Шпаргалки по "Материаловедению"

1

 

Кислотостойкие  вяжущие вяжущее вещество  . после затвердевания на воздухе могут длительно сохранять свою прочность при воздействии кислот; их используют для создания кислотоупорных покрытий. К таким вяжущим относятся кислотоупорные цементы, изготовляемые на основе растворимого стекла (силиката натрия), кислотоупорных микронаполнителей и ускорителей твердения. Для улучшения некоторых свойств вяжущих в их состав вводят различные добавки.

 

К кислотостойким вяжущим веществам относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент, представляющий собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее после начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористо-водородной.

 

 

2

 

Приготовление бетонные смесей на заводах жби

 

Производство бетонных смесей осуществляют на бетонных заводах и установках различной мощности, составляющей до 50000 м3/год и более. Мощность бетонных заводов зависит от их назначения.

По назначению заводы разделяют  на районные, центральные и приобъектные. Районный завод обслуживает строительство, рассредоточенное в радиусе до 30... 50 км. Центральный завод обслуживает крупное, а приобъектный — мелкое сосредоточенное строительство. Назначение заводов влияет на возможность их перебазирования.

По возможности перебазирования  различают заводы: неперебазируемые, стационарные (обычно районные)1; инвентарные, .собираемые из отдельных перевозимых блоков (обычно — центральные); передвижные, монтируемые на  автомобилях   (обычно — приобъектные).

Производство бетонной смеси по полному циклу, как правило, осуществляют на стационарных районных бетонных заводах.

При этой технологической схеме  исходные материалы по транспортным линиям подают к месту разгрузки:  цемент—в специальных цистернах или автоцементовозах; заполнители — в специальных вагонах, платформах или автомобилях: химические добавки— в цистернах. Вода поступает из водопровода или других источников с помощью насоса. Для разгрузки смерзшихся при перевозке заполнителей используют разрыхлительные и разгрузочные установки. С места разгрузки исходные материалы с помощью транспортных и распределительных устройств (цементоводы, насосы, конвейеры, шнеки и т. д.) отправляют на склады. Цемент хранят в соответствии с маркой в различных бункерах (силосах), крупный и мелкий заполнители — в соответствии с их крупностью в различных штабелях, а добавки— в герметических емкостях. В зимних условиях крупный заполнитель и воду разогревают, для чего используют обогревающие устройства (обычно бункеры) и котлы.

 

Со складов с помощью подъемно-транспортных устройств составляющие материалы  подают в смесительный цех, где через  систему воронок их загружают  в расходные бункеры, а оттуда через дозаторы — в бетоносмесители. В бетоносмесителе все составляющие смешивают и получают бетонную смесь, которую через накопитель загружают в автобетоновоз. Смесь заполнителей, не смешанных с водой, подают в смесительный барабан автобетоносмесителя, а воду — в его бак. После загрузки автомобили отправляются к месту укладки смеси.

Помимо указанных элементов  в состав крупного бетонного завода входят системы автоматического  управления, отопления, вентиляции, энерго-, воздухо- и водоснабжения, а также лаборатория, диспетчерская служба, ремонтно-механический цех, административный корпус. Иногда на заводе устанавливают дробильно-сортировоч-ное оборудование.

Производство бетонных смесей на средних  и мелких бетонных заводах и установках обычно осуществляют по неполному технологическому циклу. В этом случае ряд перечисленных  процессов, а также сооружений и  механизмов могут отсутствовать.

Бетонные заводы различают по схемам компоновки смесительного цеха на высотные и партерные. Высотные схемы применяют на стационарных, а партерные, как правило, на инвентарных и передвижных заводах. При высотной схеме исходные материалы поднимают один раз, при партерной — дважды: первоначально для дозирования и вторично — для перемешивания.

Передвнжную приобъектную бетоносмесительную установку с неполным технологическим циклом, выполненную по партерной схеме, применяют для сезонного (летнего) строительства обычно на протяженных объектах. Установка состоит из двух транспортируемых блоков: первый включает в себя технологическое оборудование и оборудование склада заполнителей; второй — это склад цемента.

Стрела скрепера подает заполнители  из склада в приемный бункер, откуда заполнители попадают сначала в дозатор, установленный на уровне земли, а затем с помощью подъемного ковша —в барабан бетоносмесителя. Цемент (винтовым шнеком или сжатым воздухом) подают из силосного склада в специальный дозатор и самотеком — в бетоносмеситель. Готовую смесь выгружают в кузов автомобиля.

Классификация бетоносмесительных узлов (БСУ)

Приготовление бетонных смесей на заводах ЖБИ производят на специальных  бетоносмесительных узлах (БСУ), бетоносмесительных цехах или бетоносмесительных отделениях, доставка цемента Московская область осуществляется бетоновозами,  прежде чем осуществится дальнейшая продажа цемента в Москве его же надо сначала приготовить.

В состав БСУ входят: склады заполнителей для цемента, вяжущих, добавок, устройства для их подготовки, надбункерное, бункерное. Дозаторное, смесительное отделения, отделение выдачи готовой смеси, система автоматики и необходимые транспортные средства.

На БСУ производятся следующие  основные процессы и операции: прием  исходных материалов из транспортных средств, их хранение и переработка, сортировка и распределение по отсекам, бункерам, силосам, резервуарам, при  необходимости подогрев, размораживание, оттаивание, подача к расходным бункерам, определение влагосодержания материалов, дозирование, смешивание, выгрузка готовой  смеси, регулярная очистка рабочих  поверхностей и полостей от налипших материалов и смеси, а также продуктов  их регенерации.

БСУ классифицируются по ряду признаков.

По назначению: центральные  районные бетонные и растворные заводы; то же, приобъектные, бетоносмесительные узлы заводов сборного железобетона; установки сухих смесей.

По принципу работы: цикличного действия (загрузка, смешивание и выгрузка проводятся периодически, причем каждая последующая порция загружается только после выгрузки предыдущей) и непрерывного действия (загрузка, смешивание и выгрузка проводятся непрерывно).

По годовому объему производимой смеси: малой производительности (до 100 тысяч кубических метров), средней (100 – 300 тысяч кубических метров) и большой (свыше 300 тысяч кубических метров) в год.

По компоновке оборудования цементые БСУ различают :

- одноступенчатые (высотные), в которых исходные материалы поднимаются однократно, а затем под действием силы тяжести опускаются. Технологический процесс приготовления бетонной смеси состоит из четырех последовательных стадий: приемки, аккумулирования и дозировки компонентов, приготовления и выдачи бетонной смеси. Может быть предусмотрена операция механохимической активации цемента.

- двухступенчатые (партнерские), в которых исходные сыпучие материалы поднимаются дважды: первоначально в расходные бункера и вторично из них после дозирования в смесители. После дозирования составляющие подают конвейерами или скиповыми подъемниками. Такая компоновка требует больше механизмов, производственных площадей и обслуживающего персонала.  

  В настоящее время одноступенчатую компоновку технологического оборудования используют, как правило, на БСУ большой производительности, а двухступенчатую – на установках малой производительности.

По схеме расположения смесительных машин в плане:

- линейные однорядные, когда  для каждой смесительной машины, необходим один комплект дозаторов  с расходными бункерами, и двухрядные, когда один комплект расходных  бункеров и дозаторов обслуживает  две смесительные машины;

- гнездовые, когда вокруг  вертикальной оси предприятия  устанавливают 3 – 5 смесительных  машин, обслуживаемых поочередно  одним комплектом дозаторов.

По способу управления производственными процессами: на механизированные, автоматизированные и заводы – автоматы.

На механизированных установках основные технологические процессы по транспортированию, погрузочно–разгрузочным операциям осуществляются, как правило, вручную. На автоматизированных установках и в цехах все операции подачи, перегрузки, дозирования исходных материалов, приготовления и выгрузки готовых смесей полностью автоматизированы. Управление этими процессами производится дистанционно при визуальном наблюдении за течением технологического процесса. В системе автоматики предусмотрены автоблокировка и сигнальная связь. На заводах – автоматах все процессы полностью автоматизированы.

 

3

 

Способы измельчения материалов

 

По размеру измельчённого продукта измельчение разделяют на два  типа:

• Дробление: грубое (300-100 мм), среднее (100-25 мм) и мелкое (25-1 мм).

Цель дробления — получение кускового продукта необходимой крупности, а также подготовка к помолу.

• Помол: грубый (1000—500 мкм), средний (500—100 мкм), тонкий (100-40 мкм) и сверхтонкий (< 40 мкм).

Цель помола — увеличение дисперсности твёрдого материала, придание ему определённого гранулометрического состава и формы частиц, дезагрегирование.

Граница между измельчением (помолом) и дроблением условна.

Оборудование для измельчения  также делится на дробилки и мельницы.

Способы измельчения, 
альтернативные механическому

Механические устройства - дробилки и мельницы используют различные  способы воздействия на измельчаемый материал: 
удар, истирание, раздавливание, раскалывание (сдвиг). 
Кроме механических способов разрабатываются и применяются другие способы измельчения. Краткое описание некоторых из них приведено в данной статье.  
Требуется отметить, что деление по способам воздействия достаточно условно. Наиболее часто встречаются комбинированные способы измельчения, что легко увидеть из приведенных ниже примеров. 
 
Температурные 
 
1. Промышленное применение нашел способ измельчения (с одновременной отбелкой) тяжелого шпата растворением его при высокой температуре в поваренной соли с последующим гашением расплава в воде. 
2. Материалы, имеющие микропоры, можно насыщать водой при температурах 200—300°С, т. е. под высоким давлением, а затем быстрым изменением давления «взрывать» частицы. 
3. Тяжелый шпат измельчают методом преципитации, нагревая его до высоких температур. 
4. Предложены методы измельчения быстрой сменой высоких и низких температур. 
 
Резонансные  
 
1. Ультразвуковым методом можно разрушать частицы вибрацией, резонирующей с их собственной частотой колебаний. Однако энергии излучателя, как правило, хватает не на первичный помол материала (а тем более не на разрушение кристаллов частиц), а только на разрушение агломератов из частиц, уже полученных другими методами измельчения. Ультразвуковые резонаторы при правильной настройке часто способствуют снижению агломерации при помоле, что увеличивает производительность механических мельниц. 
2. К резонансным относится и воздействие на агломерированный материал любых виброгрохотов.  
 
Особенно необходимо выделить среди последних израильский грохот фирмы «Krooshtechnologies», дилером которой является наша компания и описание которого Вы сможете найти на нашем сайте.  
Грохот «Kroosh» обеспечивает подачу на просеивающую сетку вибровоздействие не одной частоты, как большинство грохотов в мире, а целой линейки частот. При этом просеиваемые частицы различной крупности находят в подаваемой гармонике частот свою резонансную, что позволяет им на порядок эффективнее проникать через ячейки сита.  
 
Гидравлические - кавитационные  
 
1. В литературе встречаются такой оригинальный способ измельчения, как гидравлической ударной волной, возникающей за счет, например, мгновенного разряда конденсатора. Проведены лабораторные исследования по измельчению ультрамарина этим методом. 
2. Этот же способ измельчения используют кавитационные мельницы. В них материал помещается в жидкость, в которой с большой скоростью движется рабочий орган (аналог гребного винта судна). 
Проблема в том, что энергия удара одинаково действует и на измельчаемый материал и на мельницу, вызывая чрезвычайно большой износ рабочих органов последней. Подробнее про мельницы, использующие эффект кавитации читайте в других статьях нашего сайта.  
 
Плазменные, лазерные 
 
1. В ряде патентов описано получение тонкодисперсных материалов воздействием на материалы высокотемпературной плазмы. В качестве примера приводится получение из ильменитового концентрата двуокиси титана. Однако дальше патентов дело не пошло. 
2. Некоторые нанопорошки получают с помощью испарения (и последующего резкого охлаждения) исходного материала лазером. Способ имеет 2 недостатка: энергоемок и не все материалы можно подвергать такому сильному нагреву без потери качества.  
 
Электроимпульсные  
 
На рынке появляются предложения по измельчению материалов с помощью подачи в них электрических разрядов. 
Проблема метода в его энергозатратности, которая связана с низким КПД. Метод требует создания аппаратуры, способной сократить длительность импульса при одновременном увеличении его амплитуды. Дело в том, что интенсивность воздействия на материал зависит от амплитуды, но работа - и соответствующие энергозатраты) определяются площадью под кривой напряженности поля. 
В результате, чем длительнее импульс, тем больше энергии тратится нерезультативно: на нагрев материала, а не на его разрушение. Для повышения КПД установки требуется сократить время длительности импульса. Такие установки, выдающие короткие мощные импульсы, уже существуют, но скорее в НИОКРовском варианте, чем в промышленном. И они очень дорогие. 
 
Зол-гель технологии  
 
Используют создание пузырьков материала с последующим охлаждением и измельчением пузырьков. Токопленочная структура пузырьков позволяет получать этим способом особотонкие размеры частиц, вплоть до наноразмеров. Пока такая технология оправдывается только высокой стоимостью на рынке порошков наноразмерной крупности. 

 

4

 

Отличие барабанных мельниц от трубных

 

Для тонкого измельчения твердых (материалов в цементной промышленности чаще всего. применяют мельницы, у которых отношение длины корпуса к его диаметру колеблется в пределах от 2 до 6. Такие мельницы называют трубными. Однокамерные мельницы, у которых отношение длины к диаметру корпуса не превышает 2, принято называть шаровыми

 

В цементной промышленности Советского Союза для тонкого измельчения в основном применяются трубные мельницы. Для помола твердого топлива широко используются шаровые мельницы.

 

БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА

Барабанная мельница содержит корпус в виде барабана. Корпус мельницы закреплен  консольно своей торцовой крышкой на конце вала, который установлен в опорах, выполненных в виде подшипников качения и закрепленных на несущей раме мельницы. Другой конец вала связан с приводом, при этом разгрузочное устройство обеспечивает вывод продуктов помола из рабочего объема корпуса через его торцовую стенку в сторону вала на радиусе, превышающем радиус вала, а загрузочное устройство выполнено в виде горловины, расположенной в центре противоположной торцовой крышки корпуса. Вал выполнен полнотелым, закрепленная на нем торцовая крышка выполнена объемной, заглублена в обечайку барабана и приварена к ней. В центр крышки вварен цилиндрический стакан, закрепленный на конце вала, а разгрузочное устройство размещено внутри торцовой крышки. При этом на наружном конце цилиндрического стакана закреплен отражающий диск, под которым расположен разгрузочный желоб.

Барабанные мельницы представляют собой пустотелый барабан, закрытый торцовыми крышками, в центре которых  имеются полые цапфы. Цапфы опираются  на подшипники скольжения и барабан вращается вокруг горизонтальной оси. Барабан заполняется примерно наполовину объема дробящей средой (дробящими телами). При вращении барабана дробящие тела благодаря трению увлекаются его внутренней поверхностью, поднимаются на некоторую высоту, откуда свободно, или перекатываясь, падают вниз. Через одну полую цапфу внутрь барабана непрерывно подается измельчаемый материал, который проходит вдоль барабана и, подвергаясь воздействию дробящих тел, измельчается ударом, истиранием и раздавливанием. Измельченный продукт непрерывно разгружается через другую полую цапфу. При вращении барабана материал движется вдоль его оси за счет перепада уровней загрузки и разгрузки и напора непрерывной подачи материала; если измельчение мокрое, то материал увлекается сливным потоком воды, а если сухое - воздушным потоком, возникающим при отсасывании воздуха из барабана.

По форме барабана наиболее распространенными  являются цилиндрические мельницы. При  этом цилиндрические мельницы делятся  на три типа - короткие, длинные и  трубные. У коротких мельниц длина  меньше диаметра или близка к нему; у длинных она достигает 2-3 диаметров, а у трубных длина барабана больше диаметра не менее чем в три раза. Трубные мельницы применяются в цементной промышленности.