси.

5. Грунты укрепленные вяжущими материалами, для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог: целесообразность применения, область применения

Грунты укрепленные вяжущими материалами применяются для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов в соответствии с действующими строительными нормами.

Укрепленный грунт - искусственная смесь, получаемая смешением на дороге или в смесительных установках грунтов с органическими вяжущими (жидкими битумами и битумными эмульсиями) и активными добавками и без них или с органическими вяжущими совместно с минералами. Грунты, укрепленные вяжущими материалами (укрепленные грунты), в зависимости от их физико-механических свойств, категории автомобильной дороги или класса аэродрома, дорожно-климатической зоны и других факторов должны применяться для устройства верхнего или нижнего слоя основания под усовершенствованные капитальные и усовершенствованные облегченные покрытия, а также для устройства усовершенствованных облегченных, переходных или низших покрытий с устройством слоя износа.

Целесообразность применения укрепленных грунтов в конструктивных слоях дорожных одежд или аэродромных покрытий удешевляет стоимость строительства, затраты на ремонт и содержание, повышения производительности труда, уменьшения перевозок строительных материалов. Возможность укреплять грунты не только в установках, но и методом смешения на дороге - одно из преимуществ укрепленных грунтов в сравнении с другими искусственными конгломератами. Метод смешения на дороге позволяет осуществлять работы в любых труднодоступных (в том числе для монтажа и функционирования смесительных установок) местах. Для смешения различных грунтов и отходов промышленности с вяжущими (органическими, неорганическими и комплексными) существует разнообразный парк машин и механизмов, обеспечивающих надлежащее дозирование вяжущих, однородность перемешивания смеси, а также требуемую плотность материала в конструктивном слоев дорожной одежды.

дегтебетон портландцемент щебеночный асфальтобетон

Область применения органоминеральных смесей и укрепленных грунтов

Размещено на Allbest.ru