Экология строительных материалов

Реферат
Содержание скрыть

В основу всех мероприятий по экологической защите положен принцип нормирования качества окружающей природной среды. Этот термин означает установление нормативов (показателей) допустимых воздействий человека на природную среду. А под самим качеством окружающей природной среды понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям.

Согласно природоохранному закону Российской Федерации (2002) соблюдение экологических нормативов обеспечивает:

экологическую безопасность населения;

  • сохранение генетического фонда человека, растений и животных;
  • рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в целях устойчивого развития.

Основные экологические нормативы качества и воздействия на окружающую природную среду подразделяются на:

санитарно-гигиенические:

  • предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК);
  • допустимый уровень физических воздействий (шума, вибрации, ионизирующих излучений и др.);

производственно-хозяйственные:

  • допустимый выброс вредных веществ;
  • допустимый сброс вредных веществ;
  • допустимое изъятие компонентов природной среды;
  • норматив образования отходов производства и потребления;

комплексные показатели:

  • допустимая антропогенная нагрузка на окружающую природную среду;
  • нормативы санитарно-защитных зон;
  • строительные и градостроительные правила и т.п.;

— Предельно допустимая концентрация (ПДК) — представляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства, а также минимизирует экологический ущерб природным сообществам.

Для атмосферного воздуха установлены два норматива, ПДК — разовый и среднесуточный. Максимальна разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р. ) не должна вызывать, при вдыхании воздуха в течение 30 минут рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз и др.).

Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКс.с. ) не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействие при определенно долгом (годы) воздействии.

Допустимый уровень радиационного и иного физического воздействия на окружающую среду — это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. Допустимый уровень радиационного воздействия определяется на основании «Норм радиационной безопасности» (НРБ-96).

9 стр., 4327 слов

Защита человека и окружающей среды от воздействия вредных и опасных факторов

... среды, гигиенических требований и рекомендаций, высокоэффективных технологий профилактической направленности Опасные и вредные факторы и их воздействие на человека В течение всей жизни человек находится под непрерывным влиянием факторов окружающей среды, благоприятных или вредных для здоровья. Все факторы ...

Установлены нормы и для других физических воздействий.

Допустимый выброс или сброс — это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается выбрасывать данным конкретным предприятием в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них ПДК загрязняющих веществ и других неблагоприятных экологических последствий.

Допустимые нормы антропогенной нагрузки на окружающую среду — это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.

В последнее вопросы экологии стали важнейшими проблемами человечества, так как развивающие промышленное производство, транспорт и энергетика резко увеличили нагрузку на окружающую среду. Требует специальных мероприятий борьба с вредными выбросами; возрастают объемы техногенных отходов, так как только незначительная часть природных ресурсов превращается в конечную продукцию, а основная становится отходом; для экологической безопасности требуется повышенный контроль за качеством материалов и производственным процессом.

В зависимости от допустимой температуры применения и остаточной прочности при температурном воздействии в качестве вяжущих используют: ортофосфорную кислоту, жидкое стекло, высокоглиноземистый и глиноземистый, а также обычные портландцементы и шлакопортландцементы. В качестве заполнителей применяют щебень и песок из корунда, циркония, муллитокорунда, шамота, керамзита, вермулита, боя шамотных или высокоглиноземистых огнеупоров и кирпича. Кроме того, в состав бетона обязательно вводят тонкомолотые добавки. В качестве тонкомолотой добавки могут использоваться хромитовая руда, бой шамотного или обычного кирпича, андезит, пемза, лессовидный суглинок, гранулированный доменный шлак, топливный шлак и зола-унос.

Выбор вида бетона определяется в каждом случае в зависимости от условий и температуры службы конструкций (тепловых агрегатов в черной и цветной металлургии, в химической, нефтеперерабатывающей и машиностроительной промышленности, мощных котельных агрегатов и дымовых труб), а также с учетом экономических

показателей — стоимости исходных материалов, возможности использования местного сырья.

1.

1. Классификация строительных материалов

К основным строительным материалам относятся:

Природные каменные материалы и изделия

Искусственные обожженные каменные материалы из глины

Минеральные вяжущие вещества

Искусственные каменные необожженные материалы и изделия:

Тепло- и звукоизоляционные материалы

Битумные вяжущие вещества, гидроизоляционные и кровельные рулонные

Стекло, шлакоситаллы и изделия из них;

Металлические изделия;

Лесоматериалы;

Краски, лаки и другие материалы.

1.1 Природные строительные материалы

Каменные природные строительные материалы — строительные материалы, получаемые в результате механической обработки горных пород.

8 стр., 3608 слов

Строительные камни

... работ. Инертные строительные материалы, получаемые при переработке строительных камней используют в качестве заполнителей тяжёлых бетонов. Для легких бетонов используют щебень, полученный из пористых горных пород, а ... для отмосток при дорожном строительстве и других работах. Штучные камни представляют собой изделия правильной геометрической формы с обработанными поверхностями. Основной вид такой ...

Горные породы, используемые для производства, разделяются на следующие группы:

И зверженные глубинные — гранит, диорит, сиенит, лабрадорит, габбро и др.

И зверженные излившиеся — базальт, андезит, диабаз, туф вулканический.

О садочные — известняк мраморовидиый, плотный, пористый (ракушечник), доломит.

В зависимости от способа обработки различают материалы и изделия из горных пород:

Д обываемые выпиливанием из массива (изделия для каменной кладки, мраморные блоки) или выкалыванием (гранитные блоки);

П иленые из блоков-полуфабрикатов с последующей обработкой (облицовочные плиты, профильные детали);

К олотые , получаемые раскалыванием блоков с последующей обработкой скалывающими инструментами (бортовой камень);

Г рубооколотые, без последующей обработки (брусчатка);

Р ваные — продукт взрывания горных пород и последующего разделения на фракции (бутовый камень);

Д робленые (щебень, каменная крошка, песок); молотые (минеральный порошок);

С ортированные , получаемые сортировкой природных залежей окатанных обломков горных пород (валуны, булыжник, гравий);

П лавленые (каменное литье).

Назначение каменных природных строительных материалов определяет выбор горной породы, свойства которой должны соответствовать условиям службы материала или изделий в здании и сооружении.

Для кладки фундаментов применяют бутовый камень, колотый и пиленый камень из осадочных, метаморфических и изверженных горных пород. В современном индустриальном строительстве, как правило, используют бетон или бутобетон.

Изделия для наружной и внутренней облицовки зданий делаются механизированным способом из блоков камня, добываемых без применения взрывных работ, из горных пород, не затронутых выветриванием. Из полученных на карьерах блоков (распиливанием на станках и последующей обработкой) изготавливают также разнообразные изделия и детали — ступени, парапеты, ограждения и др. Для дорожного строительства применяются камни бортовые, брусчатка, колотый и булыжный камень, щебень, гравий, песок и минеральный порошок

Для подземных сооружений и мостов применяются камни и плиты из изверженных и осадочных пород, которые должны выбираться в соответствии с условиями их службы.

Материалы и изделия для речных и морских гидротехнических сооружений используются в виде камней правильной или неправильной формы из изверженных, метаморфических и осадочных пород. Содержание глины в осадочных породах допускается не более 3,5%; в открытых порах и кавернах — не более 5%.

1.2 Искусственные строительные материалы

искусственным строительным материалам

Искусственные строительные материалы и изделия

9 стр., 4394 слов

Строительные материалы

... пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства. Бутовый камень служит материалом ... 2. Использование в промышленности для получения других материалов: керамики, вяжущих веществ (цемента, извести, гипса) стекла и др. Искусственные строительные материалы разделяют по главному признаку их отвердевания ( ...

Искусственные строительные материалы получают, в основном, из природных материалов. При этом конечный продукт отличается от использованного в его производстве сырья и по физическим и по химическим свойствам. В процессе переработки сырья происходят различные химические реакции, которые в корне меняют его свойства. В качестве примера можно привести искусственный камень, который может имитировать любой натуральный камень, но при этом он достаточно прочный и доступный в цене.

Природные строительные материалы проходят лишь механическую обработку, при этом сохраняются все химические и физические свойства материалов. Широко применяются сегодня в строительстве такие природные материалы, как песок, гравий, щебень, дерево, камень, глина, известь и др.

1.3 Вяжущие материалы

Вяжущими материалами называются строительные материалы, способные в результате физико-химических процессов переходить из жидкого или тестообразного состояния в твёрдое камневидное, связывая при этом смешанные с ним куски и частицы инертных заполнителей (щебень, гравий, керамзит, песок) в одно монолитное целое (бетон) или соединять кирпич, камни и т.д.

неорганические минеральные вещества:

В зависимости от условий твердения вяжущие материалы делятся на две группы:

воздушные

гидравлические

Для наземных сооружений применяются воздушные и гидравлические вяжущие материалы, для подземных, гидротехнических, подводных сооружений — только гидравлические.

Воздушная известь,

При обработке водой негашёная известь переходит в гашёную, содержащую в основном . При гашении извести ограниченным количеством воды получается пушонка . При гашении извести большим количеством воды образуется известковое тесто или известковоемолоко , которое применяют при изготовлении строительных растворов для кладки стен и штукатурки. В больших количествах известковое молоко используется для нейтрализации и очистки сточных вод. На воздухе известковые растворы постепенно твердеют с кристаллизацией в толще раствора и с образованием в поверхностном слое при взаимодействии с воздуха.

Гипсовые вяжущие, Строительный гипс, Ангидритовый цемент, Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс)

Гидравлические вяжущие материалы принадлежат к более сложным веществам, основу которых составляет смесь:

Наиболее известными и распространёнными являются различные цементы.

1.4 Цемент

Цементы составляют большую группу неорганических вяжущих, порошкообразных материалов, образующих при смешении с водой пластичную массу, затвердевающую в прочное каменное тело.Основными видами цементов являются: портландцементы, пуццолановые, шлаковые, глинозёмистые, расширяющиеся, романцементы, цементы с наполнителями.

портландцементы

Химический состав портландцемента, Минералогический состав портландцемента, Марки цемента, Процесс твердения портландцемента

Для удобства написания формул различных соединений, с которыми приходится иметь дело в химии и технологии вяжущих соединений, приняты особые сокращенные обозначения, в которых оксиды обозначаются первой буквой относящейся к ним формулы, а индексы около букв означают число эквивалентов данного оксида.

Например,обозначаются как , , и .

Свойства цемента

коэффициентом насыщения (КН),

9 стр., 4272 слов

Производство цемента

... цементная промышленность выпускает специальные цементы, предназначенные для особых условий службы бетона и специальных целей. Значительное количество разновидностей цементов получается на основе портландцементного клинкера ... и другими материалами. Обжиг производится в специальных печах. Обычно цементообжигательная печь - это ... чем тоньше размолот цемент, тем выше его качества и тем большую прочность ...

коэффициент насыщения кремнезема оксидами кальция выражается следующей формулой:

где — общее содержание оксида кальция в смеси, мас.%, — свободный оксид кальция, т.е. не вошедший в реакцию с другими (кислыми) оксидами, — общее содержание оксида кремния, — не вошедший в реакцию кремнезем, определяемый по величине нерастворимого остатка.

Коэффициент насыщения представляет собой отношение количества оксида кальция, оставшегося после полного насыщения им глинозёма, оксида железа и серного ангидрида соответственно до , и к тому количеству оксида кальция, которое необходимо для полного насыщения кремнезема до .

Величина КН обычно выражается формулой:

  • Низкий коэффициент насыщения вызывает более медленное твердение вследствие повышенного содержания и пониженного . Поэтому необходимо стремиться к более высокому КН, но при одном непременном условии, чтобы оксид кальция полностью связывался в составляющие клинкер соединения. Для портландцемента КН = 0,8-0,95 %;
  • силикатным или кремнеземистым модулем (n);

определяющим отношение содержания вошедшей в реакцию кремнекислоты к суммарному содержанию глинозёма и оксида железа:

Для портландцемента n = 1,7-3,5.

Величина n определяет относительное содержание минералов-силикатов (и) и минералов-плавней () и выражается формулой:

  • Цементы с высоким силикатным модулем медленно схватываются и твердеют, но с течением времени прочность их возрастает и через длительные сроки оказывается весьма высокой. Повышение силикатного модуля увеличивает стойкость цементов в минерализованных водах, но высокийn затрудняет спекание портландцементного клинкера. Низкий же силикатный модуль вызывает затруднения при обжиге из-за легкоплавкости сырьевой смеси, сваривания её в куски и возможности образования на футеровке печи толстого слоя колец (навара), затрудняющего перемещение клинкера вдоль печи;
  • глинозёмным или алюминатным модулем (Р);

показывающим отношение содержания глинозёма к содержанию оксида железа:

Величина P = 1,0-3,0. Величина Р определяется отношением алюмината к алюмоферриту кальция:

Цементы с высоким глинозёмным модулем, т.е. повышенным содержанием , быстрее схватываются и твердеют, но зато достигнутая в первое время прочность в дальнейшем мало или почти не возрастает. Такие цементы менее устойчивы к действию минерализованных вод. Обжиг их затруднён вследствие повышенной вязкости жидкой фазы, что замедляет процесс образования . При малой же величине глинозёмного модуля, т.е. при более значительном содержании оксида железа, цементы медленно схватываются и твердеют, но дают более высокую конечную прочность. Клинкер в этом случае делается весьма легкоплавким, что может вызывать образование сводов и больших комьев.

Существует два основных способа производства цемента: мокрый и сухой. Производство цемента в основном состоит из следующих операций:

  • добыча сырья;
  • приготовление сырьевой смеси (дробление исходных материалов, помол и гомогенизация смеси);
  • обжиг сырьевой смеси;
  • помол обожженного продукта в тонкий порошок.

При мокром способе сырьевую смесь измельчают вместе с водой. Получаемая сметанообразная жидкость шлам — содержит 32-45% воды. При мокром способе легче получить однородную (гомогенную) сырьевую смесь и меньше пыление. Поэтому он чаще применяется при значительных колебаниях химического состава известкового и глинистого компонентов. Этот способ используют и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, легко измельчаются и диспергируются водой. Наличие в гипсе посторонних примесей, для удаления которых необходима вода (отмучивание), также предопределяет выбор мокрого способа (рис.2.1).

18 стр., 8574 слов

Экономические основы технологии производства кирпича керамического

... Цель курсовой работы изучить экономические основы технологии производства кирпича керамического. Задачами является изучить основные материалы кирпича керамического, технологию производства, описание кирпича керамического. 1. Основные сырьевые материалы для производства кирпича керамического 1.1 Свойства, состав сырьевых материалов Для производства керамического кирпича и керамических ...

Рис.2.1. Схема производства портландцемента по мокрому способу:

1 — подача извести; 2 — подача глины; 3 — сырьевая мельница; 4 — шламобассейны; 5 — вращающаяся печь; 6 — подача угольного порошка; 7 — подготовка угольного порошка; 8 — склад клинкера; 9 — подача гипса; 10 -силосы для цемента; 11 — отгрузка цемента.

Размол сырья в присутствии воды облегчается и на измельчение расходуется меньше энергии (на дробление и помол тратится 60-80% всей электроэнергии, расходуемой на производство цемента).

Недостаток мокрого способа — значительно больший расход топлива при обжиге.

сырьевой мукой

Сухой способ производства целесообразен при сырье с относительно меньшей влажностью и более однородным составом. Он же практикуется в случае, когда в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей . Расход топлива при сухом способе во вращающихся печах горазда меньше, чем при мокром. Поэтому доля сухого способа в производстве цемента возрастает.

Сырьём для цемента служат природные материалы (гипсовые, известковые, глинистые, мергелистые, магнезиальные, высокоглинозёмистые, кремнезёмистые породы и др.) и промышленные отходы (шлаки, золы, нефелиновый шлам и др.).

Регулирование свойств цемента производится при помощи добавок: активных (гидравлических), наполнительных, ускоряющих или замедляющих схватывание, ускоряющих твердение, поверхностно-активных, пеногазообразующих, повышающих кислото- и жаропрочность, и др. Для ускорения обжига клинкера применяют фториды щелочных и щелочноземельных металлов (чаще всего ), соли кремнефтористоводородной кислоты, сернокислый и хлористый кальций и др.

Обжиг сырьевой смеси ведётся при 1450°С во вращающихся и шахтных печах, в которых сырьевая смесь превращается в клинкер . Наиболее часто применяются вращающиеся печи, представляющие собой наклонный (под углом 3-4° к горизонту) вращающийся стальной барабан, в загрузочную часть которого подаётся сырьевая смесь, а со стороны выгрузочной части (головки) печи через форсунки подаётся топливо. Внутри барабан выложен огнеупорной футеровкой. Скорость вращения печи 0,5-1 об/мин. Поступивший в печь материал движется по направлению к головке печи, по пути подвергается обжигу и поступает в холодильник. Материал при обжиге заполняет от 7 до 15% пространства печи. Топочные газы движутся вдоль барабана навстречу обжигаемому материалу, проходят пылеулавливающее устройство и выбрасываются через дымовую трубу в атмосферу. Длина вращающейся печи колеблется от 60 до 185 м, диаметр от 2,2 до 5 м. Производительность печей 10-75 т/ч.

28 стр., 13973 слов

Туннельная печь обжига кирпича ОАО «Ивановский завод керамических ...

... туннельной печи. Выявлены вредные и опасные факторы, возникающие при эксплуатации туннельной печи, разработаны мероприятия по предупреждению и снижению воздействия их на обслуживающий персонал. 1. ОПИСАНИЕ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ СУШКИ И ОБЖИГА ... На ООИ «Взаимопомощь» для сушки красного кирпича применяют камерные сушилки системы ... возгонка горючих продуктов. Растрескивание глины при сушке, вследствие усадки ...

зона сушки

гранулометрический состав

Полученный цемент пневмотранспортом направляется в железобетонные башни цилиндрической формы (

1.5 Шлакопортландцемент

Для получения шлаковых цементов, наиболее распространенным из которых является шлакопортландцемент, в сырьевую смесь вводят различные гранулированные шлаки, в основном доменные и электротермофосфорные (до 30-60%).

Шлакопортландцемент получают путём совместного помола портландцементного клинкера и доменного гранулированного шлака или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельчённых материалов.

быстротвердеющего шлакопортландцемента

Главным преимуществом шлакопортландцемента, кроме высоких строительно-технических свойств, является реальная экономия при его производстве клинкера и топлива. Использование одной тонны доменного гранулированного шлака экономит 600-700 кг клинкера. При производстве шлакопортландцемента в среднем экономится 30-40% топлива по сравнению с обычным цементом.

Использование доменных шлаков для производства цемента выгодно и металлургам, продающим эти многотоннажные отходы. К этому надо добавить ещё экологические преимущества за счёт уменьшения добычи сырья и отсутствия свалок для шлака со всеми вытекающими отсюда последствиями.

1.6 Строительная керамика, . По назначению изделия строительной керамики делятся на:

стеновые изделия (кирпич, керамические камни и панели из них);

  • фасадные или облицовочные (лицевой кирпич, плитки различного вида);
  • кровельные (черепица);
  • канализационные и дренажные трубы;
  • керамические заполнители для бетонов (керамзит, аглопорит);
  • санитарно-технические изделия (умывальные столы, ванны, унитазы).

грубой керамикой

Особенностью строительной керамики является широкое использование повсеместно распространённых в природе легкоплавких и частично тугоплавких глин, сравнительно грубая переработка масс и обжиг изделий при относительно низких температурах, порядка 900-1100°С.

В последние годы в производстве строительной керамики широко используются отходы горнодобывающих отраслей (угледобычи, золы ТЭЦ и другие отходы).

В широких масштабах проведены опытно-промышленные испытания использования различных отходов для производства кирпича, пустотелого керамического камня, панелей с высокими экономическими и экологическими показателями. Однако широкому промышленному внедрению этих разработок в значительной мере мешает инертность и обычная бюрократическая волокита.

За последние годы построено много новых крупных полностью механизированных заводов по производству кирпича, фасадных и облицовочных изделий, лёгких керамических заполнителей для бетонов. Созданы мощные перерабатывающие и формирующие механизмы. Современные заводы оснащены высокопроизводительными туннельными печами.

сушка и обжиг

1.7 Кирпич

Основным видом стеновой керамики является кирпич глиняный обыкновенный (красный), имеющий форму параллелепипеда размером 250-120-65мм. С целью снижения объемного веса кладки и улучшения теплоизоляционных свойств разработаны различные разновидности кирпича, в том числе дырчатый, пористо-дырчатый, полуторный, пустотелые камни, по размерам кратные обычному кирпичу.

12 стр., 5777 слов

Автоматизация производства керамических изделий

... [3]. 2. Характеристика объекта автоматизации производства керамических изделий автоматизация производство керамический изделие В качестве объекта автоматизации рассмотрим завод по производству керамического кирпича. Стеновую керамику в настоящее время ... обработка глины и приготовление керамической массы; 3) формование кирпича или камней; 4) сушка; 5) обжиг. 2.1 Добыча глины Добыча глины включает ...

Кирпич изготовляют из глины с отощающими добавками (например, песок, шлак, гидратированная глина) или без них посредством формовки, сушки и обжига. Общая технологическая схема производства кирпича по «мокрому» или «пластичному» способу представлена на рис.2.2 и включает следующие этапы:

  • добычу глины в карьере и транспортировку её на кирпичный завод;
  • подготовку глины путём предварительного разрыхления и перемешивания с водой, отощающими и выгорающими добавками и нагревания паром.

Выгорающие добавки (древесные опилки, уголь, шлак с остатками топлива и др.) придают изделию повышенную пористость, улучшают теплозащитные свойства и морозостойкость;

  • формовку сырца с помощью ленточного пресса, из мундштука которого глиняная масса с влажностью (17-35%) выходит в виде ленты и затем разрезается на автоматическом резальном аппарате;
  • сушку сырца в камерных или туннельных сушках;
  • обжиг при 900-1100°С преимущественно в туннельных печах.

Кроме « мокрого » способа для изготовления кирпича широко применяется метод прессования, при котором сырец формуется из глиняной массы с влажностью 8-10% на специальных прессах под давлением 100-150 кг/см2 .

Обжиг кирпича имеет свои особенности, поскольку скорость нагревания и охлаждения существенно влияет на его качество. В период нагрева до 100-150°С, когда происходит интенсивное выделение остаточной влаги сырца, возможно образование трещин и даже разрушение сырца. Далее скорость повышения температуры может быть увеличена вплоть до достижения конечной температуры, при которой требуется несколько часов, чтобы в изделии завершился процесс спекания и усадки. При охлаждении кирпича наиболее опасным является период прохождения температуры 500-600°С, при котором происходят объёмные изменения кварца, почти всегда присутствующего в глинах. Общая длительность обжига составляет 20-48 ч и зависит как от особенностей глин, так и от конструкции печи.

Рис. 2.2. Схема производства строительного кирпича:

1 — экскаватор; 2 — вагонетка с глиной; 3 — бегуны; 4 — подаватель; 5 — ленточный пресс; 6 — вальцы; 7 — многоэтажная вагонетка;

8 — резательный аппарат; 9 — сушила; 10 — туннельная печь; 11 — сырец.

На новых заводах используется исключительно туннельные печи, позволяющие полностью механизировать загрузку и выгрузку сырца и кирпича, улучшить контроль и регулирование процесса и уменьшить расход топлива (благодаря более полному использованию тепла топочных газов).

Туннельная печь

Туннельная печь работает следующим образом. Обжигаемые изделия поступают на вагонетках в зону нагрева. Платформы вагонеток плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной под (нижняя часть) печи. Продольные края вагонеток имеют щитки, которые продвигаются по песочному затвору, расположенному по обеим сторонам рельсового пути. Таким образом, оси, колеса вагонеток и рельсы защищены от действия высокой температуры, развиваемой в печи. По истечении определённого времени (0,5-3 ч) цепь вагонеток проталкивается вперёд на расстояние, равное длине одной вагонетки. При этом вначале зоны освобождается место для новой вагонетки, а из зоны охлаждения выходит вагонетка с обожжёнными изделиями.

47 стр., 23403 слов

Производство огнеупорного кирпича

... от температуры обжига; 1. Современное состояние производства огнеупорного кирпича 1 Сырьевые материалы и анализ факторов, формирующих основу процессов ... глины (10%) и осадка фильтрпрессов сахарного производства (2-3%) способствовала повышению пластических свойств масс и обеспечила получение кирпича марок 100-125 с морозостойкостью более 15 /20/. Структурообразование огнеупорных материалов ...

силикатный

1.8 Черепица

Черепица является керамическим материалом для покрытия скатов и коньков крыш. Благодаря своим низким эксплуатационным расходам, красивому и нарядному виду во многих районах нашей страны и за рубежом черепица долгое время являлась основным кровельным материалом и в настоящее время, её используют в больших количествах, как в сельском, так и в городском жилищном и промышленном строительстве.

Широко применяется черепица следующих типов:

  • пазовая штампованная с одинарным или двойным боковым и поперечным закроями и с двумя шипами;
  • пазовая ленточная с одинарным или двойным боковым закроем с одним или двумя шипами;
  • плоская ленточная с одним или двумя шипами;
  • коньковая (желобчатая) с одинарным закроем для перекрытия коньков крыш.

По своей структуре черепица должна быть более плотной, чем кирпич, не должна пропускать влаги и быть морозостойкой и механически прочной. Сырьём для черепицы служат легкоплавкие, хорошо спекающиеся, достаточно пластичные и малочувствительные к сушке глины.

Черепицу изготовляют только способом формования

На Палемонасском керамическом заводе (г. Каунас, Литва) впервые в мировой практике освоено производство черепицы с добавкой шламов от очистки сточных вод гальванических производств, в основном состоящих из гидрооксидов железа и содержащих в небольших количествах хром, медь, цинк, олово и другие металлы. Черепица при этом получается более высокого качества (за счет железа).

Однако самое главное — это то, что высокотоксичные шламы гальванических производств переводятся в безвредную форму (оксиды, силикаты, алюминаты, ферриты и т.д., практически не растворимые в воде), т.е. решается важнейшая экологическая задача защиты окружающей среды от тяжелых металлов.

1.9 Керамзит и аглопорит

Керамзит и аглопорит условно относят к керамическим материалам, поскольку сырьевые материалы и способы их получения, в том числе термическая обработка, подобны тем, которые применяются в технологии производства строительной керамики из легкоплавких глин. В настоящее время керамзит и аглопорит получают в огромных количествах.

Керамзитом называют искусственный пористый материал ячеистого строения, получаемый путем обжига

Технология керамзита состоит из следующих основных операций:

  • подготовки сырья;
  • приготовления гранул и подготовки их к обжигу;
  • обжига и охлаждения гранул;
  • рассева материала на фракции с дроблением крупных кусков до требуемого размера.

Обжиг гранул имеет особенности. В обжигаемом глинистом материале при различных температурах протекают сложные физико-химические процессы:

  • дегидратация;
  • выгорание органических добавок;
  • диссоциация;
  • взаимодействие между компонентами глины;
  • реакции окисления и восстановления и другие процессы;
  • образование расплава и размягчение материала.

При быстром обжиге материала температурные интервалы, в которых протекают эти процессы, сближаются и накладываются один на другой, что позволяет совместить процессы газообразования с размягчением материала, — достижением им определенной вязкости, при которой происходит вспучивание глины. При этом важно чтобы к моменту интенсивного газовыделения произошло спекание поверхностного слоя гранул с образованием закрытых пор. В противном случае газы удаляются, не вспучивая материал. Продолжительность обжига обычно составляет 30-60 мин при 1150-1250 о С.

В настоящее время проведены успешные испытания использования нерегенерируемых масел и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ или эмульсол), широко применяемых в машиностроении и являющихся многотоннажными токсичными отходами, для производства керамзита. Полезно используются отходы машиностроительных производств и, соответственно, уменьшается загрязнение сточных вод этими продуктами.

Аглопоритом

Технологическая схема производства аглопорита состоит из:

  • подготовки шихты необходимой газопроницаемости;
  • загрузки шихты на решётку агломерационной машины;

термической обработки шихты при 1400-1700 о С за счет сжигания топлива (специально введённого или имеющегося в шихте) с поверхности при одновременном просасывании воздуха сверху вниз;

  • охлаждения получаемого бруса или гранул;
  • дробления охлаждённого продукта;
  • сортировки аглопорита по фракциям.

санитарно-технические изделия

Технологическая схема поточного производства санитарно-технических изделий значительно сложнее, чем получение кирпича, черепицы, керамзита и аглопорита. В качестве сырья для фаянсовых и полуфарфоровых изделий применяют огнеупорные глины (20-30%), каолины (25-32%), кварцевый песок (25-30%), обожженный бой изделий (6-16%), плавни (до 20%).

В полуфарфоровые массы для лучшего спекания материала вводят большое количество плавней (легкоплавкие материалы).

Формуют изделия на конвейерах методом литья водных суспензий (шликера ) в гипсовые формы с последующими сушкой полуфабриката, нанесением глазури и обжигом при 1240-1280о С. В состав глазури входят кварц, полевой шпат, мел, мрамор, доломит, сода, поташ, бура, соединения свинца и бария. При обжиге глазурь образует на поверхности изделия тонкий стекловидный слой, повышающий технические и декоративные качества изделий.

1.10 Стекло

Стекло — вещество, полученное при остывании расплава в виде изотропного, хрупкого, прозрачного или просвечивающегося тела. В отличие от кристаллических плит, плавящихся при нагревании, стекло при повышении температуры постепенно размягчается вплоть до образования расплава, при этом постепенно изменяются свойства стекла. Переход стекла из жидкого состояния в твёрдое — обратимый процесс. Затвердевшее стекло, будучи переохлаждённой системой, находится в состоянии неустойчивого равновесия и при определённых температурных условиях может закристаллизоваться.

стеклопластиками

безопасного»

Технология производства стекла включает следующие основные процессы:

  • подготовку сырьевых материалов;
  • смешение этих материалов и приготовление однородной шихты;
  • варку стекла;
  • формование и обжиг стекла.

В некоторых случаях требуется химическая, механическая и термическая обработка изделий.

главные стеклообразующие материалы

Стекольная шихта должна быть однородной, поскольку от этого зависит качество стекломассы. Поэтому сырьевые материалы предварительно измельчают, просеивают и тщательно перемешивают.

Варка строительного стекла проводится в ванных печах (рис.2.3) и подразделяется на собственно варку, осветление, гомогенизацию и охлаждение (так называемую студку стекла).

Процесс стеклообразования начинается при 1200-1240 о С. Для шихт, содержащих кремнезём, углекислые кальций, магний и натрий, процессы, протекающие между компонентами шихты при нагревании, можно представить следующей схемой:

300 о С ,

400 о С ,

340-620 о С ,

450-700 о С ,

585-900 о С ,

912 о С полное разложение + ,

700-900 о С ,

600-920 о С ,

980-1150 о С ,

1010-1150 о С ,

1200-1240 о С стеклообразование.

Рис. 2.3 Конструкция ванной печи для формовки листового стекла:

  • а — продольный разрез;
  • б — поперечный разрез;
  • 1 — варочная часть;
  • 2 — зона студки;
  • 3 — заградительное приспособление в области стекломассы (керамические брусья «лодки» или охлаждаемые водой трубы);
  • 4 — перегородка в области пламенного пространства;
  • 5 — горелки;
  • 6 — пламенное пространство;
  • 7 — загрузочный карман.

Варка стекла обычно производится при 1400-1450 о С, осветление и гомогенизация — при 1500о С, студка — при 1200о С. Проварившаяся стекломасса, как правило, содержит большое число видимых газовых пузырьков, удаление которых происходит при максимальной температуре и минимальной вязкости.

Формование

Формование стеклянных изделий производится следующими методами:

  • вытягиванием (листовое оконное и трубчатое стекло);
  • прокаткой (толстое зеркальное листовое стекло);
  • прессованием (плитка, изоляторы, стаканы, вазы);
  • выдуванием (бутылки, склянки, плафоны);
  • прессовыдуванием (консервная тара, осветительная арматура).

Для осуществления каждого из этих методов формования применяются разные приспособления и различные по своей конструкции и принципу действия машины.

1.11 Ситалл и шлакоситалл

Ситалламиназываются кристаллические материалы, получаемые при введении в расплавленное стекло катализаторов, в результате чего в объёме материала возникают центры кристаллизации, на которых происходит рост кристаллов основной фазы. Термин «ситаллы» предложен профессором МХТИ им. Д.И. Менделеева И.И. Китайгородским и происходит от слов «стекло» и «кристалл».