Номенклатура продукции

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

 

Курсовая работа

Тема: Завод по производству быстротвердеющего высоко-кремниземистого цемента на основе перлита 450 тыс. т.

Выполнил ст. гр. ФСТИМ-12(ПСМИК-12)

Хамзаев Айдар

Проверила: ассоц.проф Махамбетова У.К.

Алматы 2014

Введение

Строительство в этом списке развитых отраслей занимает одну из самых верхних строчек. Сегодня наступает эра монолитного строительства. Монолитное строительство на сегодня – это наиболее прогрессивная технология. Способом монолитного строительства можно возводить здания практически любой конфигурации. Вот где простор для размышления для архитекторов! К тому же здания, возведенные из бетона, гораздо более теплые и практичные. Основное составляющие бетонной смеси – это цемент, песок, щебень и вода. Как видно, практически то же самое, что и было сто лет назад. Эта классическая схема (цемент, песок, щебень) позволяет и сегодня работать и возводить множество новых и современных зданий. Без сомнения, самой важной частью бетонной смеси является цемент. Что представляет из себя цемент? Это активный компонент смеси, который при взаимодействии с водой приобретает связующие свойства, и объединяет остальные компоненты в единый монолит. Цементные заводы на сегодня представляют из себя наиболее буро развивающиеся производства. Цементно бетонные изделия пользуются на сегодня повышенным спросом.

 

Номенклатура продукции

Кремнеземистые цементы получают тонким помолом соответствующих огнеупорных материалов: кварцевого стекла, остеклованного кварцита, кварцевого песка, боя динасового кирпича.

Применение известково - кремнеземистых цементов не ограничивается температурным интервалом выше 120 С. Их можно применять вплоть до температур 60 С и ниже, но выбор осуществлять по другой методике, поскольку фаза C2SH ( А) при Т 120 С не образуется.

Состав известково - кремнеземистых цементов и свойства полученного камня (т 48 час).

НИКИ - кварцевые песчаники скремнеземистым цементом, выраженным частично или в большей своей части кварцем разрастания ( нарастания) или регенерацжонным.

При ремонте из-за отсутствия на месте быстро схватывающихсякремнеземистых цементов подливка производится цементом обычного состава. Для достижения необходимой сопротивляемости разрушению такому составу требуется как минимум 14 - 20 суток выдержки, что в условиях действующего производства неосуществимо.

Среди осадочных пород наибольшую прочность имеют породы скремнеземистым цементом. При наличии глинистого цемента прочности пород резко снижается.

Эти осадочные породы не имеют никакой связующей массы и их пористость определяется наличием или отсутствием карбонатного иликремнеземистого цемента. Небольшое изменение условий осадконакопления влечет за собой отложение мощных толщ глинистых пород, имеющих значение как нефтепроизводящих свит, так и покрышек непроницаемой породы в процессе миграции углеводородов в коллектор. Эти глинистые породы являются преимущественной разновидностью устойчивых глин. Линзовидное залегание и выклинивание в этих осадочных отложениях обычно не встречаются, хотя перерывы и угловые несогласия в напластовании, происходящие от последую щих деформаций, могут иметь место.

Наиболее прочным являетсякремнеземистый цемент ( вторичный кварц, опал, халцедон), менее прочны железистый ( лимонит), карбонатный ( кальцит) цементы, малой цементирующей способностью отличается глинистый цемент. Ниже приводится описание главных представителей этой группы.

С более эффективно применение аморфизированных форм кремнезема. Использование кварцевого песка в известково - кремнеземистых цементах становится выгодным при более высоких температурах.

Значительно отличаются скорости взаимодействия для известково - песчаных цементов, приготовленных обычным способом ( № 1) и по дезинтеграторной технологии, причем с увеличением температуры от 20 С до 100 С возрастание скорости взаимодействия компонентов проявляется все сильней. Можно сделать вывод об очевидном влиянии дезинтеграторной обработки на процессы твердения в известково - кремнеземистых цементах. Наивысшие показатели получаются в случае предварительной дезинтеграторной обработки отдельно кремнеземистого компонента с последующим смешением его с известью.

Антоновские кварциты ( Украина, третичный период) - - серого цвета, твердые, имеют блестящий излом. Зерна кварца угловатые и окатанные с преобладающим размером 0 1 - 0 3 мм; 20 - 55 %аморфного кремнеземистого цемента с вторичным кварцем и глинистым веществом; в небольшом количестве встречаются бурые оксиды железа.

Если это условие в отношении основных компонентов не выдерживается, то сырьевую смесь обогащают SiO2, вводя трепел, диатомит, песок, кварц и другие кремнеземистые породы. Ввиду низкого содержания плавней практикуется введение минерализатора - плавикового шпата. Для ускорения процесса твердения кремнеземистые цементы тоньше размалываются. В остальном производство их не отличается от производства обычного портландцемента.

Хемогенный цемент, частично заполняющий пространство между зернами песка, может быть кремнеземом: халцедоном, опалом, а также вторичным кварцем. Встречаются также кристаллы кальцита и доломита; они выполняют роль цемента между зернами песка. Пористость этих осадочных отложений в значительной мере определяется наличием или отсутствием карбонатного иликремнеземистого цемента. Удаление цемента путем кислотной обработки может вызвать обрушение породы коллектора и привести к образованию песчаных пробок в скважине. Барит, глауконит, пирит и гипс также являются хемогенным цементом. Количество цемента может сильно изменяться в горизонтальном направлении в зависимости от изменения условий осадконакопления, а также от позднейших процессов. Различная степень цементации может явиться причиной изменений пористости и проницаемости пород, а следовательно, и чередования продуктивных и непродуктивных зон.

В этих песчаниках цемент нарастания, контактный, поровый и базальный слагаются криптокристаллическим вторичным кварцем, халцедоном, люссатитом и опалом. Глинистое вещество в цементе присутствует обычно в небольшом количестве. В цементе некоторых песчаников встречаются 1 - 2 % зерен глауконита, частично выветрившихся с выделением окислов железа. В зависимости от количества и минералогического состава кремнеземистого цемента удельный вес кварцитовидных песчаников колеблется от 2 65 - 2 63 до 2 45 - 2 42; потеря при прокаливании составляет от 0 4 до 1 2 %, а иногда и выше. Низкий удельный вес и высокую потерю при прокаливании имеют песчаники с люс-сатитовым и опаловым цементом.

Технология без цементного высоко кремнеземистого строительного материала «Кварцитана» для производства изделий строительного, теплоизоляционного и архитектурно-декоративного назначения.

Монокремнеземистые конструкционные материалы являются композитами, сочетающими в себе кварцевый заполнитель с различной гранулометрией и вяжущее, состоящее также, в основном, из SiO2 и некоторого количества щелочных соединений, выполняющих роль минерализаторов.

На базе такой вяжущей системы в зависимости от технологических параметров обработки (прежде всего, условий твердения) можно получать материалы с широким спектром технологических свойств. Они могут использоваться в качестве строительных материалов общего и специального назначения, теплоизоляционных, огнезащитных и химически стойких материалов, а также декоративных материалов, имитирующих природные камни (граниты, мраморы, песчаники, малахиты и пр.).

Твердеют такие вяжущие системы при обычных условиях, основой формовочной массы является кварцевый песок, а роль вяжущего выполняют силикаты, получаемые сплавлением активного щелочесодержащего компонента с тем же песком.

В затвердевшем камне доля SiO2 составляет 90-92%, роль связки выполняют наночастицы аморфного кремнезема, которые с течением времени структурируются по механизмам и законам, характерным для наносистем.

По своему фазовому составу и свойствам материал («кварцитан») близок к природным кварцитам. При применении пигментов и соответствующих технологий приготовления формовочных масс в лабораторных условиях удалось добиться создания искусственных камней очень хорошо имитирующих натуральные поделочные камни- мраморы, малахиты, змеевики, бирюза и пр.

силу гелевидной структуры связующего отливки из таких масс с высокой точностью воспроизводят форму, что немаловажно для архитектурно-декоративных и отделочных материалов, поскольку это дает возможность добиться самой разной текстуры поверхности.

Отсутствие в «кварцитане» цемента и полимеров обеспечивает его высокие экологические характеристики. Это позволит широко использовать его в жилых и общественных помещениях, а также в других ситуациях, когда применение гранита, мрамора и цементно-бетонных материалов ограничивается санитарными нормами. В отличие от материалов, получаемых на основе гипса, «кварцитан» абсолютно водостоек.

прогнозировать, что такой материал может стать более дешевой альтернативой архитектурно-декоративным изделиям из натуральных камней. Т.к. производство таких материалов не требует больших капитальных затрат, технология может быть ориентирована на малый и средний бизнес.

На основе этой же смеси также были получены экспериментальные образцы теплоизоляционного материала, обладающего одновременно теплостойкостью (до 1000Со), удельной плотностью до 200-400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в диапазоне 0,08-0,11 Вт•м/К.

Дальнейшие работы в этом направлении позволят получить огнестойкий материал, весьма необходимый для обеспечения противопожарной защиты металлических несущих конструкций в гражданском и промышленном строительстве.

Степень освоения – опытно-промышленное производство.

Одним из путей создания эффективных и экологически безопасных теплоизоляционных материалов является использование для их изготовления низкоосновных гидросиликатов и силикатов кальция с высокополимеризированными кремнекислородными анионами типа тоберморита, ксонотлита, фошагита, гилленбрандита, волластонита имеющих волокнистую форму кристаллов, повышенную прочность на растяжение и высокую термическую устойчивость.

Волокнистые кристаллы низкоосновных силикатов кальция являются аналогами природных амфиболовых асбестов. Преимущество их заключается в безопасности при производстве и применении, поэтому они могут заменять асбест в различных материалах, в частности и в теплоизоляции.

Решая задачу замены теплоизоляционного материала – асботермосиликата - на основе канцерогенного асбеста, используемого в алюминиевой промышленности, была предложена схема получения теплоизоляционного материала, в основе которой лежит использование в качестве заполнителя природного волокнистого волластонита, а в качестве связующего – синтезируемый при последовательной автоклавной обработке и обжиге искусственный мелкодисперсный волластонит.

Выбор этого минерала основан на том, что он, во-первых, также как и хризотил-асбест не смачивается расплавом алюминия, а во-вторых, он также имеет волокнистую структуру, хотя и гораздо меньшим отношением длины волокна к его диаметру.

В качестве связующего в асботермосиликате выступает диатомит и известь, вводимая в виде известкового молока. Отформованные с помощью фитльтр-прессования изделия подвергаются автоклавной обработке и затем обжигаются при температуре 600 0С.

При этом аботермосиликат в качестве связки содержит частично дегидратированные гидросиликаты кальция, так как их полного превращения в волластонит не происходит в силу того, что этот фазовый переход протекает при температуре 800-8500С. С другой стороны, эксплуатируется этот теплоизоляционный материал при температурах >6000С, поэтому в нем могут во время службы развиваться деструктивные процессы, связанные с дальнейшей дегидратацией гидросиликатов кальция. В результате этого снижается срок службы асботермосиликатных изделий.

В данной работе предлагается помимо замены асбеста на волластонит частично изменить также технологию получения теплоизоляционных плит, чтобы обеспечить полный переход синтезированной в ходе гидротермальной обработки гидросиликатной связки в волластонит.

Это обеспечивает, с одной стороны, отсутствие фазовых превращений в ходе эксплуатации, а значит и повышает срок службы плит, а с другой – приблизит состав материала к мономинеральному: крупные волокна природного волластонита будут сцементированы синтетическим мелкодисперсным волластонитом.

Предлагаемая технология предусматривает следующие этапы: совместное измельчение негашеной извести и диатомита, смешение известково-кремнеземистого вяжущего с волластонитовым наполнителем, гашение сырьевой смеси, формование изделий, автоклавная обработка изделий, сушка и обжиг изделий.

Свойства материала

Состав массы: 60% волластонитового наполнителя ВК-2, C/S=0,9, В/Т=0,3-0,8 %, добавки

Фазовый состав, по данным РФА и оптического анализа: волластонитовый наполнитель и искусственно полученное волластонитовое связующее

Предел прочности на сжатие, МПа: 10 – 14

Предел прочности на изгиб, МПа: 10 – 15

КТЛР ,1/°С 200-700°C: (6,5 - 10,5)•10-6

КТЛР ,1/°С выше 700°С: (1,1 – 1,5)•10-6

Кажущаяся плотность, г/см3: 0,75-1,0

Общая пористость,%: 65,7 - 67,9%

Открытая пористость, %: 58 - 63 %

Область рабочих температур: До 850 °С

Потери при прокаливании: 0,2%

Количество теплосмен: Не менее 50

Теплопроводность, Вт/м•К: 0,15-0,21