Методические указания по курсу ''Вяжущие вещества''

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по курсу «Вяжущие вещества» (с приложением рисунков)

Составители:

Урханова Л.А. Содномов А.Э.

Рецензент:

Архинчеева Н.В.

Министерство образования РФ Восточно-Сибирский государственный технологический университет Производство строительных материалов и изделий

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по курсу «Вяжущие вещества» (с приложением рисунков)

Составители: Урханова Л.А. Содномов А.Э.

Подписано в печать 16.02.2004г. Усл.п.л. 2,56 уч.-изд.л. 0,9

Формат 60х84 1/16. Заказ №22.

Издательство ВСГТУ. г.Улан-Удэ, ул. Ключевская 40 в  ВСГТУ. 2004 г.

Улан-Удэ, 2004 г.

Методические указания по курсу «Вяжущие вещества» (с приложением рисунков), составители: Урханова Л.А., Содномов А.Э., Улан-Удэ, ВСГТУ, 2004, с.44. Содержат выписку из учебного рабочего плана, содержание разделов базового модуля, план лекций, распределение материала по лабораторным занятиям, темы курсовых проектов для студентов очной и заочной форм обучения, а так же приложение графического материала к курсу лекций. Предназначены для изучения дисциплины «Вяжущие вещества» студентами строительного факультета, специальности «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» Табл. 9, илл. 37.

Ключевые слова: вяжущие вещества, технология производства, тепловой агрегат, температура обжига, сырьевые материалы, строительно-технические свойства, коррозия цементного камня.

13. Корнеев В.И. Производство и применение растворимого стекла. – Л.: Стройиздат, 1991. – 176 с. 14. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активация минералов при измельчении.-М.: Недра., 1988. – 208 с. 15. Монастырев А.В. Производство извести. – М.: Высшая школа, 1991. – 270 с. 16. Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. – Ленинград: Стройиздат, 1988. 17. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности. Издание второе, переработка – М.: Химия, 1977. 18. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. - М.: Стройиздат, 1972. – 239 с. 19. Ходаков Г.С. Физика измельчения. – М.: Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1972.

Введение Дисциплина «Вяжущие вещества» относится к циклу специальных дисциплин. Целью дисциплины является ознакомить будущих инженеров – технологов с основами технологии производства минеральных вяжущих веществ. Дисциплина рассматривает основы технологии производства вяжущих веществ, современное состояние и тенденции развития производства новых вяжущих композиций с учетом требований современного строительства и тенденций его развития в нашей стране и за рубежом. Объектом изучения дисциплины является – сырьевая база, теоретические и технологические основы производства вяжущих веществ, строительно–технические их свойства и основные факторы, влияющие на эти свойства, физико–химические основы процессов твердения вяжущих веществ. Особое внимание уделяется интенсивным, энергосберегающим технологиям, экономии сырьевых ресурсов, топлива и электроэнергии, отдавая предпочтение безотходному производству и комплексному использованию побочных продуктов других отраслей экономики, экономически выгодных и способствующих решению экологической проблемы; учитывается требования техники безопасности и охраны труда. Предусматривается использование математических методов и ЭВМ. При изучении дисциплины учтены основные направления научно–технического прогресса в области науки и в производстве вяжущих веществ и изделий на их основе. Изучение дисциплины основано на знаниях студентов, приобретенных при изучении дисциплин: «Неорганическая химия», «Органическая и коллоидная химия», «Физика», «Информатика», «Строительные материалы».

Литература 1. Выписка из рабочего учебного плана.

Основная:

102

34

68

СРС

Лабор. занятий

208

Лекций

6

Распределение по курсам и семестрам

Из них аудиторных занятий Итого

-

Всего

6

Объем работы студентов в час

Курсовой проект

Вяжущие вещества

Зачет

Наименование дисциплины

СД. 01

Распределение по семестрам

Экзамен

Индекс дисциплин по ГОС ВПО

1.1. Для студентов дневного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления 653500 – Строительство (базовый модуль).

88

3 курс

4 курс

4 курс

6 сем., 17 нед.

7 сем., 17 нед.

8 сем., 17 нед.

+

-

-

71

32

16

16

3 курс

4 курс

4 курс

СРС

8

Лабор. занятий

-

Лекций

Всего

8

Распределение по курсам и семестрам

Из них аудиторных занятий Итого

Курсовой проект

Вяжущие вещества

Объем работы студентов в час

Зачет

Наименование дисциплины

СД. 01

Распределение по семестрам

Экзамен

Индекс дисциплин по ГОС ВПО

1.2. Для студентов заочного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления 653500 – Строительство (базовый модуль).

6 сем., 17 нед.

7 сем., 17 нед.

8 сем., 17 нед.

33

-

+

+

1. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. – М.: Высшая школа, 1980. – 472 с., ил. 2. Буров Ю.С., Колокольников В.С. Лабораторный практикум по курсу «Минеральные вяжущие вещества» – М.: Стройиздат, 1974 г. 3. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. – М.: Строийиздат, 1986.- 463 с., ил. Дополнительная: 4. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. – Новосибирск: Наука, 1986. – 363с. 5. Алексеев Б.В., Барбашев Г.К. Производство цемента. – М.: Высшая школа, 1985. – 264 с., ил. 6. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. К.: Будивэльнык, 1989. – 128 с. 7. Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие изделия. – М.:Стройиздат, 1974. – 328 с. 8. Воробьев Х.С. Гипсовые вяжущие изделия. – М.: Стройиздат, 1983. – 200 с. 9. Глуховский В.Д., Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. – Киев: Будiвельник, 1978. 10. Дуда В. Цемент. – Пер. с нем. – М.:Стройиздат,1981. – 462с. 11. Кравченко И.В., Кузнецова Т.В., Власова М.Т. Химия и технология специальных цементов. – М.: Стройиздат, 1979.–208с. 12. Кравченко И.В., Власова М.Т., Юдович Б.Э. Высокопрочные и особо быстротвердеющие портландцементы. – М.: Издательство литературы по строительству, 1971. 232 с., ил.

69

51

34

17

СРС

-

Лабор. занятий

Всего

-

Лекций

Курсовой проект

+

Распределение по курсам и семестрам

Из них аудиторных занятий Итого

Зачет

Наименование Курса по выбору вещества

Объем работы студентов в час

-

3 курс

3 курс

5 сем., 17 нед.

6 сем., 17 нед.

-

+

1.4. Для студентов дневного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления 653500 – Строительство (вариативный модуль).

80

68

34

34

СРС

-

Лабор. занятий

8

Лекций

Всего

-

Распределение по курсам и семестрам

Из них аудиторных занятий Итого

Курсовой проект

Объем работы студентов в час

Зачет

ДС. 01. 03

Распределение по семестрам

Экзамен

Индекс дисциплин по ГОС ВПО

Рис. 37. Схема дезинтегратора.

Вяжущие

Распределение по семестрам

Экзамен

СД. 01

Наименование дисциплины

Рис. 36. Схема планетарной центробежной мельницы.

Индекс дисциплин по ГОС ВПО

1.3. Для студентов дневного обучения по направлению 550100 Строительство (базовый модуль).

4 курс

4 курс

7 сем., 17 нед.

8 сем., 17 нед.

-

+

Активация

вяжущих веществ

-

2. Содержание курса. 2.1. Содержание разделов базового модуля для студентов дневной формы обучения. Раздел 1. Минеральные неорганические вяжущие вещества. • Лекция 1. (2 ч.). Введение. Значение и задачи курса, его связь с другими дисциплинами. Краткий исторический обзор развития вяжущих веществ в России и в мире. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих веществ. Охрана окружающей среды и экологические проблемы производства минеральных веществ.

Рис. 33. Схема аттритора.

Раздел 2. Вяжущие вещества воздушного твердения. • Лекция 2. (2 ч.) Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества. Классификация и номенклатура. Сырьевые материалы для их производства. Существующая на территории Бурятии сырьевая база для производства гипсовых вяжущих. Кинетика и термодинамика процесса диссоциации CaSO4 2H2O (Рис. 31). Гипсовые вяжущие на основе альфа и бета-полуводного сульфата кальция. Основные способы производства (Рис. 1-11; 15). Схватывание и твердение гипсовых вяжущих. Теории твердения гипсовых вяжущих и факторы, влияющие на них. Основные свойства гипсовых вяжущих и способы их модификации. Области применения гипсовых вяжущих (Рис. 12; 17; 18). • Лекция 3. (4 ч.) Воздушная строительная известь. Виды известковых вяжущих. Сырье для производства. Кинетика и термодинамика процесса диссоциации углекислого кальция. Производство извести и его физико–химические основы (Рис. 19; 20).

Рис. 34. Схема аппарата с вихревым слоем.

Рис. 35. Схема пневматической мельницы.

Гашение извести, физико–химические основы этого процесса (Рис. 21; 22; 23). Молотая негашеная известь и её производство (Рис. 13). Свойства извести, требования стандартов. Карбонатное твердение гашеной извести в воздушной среде. Гидратное твердение извести. Известково-песчаные вяжущие автоклавного твердения. Теория гидросиликатного твердения известково-кремнеземистых композиций. Применение извести в производстве строительных материалов и изделий. Применение извести в производстве силикатных изделий на заводах стройиндустрии Республики Бурятии. • Лекция 4. (2 ч.) Магнезиальные вяжущие вещества, их производство, свойства и применение. Рис. 30. Гидратация силикатов кальция

Рис. 31. Кристаллическая структура гипса.

Рис. 32. Схема вибрационной мельницы.

Раздел 3. Гидравлические вяжущие вещества. • Лекция 5. (2 ч.) Гидравлическая известь и романцемент. Сырье и основы производства. Строительные свойства и применение. Портландцемент. Химический и минералогический составы клинкеров (Рис. 24). Кремнеземный и глиноземный модули. Степень (коэффициент) насыщения клинкера известью. Исходные материалы для производства портландцемента и их подготовка. • Лекция 6. (2 ч.) Мокрый, сухой и комбинированный способы изготовления клинкера (Рис. 26). Их преимущество и недостатки. Производство портландцемента на Тимлюйском цементом заводе. Приготовление сырьевой смеси. • Лекция 7. (2 ч.) Обжиг клинкера. Основные типы печей, применяемые при мокром и сухом способах производства (Рис. 25; 27; 28). Физикохимические процессы, происходящие при обжиге клинкера. • Лекция 8. (2 ч.)

Измельчение клинкера по открытому и замкнутому циклам. Мельницы для помола клинкера (Рис. 13; 14; 16). Интенсификация процессов помола. Упаковка, транспортировка и хранение цемента. Силосы для хранения цементов и способы отгрузки. Контроль производства цемента и охрана труда на цементных заводах. • Лекция 9. (2 ч.) Гидратация и твердение портландцемента. Механизм реакций гидратации (Рис. 30). Влияние различных факторов на скорость гидратации. Состав и строение кристаллогидратов, образующихся при твердении. • Лекция 10. (2 ч.) Параметры состояния и строительно-технические свойства портландцемента. Активность и прочность портландцементов и их зависимость от различных факторов. Деформации усадки и набухания. Трещиностойкость, ползучесть цементного камня. • Лекция 11. (2 ч.) Стойкость цемента против действия химических и физических агрессивных факторов. Виды коррозии и меры по борьбе с ней. Химические и физические процессы, протекающие в цементном камне при условиях воздействия агрессивных сред (Рис. 30). • Лекция 12. (2 ч.) Разновидности портландцемента. Быстротвердеющий, пластифицированный и гидрофобный цементы, сульфатостойкий, цементы для бетонных покрытий автомобильных дорог, с микронаполнителями и др. Строительные свойства и области применения. • Лекция 13 (2 ч.) Классификация активных минеральных добавок. Добавки природного и искусственного происхождения. Способы оценки активности добавок и их свойства. Активные минеральные добавки Бурятии. Пуццолановый портландцемент и его производство.

Рис. 27. Система циклонных теплообменников 1 – дымосос; 2, 3, 5, 9 – циклоны; 4 – батарейный циклон; 6 – конвейердозатор; 7 – элеватор; 8 – приемный бункер; 10 - печь

Рис. 28. Схема установки для обжига сырьевой муки в системе циклонный теплообменник — декарбонизатор — вращающаяся печь 1 — дымосос; 2 — подача сырьевой муки; 3 — подача топлива в декарбонизатор; 4 — газоход вторичного воздуха; 5 — вращающаяся печь; 6 — выход клинкера; 7 — холодильник

Рис. 29. Виды коррозии портландцемента: коррозия выщелачивания и коррозия цементного камня в результате образования эттрингита

Подготовка сырья Активные минеральные добавки

Гипс

Известняк

Глина

Дробление

Дробление

Дробление с сушкой

Дробление

Предварит ельная сушка

Сушка

Дозирова ние

Дозирова ние

Измельчение шихты с сушкой

Корректировка шихты Улавливание частиц из газов

Обжиг Охлаждение клинкера

Гипс

Дозировка

Складирование Клинкер Добавки

Дозировка

Дозировка

Измельчение Цемент. Хранение в силосах Отгрузка навалом

Упаковка в мешки

Рис. 26. Структурная схема производства портландцемента по сухому способу

Особенности твердения пуццоланового портландцемента, свойства и применение. Перспективы производства пуццолановых цементов на предприятиях стройиндустрии Республики Бурятии. Шлаки и шлаковые цементы. Доменные шлаки, их химический состав, структура. Грануляция доменных шлаков. Топливные и другие виды шлаков. Их применение. Шлакопортландцемент, его состав, особенности производства, твердения, свойства и применения. Известково-шлаковый цемент. Производство, твердение, свойства и области применения. • Лекция 14. (2 ч.) Смешанные малоклинкерные и бесклинкерные цементы. Физико-химические и экономические предпосылки к их производству и применение в строительстве. ВНВ, ТМЦ и др. эффективных вяжущие. Известково-пуццолановые цементы. Разновидности этих цементов. Исходные материалы и способы производства. Области применения. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества, производство, свойства, применение. • Лекция 15. (2 ч.) Глиноземистый цемент. Химический состав и структура глиноземистого цемента. Сырье и способы получения. Гидратация и твердение, свойства и области применения глиноземистых цементов. Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы. Сырьевые материалы и разновидности цементов. Механизм и кинетика расширения при твердении. Основные свойства и области применения. • Лекция 16. (2 ч.) Вяжущие вещества на основе природного сырья и отходов промышленности Республики Бурятия. Физико-химические и экономические предпосылки производства вяжущих веществ на основе местного сырья. Характеристика сырьевых материалов природного

происхождения, их химический и минералогический состав, месторождения на территории республики. Отходы промышленности РБ, используемые для производства вяжущих веществ. Основные свойства вяжущих и области применения в строительстве. 2.2. Содержание разделов базового модуля для студентов заочной формы обучения Раздел 1. Минеральные неорганические вяжущие вещества. Вяжущие вещества воздушного твердения. • Лекция 1. (2 ч.). Введение. Значение и задачи курса, его связь с другими дисциплинами. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих веществ. Охрана окружающей среды и экологические проблемы производства минеральных веществ. Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества. Классификация и номенклатура. Сырьевые материалы для их производства. Существующая на территории Бурятии сырьевая база для производства гипсовых вяжущих. Гипсовые вяжущие на основе альфа и бетаполуводного сульфата кальция. Основные способы производства. Основные свойства гипсовых вяжущих и способы их модификации. Области применения гипсовых вяжущих. • Лекция 2. (4 ч.) Воздушная строительная известь. Виды известковых вяжущих. Сырье для производства. Производство извести и его физико–химические основы. Гашение извести, физико–химические основы этого процесса. Молотая негашеная известь и её производство. Свойства извести, требования стандартов. Карбонатное твердение гашеной извести в воздушной среде. Гидратное твердение извести. Известково–песчаные вяжущие автоклавного твердения. Теория

Рис. 24. Микрофотография протравленного шлифа портландцементного клинкера (по Тройер)

Рис. 25. Вращающиеся печи размером: а — 4х150 м, б — 5x185 м, I — течка для подачи шлама, 2 — фильтрподогреватель, 3 — цепная завеса, 4 — теплообменник, 5 — бандаж, 6 — венцовая шестерня, 7 — огнеупорная футеровка, 8 — головка печи, 9 — колосниковый холодильник, 10 — привод печи, 11 — роликоопоры с контрольными роликами, 12 — ролики, 13 — пробоотборные лючки, 14 — корпус печи, 15 — устройство для охлаждения корпуса печи в зоне спекания, 16 — уплотнения горячего и холодного конца, 17 — роликоопоры с предохранительными упорами, 18 — маслонасосы и фильтры-охладители смазочной станции жидкого смазочного материала

гидросиликатного твердения известково-кремнеземистых композиций. Применение извести в производстве строительных материалов и изделий. Применение извести в производстве силикатных изделий на заводах стройиндустрии Республики Бурятии. Магнезиальные вяжущие вещества, их производство, свойства и применение. Раздел 2. Гидравлические вяжущие вещества.

Рис. 22. Гасильный барабан 1 — опорные катки; 2 — пароподводящее устройство; 3 — барабан; 4 — привод

Рис. 23 Схема термомеханической известегасилки непрерывного действия 1 – бункер; 2 – барабан; 3 – люк; 4 – решетчатая диафрагма; 5 – камера измельчения; 6 – патрубок; 7 – лоток; 8 – электродвигатель; 9 – сварная рама

• Лекция 3. (2 ч.) Гидравлическая известь и романцемент. Сырье и основы производства. Строительные свойства и применение. Портландцемент. Химический и минералогический составы клинкеров. Кремнеземный и глиноземный модули. Степень (коэффициент) насыщения клинкера известью. Исходные материалы для производства портландцемента и их подготовка. Мокрый, сухой и комбинированный способы изготовления клинкера. Их преимущество и недостатки. Производство портландцемента на Тимлюйском цементом заводе. Приготовление сырьевой смеси. • Лекция 4. (2 ч.) Обжиг клинкера. Основные типы печей, применяемые при мокром и сухом способах производства. Физико-химические процессы, происходящие при обжиге клинкера. Измельчение клинкера по открытому и замкнутому циклам. Мельницы для помола клинкера. Интенсификация процессов помола. Упаковка, транспортировка и хранение цемента. Силосы для хранения цементов и способы отгрузки. Контроль производства цемента и охрана труда на цементных заводах. • Лекция 5. (2 ч.) Гидратация и твердение портландцемента. Механизм реакций гидратации. Влияние различных факторов на скорость

гидратации. Состав и строение кристаллогидратов, образующихся при твердении. Параметры состояния и строительно-технические свойства портландцемента. Активность и прочность портландцементов и их зависимость от различных факторов. Деформации усадки и набухания. Трещиностойкость, ползучесть цементного камня. Стойкость цемента против действия химических и физических агрессивных факторов. Виды коррозии и меры по борьбе с ней. • Лекция 6. (2 ч.) Разновидности портландцемента. Быстротвердеющий, пластифицированный и гидрофобный цементы, сульфатостойкий, цементы для бетонных покрытий автомобильных дорог, с микронаполнителями и др. Строительные свойства и области применения. Классификация активных минеральных добавок. Добавки природного и искусственного происхождения. Пуццолановый портландцемент и его производство. Особенности твердения пуццоланового портландцемента, свойства и применение. Перспективы производства пуццолановых цементов на предприятиях стройиндустрии Республики Бурятии. Шлаки и шлаковые цементы. Доменные шлаки, их химический состав, структура. Грануляция доменных шлаков. Топливные и другие виды шлаков. Их применение. Шлакопортландцемент, его состав, особенности производства, твердения, свойства и применения. Известково-шлаковый цемент. Производство, твердение, свойства и области применения. • Лекция 7. (2 ч.) Смешанные малоклинкерные и бесклинкерные цементы. Физико-химические и экономические предпосылки к их производству и применение в строительстве. ВНВ, ТМЦ и др. эффективных вяжущие. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества, производство, свойства, применение. Глиноземистый цемент.

Рис. 20. Схема печи дня обжига известняка в кипящем слое производительностью 300 т/сут 1, 5, 12 и 17 — внешние переточные устройства; 2 — холодильник; 3, 7, 8 —камеры; 4 — сплошная перегородка; 6 — люк; 9 — загрузочный патрубок; 10 — патрубок для отвода газов; 11, 13 и 15 — газораспределительные решетки; 14 — циклон; 16 — газогорелочное устройство; 18 — шнек; 19 — конвейер извести; I — первая зона тепловой обработки сырья; II — вторая зона тепловой обработки сырья; III — зона обжига; IV— зона охлаждения

Рис. 21. Лопастной гидратор барабанного типа 1 – барабан; 2, 6 – патрубки; 3 приемная воронка; 4 электродвигатель; 5 – редуктор; – система шестерен; 8 – вал; 9 лопасти

– – 7 -

Рис. 18. Схема технологической линии производства гипсоволокнистых листов 1 — бункер гипсового вяжущего; 2 — бункер шлифовальной пыли; 3 — волоконная мельница; 4 — бункер для дробленой макулатуры; 5 — молотковая дробилка; 6 — смеситель; 7 — настилочная установка; 8 — элеватор; 9 — пресс; 10 — конвейер твердения листов; 11, 13 — сушилка; 12 — участок шлифования и нанесения покрытий на листы; 14 — стопировщик листов

Химический состав и структура глиноземистого цемента. Сырье и способы получения. Гидратация и твердение, свойства и области применения глиноземистых цементов. Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы. Основные свойства и области применения. Вяжущие вещества на основе природного сырья и отходов промышленности Республики Бурятия. Физико-химические и экономические предпосылки производства вяжущих веществ на основе местного сырья. Характеристика сырьевых материалов природного происхождения, их химический и минералогический состав, месторождения на территории республики. Отходы промышленности РБ, используемые для производства вяжущих веществ. Основные свойства вяжущих и области применения в строительстве. 2.3. Содержание дисциплины вариативного модуля «Активация вяжущих веществ»

Рис. 19. Шахтная пересыпная печь конструкции Гипрострома производительностью 100 т/сут 1 — выгрузочный механизм; 2 — футеровка; 3 — слой кладки из легковесного кирпича; 4 — слой теплоизоляционной засыпки; 5 — отверстия для установки датчиков уровнемера шихты; б — патрубки для отсоса газов; 7 — загрузочное устройство; 8 — скиповый подъемник; 9 — вспомогательные люки (лазы); 10 — гляделки; 11 — барабанный затвор; 12— фундаментная плита

• Лекция 1. (4 ч.) Классификация основных способов интенсификации гидратации и твердения вяжущих веществ. Синтез специальных видов цементов (быстротвердеющих и высокопрочных цементов), их краткая характеристика, применение. • Лекция 2. (4 ч.) Основные способы термодинамической активации вяжущих веществ, их характеристика. Роль термодинамической активации в ускорении процессов гидратации и твердения вяжущих веществ. • Лекция 3. (4 ч.) Химические методы активации вяжущих веществ. Классификация химических добавок, ускоряющих процессы гидратации и твердения вяжущих, краткая характеристика каждой группы добавок. • Лекция 4. (4 ч.)

Механохимическая активация вяжущих веществ. Основные понятия: механоактивация и механохимия. Изменение дисперсности, упорядоченности и реакционной способности структуры твердых тел при измельчении. • Лекция 5. (2 ч.) Теоретические основы процессов измельчения. Статьи расходов механической энергии. • Лекция 6. (4 ч.) Твердофазные реакции, протекающие в материале при измельчении. Основные методы определения механической энергии, переданной твердому телу при измельчении. Термодинамическая характеристика активированных твердых тел. • Лекция 7. (4 ч.) Диспергирующие аппараты для измельчения, принцип действия, краткая характеристика (Рис. 13; 32; 33; 34; 35; 36; 37). Влияние различных способов измельчения на свойства твердых тел. • Лекция 8. (4 ч.) Основные факторы, влияющие на процессы диспергирования вяжущих веществ. Механическая активация неоорганических твердых тел и ее последствия: активация SiO2; цемента и др. материалов. • Лекция 9. (4 ч.) Использование механохимической активации в технологии получения новых вяжущих веществ: тонкомолотых многокомпонентных цементов, вяжущих низкой водопотребности и др. Производство малоклинкерных и бесклинкерных вяжущих на основе природного сырья и отходов промышленности Бурятии с использованием механохимической активации. 2.4. Распределение материала по лабораторным занятиям 2.4.1. Содержание лабораторных занятий для студентов дневного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления

Рис. 16. Схема воздушно-проходного сепаратора: 1 — входной патрубок, 2, 3 — конусы, 4 — лопатки, 5, 6 — патрубки

Рис. 17. Технологическая схема производства гипсокартонных листов 1 — дозатор гипсового вяжущего; 2, 3 — шнековый конвейер; 4 — пеногенератор; 5 — резервуар со смесителями для хранения пульпы; 6 — картон в рулоне; 7, 11 —узел размотки; 8, 9 — натяжное устройство; 10, 12 — ванна для намазки картона; 13 — пеногипсомешалка; 14 — узел формовки; 15 — конвейеры схватывания; 16 — роликовый конвейер; 17 — ножницы; 18 — конвейер забракованных листов; 19 — линия влажных листов; 20 — сушилка; 21 — линия сухих листов; 22 — стол складирования, обрезки, склейки; 23 — штабелеукладчик; 24 — упаковка штабелированных листов; 25 — упаковка пакетов в полиэтиленовую пленку

653500 – Строительство (базовый модуль). № занятия 1 2 3 Рис. 14. Воздушноциркуляционный сепаратор: 1, 4, 8 — крыльчатки, 2 — диск, 3, 5 — патрубки, 6 — вал, 7, 9 — стенки, 10 — жалюзи

4 5 6 7 8 9 10 11

Тема

Кол-во часов

Получение гипсовых модификаций и определение основных свойств. Исследование влияния химических добавок на свойства строительного гипса. Определение эффективности различных способов повышения водостойкости гипса. Влияние технологических факторов обжига известняка на свойства извести (t 0С, время обжига и др.) Исследование влияния технологических факторов на свойства воздушной извести. Расчет состава трехкомпонентный сырьевой смеси для производства ПЦК с использованием ЭВМ Влияние состава и условий твердения на свойства известково-кремнеземистых вяжущих. Определение дисперсности вяжущих веществ различными методами. Исследование влияния химических добавок на свойства портландцемента. Определение механических свойств портландцемента и влияющих на них факторов методом математического планирования. Изучение свойств смешанных вяжущих на основе портландцемента.

4 2 2 4 2 4 4 2 2 4 4

2.4.2. Содержание лабораторных занятий для студентов заочного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления 653500 – Строительство (базовый модуль). № занятия Рис. 15. Печь кипящего слоя: 1 — разгрузочная течка, 2 — перегородка, 3 — кипящий слой, 4 — камера, 5 — патрубок. 6 — загрузочная течка, 7 — газораспределительная решетка, 8 — топка, 9 — горелка, 10 — вентилятор

1 2 3

Тема Получение гипсовых модификаций и определение основных свойств. Определение эффективности различных способов повышения водостойкости гипса. Исследование влияния технологических факторов на свойства воздушной извести.

Кол-во часов 4 2 2

4 5

Влияние состава и условий твердения на свойства известково-кремнеземистых вяжущих. Определение механических свойств портландцемента и влияющих на них факторов методом математического планирования.

4 2

2.4.3. Содержание лабораторных занятий для студентов дневного обучения специальности 290600 – Производство строительных материалов, изделий и конструкций направления 653500 – Строительство (вариативный модуль). № занятия 1 2 3 4 5

Кол-во часов

Тема Влияние вида и количества добавок на свойства активированных вяжущих веществ Оптимизация составов активированных вяжущих веществ методом математического планирования эксперимента Влияние режимов портландцемента

ТВО

на

свойства

Определение дисперсности активированных вяжущих веществ различными методами Использование термического, микроскопического и спектрального анализов при исследовании активированных вяжущих веществ

4 4

Рис. 12. Технологическая схема производства ГЦП вяжущих: 1, 7, 12, 16, 18, 20, 21 — бункера, 2, 8, 14, 17 — питатели, 3, 4 — дробилки, 5, 6, 19 — транспортирующие машины (конвейер и элеваторы), 9 — сушильный барабан, 10 — циклон, 11 — дымосос, 13, 22 — дозаторы, 15 — мельница

2 2 4

2.4.4. Содержание лабораторных занятий для студентов дневного обучения по направлению 550100 – Строительство (базовый модуль). № занятия 1 2 3

Тема Получение гипсовых модификаций и определение основных свойств. Определение эффективности различных способов повышения водостойкости гипса. Исследование влияния технологических факторов на свойства воздушной извести.

Кол-во часов 4 2 2

Рис. 13. Трубная мельница 1,5x5,6 м: 1 — загрузочная воронка, 2 — роликоопора, 3 — загрузочная часть, 4 — люк, 5 — барабан, 6 — разгрузочная часть, 7 — кожух разгрузки, 8 — эластичная муфта, 9 — редуктор, 10 — пальцевая муфта, 11 — электродвигатель, 12, 13 — камеры помола

4 5 Рис. 9. Технологическая схема производства гипсовых вяжущих с применением мельницы совмещенного помола и обжига: 1, 6, 12 — бункера, 2, 9 — конвейеры, 3, 4 — дробилки, 5 — элеватор, 7 — мельница, 8 — топка, 10 — сепаратор, 11, 13 — циклоны, 14 — дымосос

Рис. 10. Барабанная мельница самоизмельчения типа «Аэрофол»: 1 — питатель, 2 — мельница

Рис. 11. Технологическая схема производства гипсовых вяжущих высокой прочности с совмещенными процессами дегидратации и сушки в автоклаве: 1 — автоклав, 2 — грохот, 3 — дробилка, 4 — паропровод, 5 — контур подачи теплоносителя, 6 — калорифер, 7 — труба для отвода конденсата, 8 — вентилятор, 9 — мельница, 10 — транспортирующая машина (конвейер), 11 — дисковый питатель, 12 — бункер

6

Влияние состава и условий твердения на свойства известково-кремнеземистых вяжущих. Расчет состава 3хкомпонентной сырьевой смеси для производства ПЦК с использованием ЭВМ Определение механических свойств портландцемента и влияющих на них факторов методом математического планирования.

4 2 2

3. Самостоятельная работа студентов и контроль. Самостоятельная работа студентов имеет основную цель – обеспечение качества подготовки выпускаемых специалистов в соответствии с требованиями ГОС ВПО. По данной дисциплине студенты выполняют курсовой проект по индивидуальным темам. Задания на КП выдаются студентам на первой неделе обучения и срок сдачи КП – на восьмой неделе. Входной и текущие контроли по разделам дисциплины осуществляется в виде теста. Критерий оценки результатов тестирования удовлетворяют существующим требованиям. Итоговый контроль проводится в виде тестовых заданий, к которым имеется эталоны ответа. Тестовое задание включает 4 теоретических вопроса и задачу, оно оценивается по 5 бальной системе. При сравнении ответа студента с эталоном ставится соответствующая оценка. Подготовка студентов к лекциям оценивается по результатам устного опроса вначале каждого занятия.

Рис. 7. Технологическая схема производства гипсовых вяжущих с применением сушильных барабанов: 1 — автосамосвал, 2, 9 — бункера, 3, 6, 13, 19 — питатели, 4, 7 — дробилки, 5, 8, 12 — транспортирующие машины (конвейер и элеваторы), 10 — топка, 11 — сушильный барабан, 14 — трубная мельница, 15 — пневмовинтовой питатель, 16 — дымосос, 17 — электрофильтр, 18 — циклон, 20 — грохот

Темы курсовых проектов: Раздел курса 1 Гипсовые вяжущие вещества

№ вари анта 2 1

2 -«-

Тема курсового проекта 3 Цех по производству строительного гипса с одновременным обжигом и помолом сырья. Цех по производству строительного гипса с использованием варочного котла.

Исходные данные Мощность Хаар-ка сырья цеха 4 5 50 тыс. т в Гипсовый год камень, W =5% содержащий 3% глины, 5% известняка

Содержание графич. части 6 1.Технологи ческая схема цеха. 2.План и разрез цеха обжига.

100 тыс. т в год

1.Техн. схема цеха. 2. План разрез цеха обжига.

Фосфогипс W=40%, содержащий 1,5% P2O5

Рис. 8. Схема работы электрофильтра: 1 — пластины, 2 — проволока, 3 — заземление, 4 — бункер, 5 — источник тока высокого напряжения

Рис. 5. Схема устройства шахтной мельницы 1 — выходной канал; 2 — шахта; 3 — била; 4 — ротор мельницы

3

Цех по производству высокопрочного гипса в автоклавах

50 тыс. т в год

Гипсовый камень, W=3%, содержащий 7% глины, 2% известняка и 1% органических примесей Дкусков= 10001100мм

1.Техн. схема цеха. 2.План и разрез цеха дробления.

4

Цех по производству высокопрочного гипса повышенной водостойкости

100 тыс. т в год

Фосфогипс W=50%, содержащий 2% Р2 О5

1.Техн.схем а цеха. 2.План и разрез по автоклавам.

5

Цех по производству высокопрочного гипса путем варки растворах солей

50 тыс. т в год

1.Техн.схем а цеха. 2.План и разрез по це-ху дробления и помола.

6

Цех по производству ангидритового цемента

150 тыс. т в год

Гипсовый камень, W=1%, содержащий 2% песка, 3% глины и 1% органических примесей Дкусков=200300мм Гипсовый камень, W=3%, содержащий 5% песка, 3% глины, 1% известняка, 2% органических примесей. Дкусков=600700мм

7

Цех по производству молотой негашеной извести

50 т в сутки

Известняк W=1%, содержащий глины 8%, песка, песка 3%, органических примесей 2% Дкусков=300400мм

1.Техн.схем а цеха. 2.Разрез по печи.

-«-

-«-

-«-

Рис. 6. Рукавный фильтр СМЦ100 (а — левая секция, б — правая): 1 — верхний патрубок, 2, 3, 5 — блоки, 4 — рукава, 6 — клапан, 7 — выходной канал, 8 — вентилятор -«-

Магнезиа льные вяжущие и известков ые вяжущие вещества

1.Технол. схема цеха. 2.План и разрез цеха формования плитки обжига.

8

Цех по производству извести пушонки и известкового теста

По 20 м3 в час

9

Цех по производству комовой и молотой негашеной извести

65 тыс. т в год

10

Цех по производству комовой негашеной извести и известняка

100 т в сутки по извести и 5 тыс. т в год изв. муки

11

Цех по производству каустического доломита

50 тыс. т в год

12

Цех по производству каустического магнезита

50 тыс. т в год

-«-

-«-

-«-

Известняк W=1%, содержащий глины 5% инертных примесей и 3% органических примесей Дкусков=210300мм Известняк, W=3%, содержащий 90% минерала кальцита и 2% доломита Дкусков=700800мм Известняк, W=1%, содержащий 85% минерала кальцита и 5% доломита Дкусков=400500мм Доломит, W=2%, содержащий 90% минерала доломита, Дкусков=500600мм Магнезит, W=1%, содержащий 2% глины, 2% песка, 3% органичес-ких примесей, Дкусков=200300мм

1.Техн.схем а цеха. 2.План и разрез по це-ху гашения извести.

1. Техн.схема цеха. 2. Разрез по печи.

1. Техн.схема цеха. 2. План и разрез по цеху помола извести. 1. Техн.схема цеха. План и разрез цеха обжига. 1. Техн.схема цеха. 2. План и разрез по цеху обжига.

Рис. 3. Гипсоварочный котел СМА-158: 1 — нижняя лопасть, 2 — верхняя лопасть, 3 — патрубок, 4 — шнек, 5 — вал мешалки, 6 — кожух, 7 — шибер, 8 — люк, 9 — цилиндр, 10 — металлоконструкция, 11, 13 — горизонтальные валы, 12 — коническая зубчатая передача, 14 — цепная передача, 15 — кулачковая муфта, 16 — редуктор, 17 — электродвигатель, 18 — крышка, 19 — обмуровка, 20 — жаровые трубы, 21 — днище

Рис. 4. Батарейный (а) и малый (б) циклоны: 1, 4 — перегородки, 2 — входной патрубок, 3 — трубы, 5 — камера, 6 — лопасти, 7 — малые циклоны, 8 — бункер

Цементы

13

Цех по производству комовой извести и известкового молока

50 т в сут (по извести) из них 10% на про-во известково го молока

Известняк, W=2%, содержащий 87% минерала кальцита, 2% доломита Дкусков=700800мм

1.Техн.схем а цеха. 2.Разрез по печи.

14

Цех обжига клинкера по сухому способу

700 тыс. т в год

Сырье: глинистые сланцы и известняк Топлио-пылеугольное

1.Общая техн.схема завода. 2.Разрез печи.

15

Отделение цементных мельниц завода 1200 т клинкера в сутки

ПЦ-50% ППЦ-50%

ПЦ клинкер, Д= 15-20мм Трепел, Дкусков=20-30мм

1. Общая схема завода по сухому способу. 2. План и разрез отделения мельниц.

16

Дробильное отделение для цементного завода

1200 т клинкеров в сутки

Известняк, Дкусков=12001500мм Глина, Дкусков=200300мм

17

Приемное и дробильное отделение добавок для цементного завода 35 т/час клинкера Цех обжига клинкера по мокрому способу

50% ПЦ с АМД 50% ППЦ

Порфироиды, Дкусков=600700мм

1. Общая техн. схема производств а цемента. 2. План и разрез подготовительног о отделения 1. Общая техн. схема произ-ва цемента по мокрому спо-собу.

35 т/час клинкера

Мел Глина

Рис. 1. Технологическая схема производства гипсовых вяжущих веществ с применением гипсоварочных котлов: 1, 5, 21, 23, 25 — бункера, 2, 6, 24, 26 — питатели, 3 — щековая дробилка, 4, 13, 18, 27, 28 — транспортирующие машины, 7 — шахтная мельница, 8, 9 — циклоны, 10, 12 — вентиляторы, 11, 15 — рукавные фильтры, 14, 17 — калориферы, 16 — камера пылеосаждения, 19 — паропровод, 20 — гипсоварочный котел, 22 — топка, 29 — силосы, 30 — газопровод

Рис. 2. Циклон: 1 — затвор, 2 — бункер, 3 — усеченный конус, 4 — выпускная труба, 5 — цилиндрический корпус, 6, 8 — патрубки, 7 — улитка

18

1. 2.

–«– Разрез по печи

19

Цех подготовки сырья для цементного завода по сухому способу

1800 т клинкера в сутки

Известняк, Дкусков=10001200 мм Глина, Дкусков=100-150 мм

1. Схема работы циклон-ных теплообменников 2. План и разрез цеха подготовки сырья

25

Цех по производству известковозольного вяжего

40 тыс. т в год

20

Цех обжига цементного завода по мокрому способу

485 тыс. т в год

Глина Мел

26

Цех по производству жидкого стекла

50 тыс. т в год силикат глыбе

21

Цех по производству ШПЦ

250 тн клинкера в сутки

27

Цех по производству Кжидкого стекла

75 тыс. т в год по жидкому стеклу

Автоматизирова нный склад цемента для завода

600 тыс. т в год

Клинкер Дкусков=15-20мм Шлак доменный гранулированн ый Дк=1520мм ПЦ-40% ППЦ-40% ПЦ для шиферного пр-ва –20%

1. Общая техн. схема про-во ПЦ по мокрому способу 2. Разрез по печи 1. Общая техн.схема пр-ва ШПЦ. 2. План и разрез по цем. мельницам 1. Общая техн. схема пр-ва ПЦ по мокрому способу 2. План и разрез по силосам 1. Общ. техн. схема 2. Разрез по мельницам

28

Завод силикатного кирпича на основе известковокремнеземистого вяжущего

60 млн. штук в год

30

Завод по производству асбестоцементны х листов

100 млн. усл. Плиток в год

22

Смешанн ое вяжущее жидкое стекло

23

24

Цех по производству известковоперлитового вяжущего

Цех по производству ГПЦВ

20 тыс. т в год

10 тыс. т в год

1. Известь комовая А=70% Дк=60-80мм 2. Перлитсырец, Дк=200-300мм 3. Гипсовый камень, Дк=100-150мм 1. Золо-шлаковые отвалы W=40% 2. ПЦ 3. Г-10

Изделия на основе вяжущих 1. Общ. техн. схема 2. План и разрез цеха помола

1. Известь комовая, Дк= 80-100мм А=80% 2. Золошлаковые отвалы с W=2030% 3. Гипсовый камень, Дк=300-400мм 1. Кварцевые песчаники сод . 98% SiO2, Дк=100150мм 2. Сода Na2CO3 3.Модуль стекла 3,5 1. Кварцевые песчаники содерж. 95% SiO2, Дк=300-400мм 2. Поташ К2СО3 3. Модуль стекла 3,5 1. Известь комовая, Дк=100-150мм А=85% 2. Песок, W=7% 3. А кг, массы = 8% 1. ПЦ для шиферного производства М400 2. Асбест 1 с и 6 с по 50%

1. Общая техн. схема 2. План и разрез по цеху помола

1. Общ. техн. схема 2.План и разрез по ванной печи

1. Общ. техн. схема 2. План и разрез по автоклавам

1. Общая техн. схема 2. План и разрез по автоклавам

1. Общ. техн. схема 2. Схема листоформо вочной машины