Портланд цемент өндірісі үшін шикізат материалдарын есептеу арқылы дәлелдеу.Шыны өндірісінің даму тарихы. Портландцементты клинкер өндіріс тәсілінің дәлелдеуі.Негізгі қасиеттері мен қолдану салалары

Портланд цемент өндірісі үшін шикізат материалдарын есептеу арқылы дәлелдеу.
Шыны өндірісінің даму тарихы.
Портландцементты клинкер өндіріс тәсілінің дәлелдеуі.
Негізгі қасиеттері мен қолдану салалары.

Портландцемент қазіргі кездегі өндірістік, азаматтық, тұрмыстық, ауылшаруашылық, гидротехникалық және жол құрылысындағы негізгі материал болып табылады. Еліміздегі құрылыстың қарқынды өсуі цемент өндірісінің жылдамдығының өсуіне, 1953 ж. 15 млн. т-дан 1970 ж. 95 млн. т-ға шейін, себепші болды. Цемент сапасы үздіксіз жоғарылап келеді, атап айтқанда беріктілік көрсеткіштері өсіп келеді — портландцементтің орташа маркасы 500-ден асты.
Портландцемент құрамы
Портландцемент деп біріккенге дейін күйдірілетін, нәтижесінде клинкерде кальций силикаттарының басым мөлшері түзілетін әктас пен саздың шикізаттық қоспасын ұсақтау нәтижесінде алынатын, суда да, ауада да қатаятын гидравликалық байланыстырушы затты айтамыз. Біріккен, өлшемі 40 мм-ге дейін жететін шикізаттық қоспа клинкер деп аталады; цементтің маңызды қасиеттері клинкердің сапасына тәуелді: даму жылдамдығы мен беріктілігі, төзімділігі, түрлі эксплуатациялық шарттарға тұрақтылығы.
Цементтің бірігу мезгілдерін реттеу үшін ұсату кезінде клинкерге күкірт қышқылының ангидридіне SO3 санағанда цемент салмағының 1,5%-нан кем емес және 3,5%-дан аспайтын мөлшерде гипс қосады. Портланцементті қоспаларсыз немесе цемент салмағының 15%-на дейінгі мөлшерде белсенді минералды қоспалар қосып шығаруға болады.
Клинкер саасы оның химиялық және минералогиялық қасиеттеріне байланысты.
Портланцемент өндірісінде қолданылатын әктас негізінен екі тотықтан тұрады — СаО мен СО2, ал саз — құрамында негізінен SіO2, А12О3, Fe2O3тотықтары бар түрлі минералдардан

Пайдаланылған әдебиеттер:
1. Бобкова И.М., Дятлова П.М., Куницкая Г.С. Общая технология силикатов.-Минск. Высшая школа. 1987, 288 с.
2.Дудеров И.Г., Матвеев Г.М., Суханова В.Б. Общая технология силикатов.-М.: Стройиздат. 1987.-560 с.
3. Таймасов Б.Т. и др. Технология производства портландцемента.-Шымкент, ЮКГУ,2004.-293 с.
3. Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров.-М.: Стройиздат. 1985.-464 с.
4. Химическая технология стекла и ситаллов./Под ред. М.М. Павлушкина.-М.:Стройиздат,1983.-426 с.
5. Горчаков Г.И. Құрылысматериалдары. АударғанТемірқұлов Т.Т.-Алматы.2000.-397 б.

Пән: Құрылыс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

СӨЖ
Тақырыбы: Портланд цемент өндірісі үшін шикізат материалдарын есептеу арқылы дәлелдеу. Шыны өндірісінің даму тарихы. Портландцементты клинкер өндіріс тәсілінің дәлелдеуі.. Негізгі қасиеттері мен қолдану салалары.

Орындаған: Орынгалиева М.М
Тобы: ХН-221
Тексерген: Лебаева Ж.Т

Семей 2015
Портландцемент
Портландцемент қазіргі кездегі өндірістік, азаматтық, тұрмыстық, ауылшаруашылық, гидротехникалық және жол құрылысындағы негізгі материал болып табылады. Еліміздегі құрылыстың қарқынды өсуі цемент өндірісінің жылдамдығының өсуіне, 1953 ж. 15 млн. т-дан 1970 ж. 95 млн. т-ға шейін, себепші болды. Цемент сапасы үздіксіз жоғарылап келеді, атап айтқанда беріктілік көрсеткіштері өсіп келеді -- портландцементтің орташа маркасы 500-ден асты.
Портландцемент құрамы
Портландцемент деп біріккенге дейін күйдірілетін, нәтижесінде клинкерде кальций силикаттарының басым мөлшері түзілетін әктас пен саздың шикізаттық қоспасын ұсақтау нәтижесінде алынатын, суда да, ауада да қатаятын гидравликалық байланыстырушы затты айтамыз. Біріккен, өлшемі 40 мм-ге дейін жететін шикізаттық қоспа клинкер деп аталады; цементтің маңызды қасиеттері клинкердің сапасына тәуелді: даму жылдамдығы мен беріктілігі, төзімділігі, түрлі эксплуатациялық шарттарға тұрақтылығы.
Цементтің бірігу мезгілдерін реттеу үшін ұсату кезінде клинкерге күкірт қышқылының ангидридіне SO3 санағанда цемент салмағының 1,5%-нан кем емес және 3,5%-дан аспайтын мөлшерде гипс қосады. Портланцементті қоспаларсыз немесе цемент салмағының 15%-на дейінгі мөлшерде белсенді минералды қоспалар қосып шығаруға болады.
Клинкер саасы оның химиялық және минералогиялық қасиеттеріне байланысты.
Портланцемент өндірісінде қолданылатын әктас негізінен екі тотықтан тұрады -- СаО мен СО2, ал саз -- құрамында негізінен SіO2, А12О3, Fe2O3тотықтары бар түрлі минералдардан тұрады. Шикізат қоспаларын күйдіру процессі барысында СО2 жойылып, қалған тотықтар СаО, SiO2, А12О3 мен Fe2O3клинкер минералдарын түзеді. Портландцемент клинкерының химиялық құрамы негізгі тотықтардың келесі пайыздық мөлшермен сипатталады.
Кальций тотығының жоғары мөлшері (қышқыл тотықтармен химиялық байланысы бар болған жағдайда) портландцементтің қатаю жылдамдығының жоғары екендігін, өте берік екендігін және суға төзімділігі біраз төмен екендігін көрсетеді. Кремноземның жоғары мөлшері цементтің бастапқы кезеңде қатаю уақытын баяулатады, мұндай цементтер жоғары суға төзімділігімен ерекшеленеді. Жоғары мөлшері цементтің бастапқы кезеңдерде жылдам қатаюына септігін тигізеді, алайда цемент төмен суға төзімділігімен, сульфатқа төзімділігімен және аязға төзімділігімен сипатталады. Темір тотығы клинкердің бірігу температурасын төмендетеді және цементтің сульфатты суларға төзімділігін жоғарылатады.
Негізгі тотықтардан басқа портландцемент клинкерінде басқа да тотықтар болуы мүмкін: магний тотығы MgO, сілтілік тотықтар К2О мен Na2O, олар цемент сапасын төмендетеді. Шамамен 1500 °С температурада күйдірілген магний тотығы сумен әрекеттескенде баяу сөндіріліп, қатайған ерітіндіде немесе бетонда жарықтардың пайда болуына әкеледі. Цемент құрамында дан жоғары мөлшерде сілтілік тотықтардың болуы мұндай цемент негізіндегі қатты бетонның бұзылуына әкеледі.
Атап айтылған тотықтар клинкерде бос күйінде болмай, кристалл құрылымды минералдар түріндегі кальций силикаттарын, алюминаттары мен алюмоферриттерін түзеді және бір бөлігі шыны тәрізді фаза қосылыстарының құрамына кіреді.
Алит пен белит мөлшерінің қосындысы әдетте 70 -- 80%-ға тең, яғни портландцемент клинкерінде калций силикатының мөлшері басым болып келеді. Бірақ оның құрамында негізгі минералдардан бөлек біраз мөлшерде басқа да минералдар болады -- кальций алюминаттары мен алюмоферриттері 5СаО :: АlО3, 8СаО :: 3А12О3 :: Fe2О3, сонымен қатар кальций ферриты 2СаО :: Fe2О3. Клинкерде кристалдық фазалармен қатар кристалданбаған шыны түріндегі аморфты заттар (6 -- 10%), біраз мөлшерде магний тотығы (5%-дан төмен) да бар, кейде клинкердің толық күйдірілмеу салдарынан кальций тотығы (1%-ға шейін) да кездеседі.
Дұрыс есептеліп, мұқият дайындалған және күйдірілген шикізат қоспасынан тұратын клинкер құрамында бос кальций тотығы СаО болмау керек, себебі күйіп кеткен (шамамен 1500° С температурада) әктас дәл магнезия сияқты көлемі ұлғайып, өте баяу сөнеді, бұл қатып қалған бетонның жарыла бастауына әкеледі.
Клинкердің минералогиялық құрамы -- оның толық және сенімді сипаттамаларының бірі. Совет және шет ел ғалымдарының зерттеулері бойынша, портландцементтің барлық дерлік құрылыстық қасиеттері клинкердің минералогиялық құрамына байланысты.
Портландцемент өндірісі
Портланцемент өндірісінің шикізатының құрамында 75 -- 78% СаСОз мен 22 -- 25% сазды заттар болуы қажет. Бұл -- кальций карбонатының жоғары мөлшері бар карбонатты жыныстар мен кремнозем, глинозем мен темір тотықтары бар сазды жыныстар. Ізбес тас пен бор (мел) кең қолданылады. Мергелдер бағалы шикізат болып келеді, себебі құрамы СаО, SiO2, R2O3 бойынша қыздырылған затқа шаққанда олар клинкерге жақын.
Көрсетілген талаптарға сай тау жыныстары табиғатта сирек кездеседі. Сондықтан ізбес тас және сазбен қатар шикізат қоспасына жетпей тұрған бір, тіпті екі тотықтың едәуір мөлшері бар түзетуші қоспаларды қолданылады. Осылайша жетпей тұрған SiO2 орнына жоғары кремноземды заттарды (опокалар, диатомиттер, трепелдер) қосады. Темір тотықтарының мөлшерін көбейту үшін колчедан огароктарын немесе рудаларын қосуға болады. Глиноземның А12О3көп мөлшері қажет болса, жоғары глиноземды садарды қосуға болады.
Бұдан басқа, цемент өндірісі қосалқы өнімдерді кеңінен қолданыла бастады (әр түрлі өндіріс салаларының қалдықтары, мысалы домна шлактары, нефелин шламы және т.б.). Нефелин шламы глинозем өндірісінде қалдық ретінде алынады, оның құрамында 25 -- 30% SiO2, 50 -- 58% СаО, 2 -- 5% А12О3, 3 -- 5% Fe2O3 және 3 -- 8% басқа да тотықтар болады. Егер осындай құрамды шикізатқа ізбес тастың 15 -- 20% мөлшерін қосатын болса, онда портландцемент алуда қолданылатын шикізат құрамына ұқсас қоспа алынады.
Отын ретінде ұсақталған тас көмір (немесе антрацит), мазут және табиғи газ қолданылады. Қазіргі уақытта отандық цемент өндірістері тиімді болып саналатын газ тәріздес отында жұмыс жасайды.
Портландцемент өндірісінің технологиялық процесі келесі негізгі операциялардан тұрады: ізбес тас пен сазды тауып, шикізат материалдары мен толықтырушы қоспаларды дайындау, олардан берілген құрамды, біртекті қоспа дайындау, қоспаны күйдіру, гипспен бірге, кейде қоспалармен бірге клинкерды ұсақ ұнтақ қылып үгіту. Шикізат қоспасын дайындау тәсіліне байланысты портландцемент өндірудің екі жолы бар: дымқыл және құрғақ. Дымқыл жолда шикізат материалдарын судың қатысында ұсатып, араластырады да, сұйық шлам түріндегі қоспаны айналмалы пештерде күйдіреді; құрғақ әдісте материалдарды құрғақ күйінде ұсатып, араластырып, күйдіреді. Осы негізгі әдістермен қатар біріктірілген тәсілді кең қолдана бастаған: шикізат қоспасын дымқыл әдіспен дайындап, шламды сусыздандырады, одан гранулалар дайындап, құрғақ әдіс бойынша күйдіреді.
Әр тәсілдің өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Сулы ортада материалдарды ұсақтау жеңілірек және қоспа жылдамырақ біртекті болады, бірақ күйдіруге жұмсалатын отын құрғақ әдіспен салыстырғанда 1,5 -- 2 есе көп шығындалады. Алынатын клинкер сапасының төмен болуына байланысты құрғақ әдістің қолданысы шектелген болатын. Алайда құрғақ қоспаларды ұсақтау және гомогендеу техникасының дамуына байланысты портландцемент сапасы жоғарылап, соңғы онжылдықта бұл әдіс дами түсуде. Біріктірілген әдісте дымқыл әдіспен салыстырғанда отын шығыны 20 -- 30%-ға төмендейді, бірақ электр қуатының шығыны жоғарылап, өндіріс еңбекті көп қажет етеді. КСРОда цементтің 85%-ы дымқыл әдіспен өндірілген, ал АҚШ-та -- 60%-ға шейін, Англия мен Францияда бұл әдіс басымырақ. Жапония, Германия, Италия мен Швецияда құрғақ әдіс басымырақ.
Портландцементтің дымқыл әдіспен өндірісі келесі технологиялық сызба бойынша (38) жүзеге асады. Карьерден зауытқа жеткізілетін кесек шикізат материалдарын алдын ала ұсақтайды (ірілігі 5 мм-ден аспайтындай етіп). Қатты жыныстарды уатқыштарда уатады; ал жұмсағырақтарын (саз, бор) саз шайқағышта сумен араластырып ұсатады. Шайқағыш -- диаметрі 5 -- 10 және биіктігі 2,5 -- 3,5 м, шойын тақталармен футирленген домалақ темір бетон сұйыққойма. Шайқағышта тік осьтің айналасында крестовина айналып тұрады, оған шынжыр көмегімен саз бөлшектерін ұсақтайтын болат ашалар ілінген. Саз шайқағыштан алынған ылғалдылығы шлам торлы тесіктен шығарылып, түтікті диірменге салынады, онда ұсақталған ізбес тас үздіксіз жіберіліп тұрады.
Түтікті диірмен -- бұл ұзындығы 15 және диаметрі 3,2 м-ге дейін болатын, қуыс шетмойында (цапфа) айналатын, сол арқылы диірмен бір жағынана толтырылып, бір жағынан босатылатын болат цилиндр. Диірмен іш жағынан үш камераға өтетін тесіктері бар бөгеттерге бөлінген: бірінші және екіншіде болат немесе шойын шарлары орналасқан, ал үшіншіде -- шағын цилиндрлер. Қуыс шетмойын арқылы шлам түтікті диірменнің бірінші камерасына келіп түседі. Диірмен айналғанда центрге татқыш күштің және үйкеліс күшінің әсерінен шарлар қабырғаға жабысып, біраз биіктікке дейін көтеріліп, төмен құлайды да, материал дәндерін жарады және үгітеді. Түтікті диірмендер үздіксіз жұмыс жасайтын қондырғылар болып келеді. Қаймақ тәрізді масса түрінде (шлам) ұнтақталған материал насос арқылы цилиндр формасындағы темір бетон немесе болат сұйыққойма болып келетін түзеткіш шлам-бассейндерге жіберіледі. Онда шламның химиялық құрамы біржола түзетіліп, пештің қауіпсіз жұмыс жасауы үшін біраз қор жасалады. Бассейнде шлам тұрып қалмас үшін оны әрбір уақыт сайын сығылған ауа ағынымен немесе маханикалық піскектермен араластырып отырады. Бассейндерден шлам бактарға түседі, содан соң бір қалыпты түрде айналмалы пешке күйдіру үшін жіберіледі.
Айналмалы пеш болаттан жасалған, ішкі жағынан отқа төзімді материалмен қапталған ұзын цилиндр болып келеді. Пеш ұзындығы 185, диаметрі 5 м. Пеш барабаны 3 -- 4° иіліммен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.