Заполнители бетона

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………4

2. НОМЕНКЛАТУРА ПРОДУКЦИИ…………………………………………………...5

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………….8

3.1. Сырье………………………………………………………………………………………8

3.2. Топливо…………………………………………………………………………………..10

3.3. Выбор и обоснование способа производства…………………………………..11

3.4. Описание схемы технологического процесса………………………………….13

3.5. Материальный баланс цеха термической обработки

зольного гравия……………………………………………………………………………...15

3.6. Режим работы………………………………………………………………………….17

3.7. Выбор и расчет основного технологического оборудования………………20

3.8 Расчет складов готовой продукции………………………………………………..24

3.9 Контроль производства……………………………………………………………….25

4. Охрана труда……………………………………………………………………………...26

4.1 Мероприятия инженерной  защиты окружающей среды……………………..27

5. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………………29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

1. Вводная часть.

В нашей стране придается большое значение вопросу утилизации отходов. Существует необходимость шире использовать вторичное сырье и отходы других отраслей для производства строительных материалов. Ежегодный выброс зол и шлаков от пылевидного сжигания твердого топлива на ТЭС составляет свыше 100 млн.т. Однако их использование, как сырья в народном хозяйстве еще не достаточно. Применение золошлаков не только решает вопрос обеспеченности сырьем, но и позволяет повысить качество продукции при одновременном снижении ее себестоимости.

Главный источник обеспечения потребности строительства и строительной индустрии нашей страны пористыми заполнителями для легких бетонов - специально созданная промышленность искусственных пористых заполнителей. Эта новая отрасль быстро развивается: если в 1960 г. в СССР действовало 20 предприятий общей мощностью немногим более 1 млн. м3, то в 1970 г.- около 200 предприятий и выпущено более 13 млн. м3 искусственных пористых заполнителей, а в 1987 г.- более 400 предприятий общей мощностью около 50 млн. м3 в год. Предприятия по производству искусственных пористых заполнителей создаются там, где в них есть потребность, и базируются они, как правило, на местных источниках сырья.

Повсеместным и неисчерпаемым источником сырья для производства искусственных пористых заполнителей являются золошлаковые отходы ТЭС.

Экономический эффект от применения золошлаков достигается за счет снижения марки и удельных капвложенийв сравнении с действующим производством керамзита. Вместе с тем затраты на организацию и содержание отвалов зол, шлаков и отходов углеобогащения составляют ежегодно около 400 млн.руб. не считая потерь пахотных земель под отвалами. Основным потребителем зол и шлаков ТЭС является промышленность стеновых материалов, где они служат эффективной топливосодержащей выгорающей и отощающей добавкой.

Следует отметить, что сырьем для производства обжигового зольного гравия служат золы теплоэлектростанций, в том числе и из отвалов после их гидроудаления. Насыпная плотность зольного гравия - 350-800 кг/м3. Предел прочности при сдавливании в цилиндре приблизительно соответствует требованиям к керамзитовому гравию той же насыпной плотности. Применение золошлаков не только решает вопрос обеспеченности сырьем, но и позволяет повысит качество изготавливаемой продукции при одновременном снижении ее себестоимости. Например производство- конструкционно-теплоизоляционных бетонов. [1]

 

 

 

 

 

2. Номенклатура продукции.

Номенклатура выпускаемой продукции взята в соответствии с ГОСТ 9757-90.Настоящий стандарт распространяется на обжиговый зольный гравий, применяемый в качестве заполнителя при приготовлении легких бетонов по ГОСТ 25820 и силикатных бетонов по ГОСТ 25214, а также теплоизоляционных и звукоизоляционных засыпок.

Пористые заполнители подразделяют на природные, искусственные и заполнители из отходов промышленности. Искусственные пористые заполнители отличаются более высоким качеством и эффективностью использования в бетонах. К искусственным пористым заполнителям, которые в данной курсовой работе будем рассматривать, относят керамзит, аглопорит, вспученный перлит, вспученный вермикулит, шлаковую пемзу, зольный гравий. Из отходов промышленности используют топливные шлаки и золы. 

Искусственные пористые заполнители: 

Керамзит — продукт обжига вспучивающихся глин. Его получают в виде гранул округлой формы размером 5...40 мм (керамзитовый гравий). При нагреве до температуры 1100... 1200° С в легкоплавкой глине начинаются процессы газовыделения.[2] В этом же температурном интервале глина размягчается. Образующиеся газы вспучивают массу.   
Получаемые в результате обжига гранулы керамзита напоминают в изломе структуру застывшей пены. Поры большей частью замкнутые, размером не более 1 мм. Этот легкий и прочный заполнитель с насыпной плотностью не более 600 кг/м3 — основной материал для изготовления легкобетонных конструкций.  
       Керамзитовый песок получают дроблением некондиционных зерен керамзитового гравия до крупности 0.16...5 мм либо путем обжига сырья во взвешенном состоянии.  
       Аглопорит выпускают в виде пористого щебня, гравия или песка и получают при обжиге на спекательных (агломерационных) решетках глиносодержащего сырья, топливных зол или шлаков с добавкой 8...10% топлива (каменного угля). Высокая температура, развивающаяся при сгорании угля, приводит к спеканию шихты, а образующиеся газы несколько вспучивают массу, что в итоге приводит к получению пористого материала.  
       Вспученные перлит и вермикулит получают высокотемпературной обработкой сырья, содержащего небольшое количество химически связанной воды. Для изготовления вспученного перлита сырьем служат вулканические стеклообразные породы (перлит, обсидиан), а для вспученного вермикулита — гидрослюды. При температуре около 1000 °С обжигаемая порода размягчается, а образующийся водяной пар вспучивает частицы, увеличивая их в 5...20 раз. Получаются весьма легкие пористые заполнители — шебень и песок, используемые в основном для производства теплоизоляционного бетона.[2]   
       Шлаковую пемзу изготовляют путем поризации расплава металлургического шлака при быстром охлаждении его водой. Куски шлаковой пемзы дробят и разделяют на фракции. Это один из самых дешевых пористых заполнителей, но не самый лучший: шлаковая пемза слишком тяжела.  

Заполнители из отходов промышленности:

       Топливные шлаки образуются в топках при спекании и частичном вспучивании неорганических примесей, содержащихся в угле. Этот материал характеризуется значительной неоднородностью свойств, что ограничивает его применение в качестве пористого заполнителя.[1]   
       Пылевидная зола теплоэлектростанций (зола-унос) образуется при сжигании размолотого каменного угля. Ее используют как мелкий заполнитель в легких бетонах при условии, что содержание частиц несгоревшего топлива не превышает установленных пределов (как правило, не более 5 % по массе).  
       Основная характеристика пористого заполнителя — насыпная плотность в сухом состоянии. Для крупного пористого заполнителя установлены марки по насыпной плотности от 250 до 1200 кг/м3, а для пористого песка — от 100 до 1400 кг/м3. Крупные пористые заполнители поставляют раздельно по фракциям 5... 10, 10...20 и 20...40 мм.  Прочность определяют путем раздавливания пробы крупного пористого заполнителя в цилиндре. Значения прочности для каждого вида заполнителей различны. У керамзитового гравия, например, она составляет 0,6...2,5 МПа. Морозостойкость пористых заполнителей должна соответствовать марке не ниже F15. Благодаря развитой системе пор заполнители способны поглощать значительное количество воды затворения, причем скорость водопоглощения особенно велика в первые 15...20 мин, т.е. в момент приготовления и укладки легкобетонной смеси. Интенсивное впитывание воды в первоначальные сроки связано с наличием крупных пор. В дальнейшем постепенно насыщаются тонкие поры и капилляры.[1]    

Мною будет разработана технология производства зольного обжигового гравия. Зольный гравий получают гранулированием подготовленной золо-шлаковой смеси или золы-уноса ТЭС с последующим спеканием и вспучиванием во вращающейся печи при температуре 1150-1250 °С. В исходном сырье содержание Fе203 должно быть не менее 7%, (СаО + Мg0) -не более 8%. При содержании в сырье более 3% остатков топлива процесс вспучивания гранул ухудшается. Обжиговый зольный гравий следует выпускать в соответствии с требованиями действующего стандарта: от 5 до 10; от 10 до 20; от 20 до 40 мм. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление гравия от 2,5 до 10 мм и смеси фракций от 5 до 20 мм и для теплоизоляционных засыпок от 5 до 40 мм.[8]                                   

Зерновой состав обжигового зольного гравия каждой фракции должен соответствовать указанному в таблице 1.

Таблица 1  Зерновой состав обжигового зольного гравия

Диаметр отверстия контрольного сита, мм	d		D		2D
Полный остаток на сите, % по массе	От 85 до 100		До 10		Не допускается

 

Примечание. D, d - соответственно наибольший и наименьший номинальные диаметры контрольных сит. 

В зависимости от насыпной плотности обжиговый зольный гравий подразделяют на марки, приведенные в таблице 2.

Таблица 2  Марки по насыпной плотности

Марка по насыпной плотности	Насыпная плотность, кг/м
250	До	250	включ.
300	Св.	250	до	300	включ.
350	"	300	"	350	"
400	"	350	"	400	"
450	"	400	"	450	"
500	"	450	"	500	"
600	"	500	"	600	"
700	"	600	"	700	"
800	"	700	"	800	"
900	"	800	"	900	"
1000	"	900	"	1000	"
1100	"	1000	"	1100	"

 

 

               

Фактическая марка по насыпной плотности обжигового зольного гравия минимальная 350, максимальная 800.

Обжиговый зольный гравий должен быть морозостойким и обеспечивать требуемую марку легкого бетона по морозостойкости. Потеря массы после 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания не должна превышать 8%.

В обжиговом зольном гравии, применяемом в качестве заполнителя для армированных бетонов, содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 не должно превышать 1% по массе.[8]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Технологическая часть.

3.1 Сырье.

Для получения зольного гравия применяют:

-отвальный золошлак,

-пиритные огарки,

-СДБ,

-воду.

В качестве основного компонента шихты предполагается использовать отвальный золошлак.

Для оценки качества золошлакового сырья применяется комбинационно-химический метод анализа. По этому методу золошлаки разделяют на шесть зон и золе каждой зоны свойственны определенные характерные свойства.

Рисунок 1 Диаграмма оценки качества сырья для производства

 зольного гравия

 

Золошлаки I зоны  легкоплавкие и характеризуются высоким содержанием окиси кальция (CaO более 8%) и наибольшим содержанием тугоплавких окислов (SiO2+Al2O3-<69%) . Качественный зольный гравий можно получить только при содержании CaO>30% и недожоге менее 3%. Зольный гравий из такого сырья по своим свойствам (М менее 500 и прочность на сжатие более 10 кг/) пригоден для легких конструкционных ботонов.

Золошлаки II зоны высокожелезистые (Fe2O3 более 15% и FeO до 20%). Они также склонны к сильному коржеванию из-за высокого содержания FeO, что затрудняет получение качественного заполнителя.

В III зоне из-за большого содержания механического недожога ( более 10%) достичь качественного спека не представляется возможным.