Технологическая линия по производству общестроительных портландцементов

Министерство    образования Российской Федерации

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Строительный факультет

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Вяжущие вещества»

НА ТЕМУ : Технологическая линия по производству общестроительных портландцементов.

                                                                                         Выполнил: студент группы ПСК 07-1

                                                                                                     Духно Алексей Владиславович

                                                                                               Проверил: Катаева Людмила Ивановна

Дата   выдачи задания на курсовой

проект____3.09.09_______________

                                                                                                   Дата      защиты      курсового                                 

                                                                                                       проекта __1.12.09___________

                                                                                    Оценка за курсовой

                                                                                                              проект_______________________

Пермь 2009

Содержание:

1.       Теоретический раздел                                                                                                      

     1.1. Вещественный, химический и минералогический состав вяжущего…………......…… 3

     1.2. Физико-химические процессы, проходящие при твердении вяжущего.

      Температура условия твердения………………………………………..……...……….... 6

      1.3. Условия разрушения (коррозии)   композита   на   рассматриваемом

             вяжущем. Области применения продукта……………………………………………… 9

     1.4. Сырьевые  материалы для   производства  вяжущего: вещественный,

            химический и минералогический состав вяжущего. Показатели качества

           сырьевых материалов. Правила приемки, маркировки, транспортирования и

           хранения сырьевых материалов…………………………………………………………. 12

      1.5. Показатели качества вяжущего:

         - Основные

         - Вспомогательные

         и методы их определения………………………………………………………………… 21

      1.6. Анализ существующих технологических схем производства продукта………….….. 27

      1.7. Технологические факторы, влияющие на качество продукта…………………….…... 32

      1.8. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения продукта.

         Гарантии производителя………………………………………………………………....  33

2.       Расчетно-проектный раздел

2.1. Расчетная функциональная технологическая  схема  производства продукта………..37

      2.2. Расчет производственных шихт…………………………………………………………..38

      2.3. Расчет производственной программы технологической линии……………………..... 39

     2.4. Подбор основного механического оборудования…………………………………….... 40

     2.5. Расчет  удельных энергетических нагрузок   и оценка эффективности       

      подобранного механического   и теплотехнического оборудования по энергозатратам….42

Список литературы……………………………………………………………………………….43

1. Теоретический раздел

1.1. Вещественный, химический и минералогический состав вяжущего.

              Цемент - порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок

Общестроительный цемент - цемент, основным требованием к которому является обеспечение прочности и долговечности бетонов или растворов. [ 5 ]

Портландцементом называется гидравлическое вяжу­щее вещество, получаемое тонким измельчением ПЦ клинкера с гипсом, а иногда и со специ­альными добавками.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодис­персной однородной сырьевой смеси, состоящей из из­вестняка и глины и некоторых других материалов (мергеля, доменного шлака и пр.). При этом обеспечи­вается преимущественное содержание в нем высокоос­новных силикатов кальция (70—80 %). Клинкерный порошок без гипса при смешивании с водой быстро схватывается и затвердевает в цементный камень, который характе­ризуется пониженными техническими свойствами.

Гипсовый камень в портландцемент вводят для регулирования сроков схватывания и повышения прочности. [ 2 ]

По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы (ГОСТ 10178-85):

- портландцемент (без минеральных добавок);

- портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %);

- шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

- портландцемент - 400, 500, 550 и 600;

- шлакопортландцемент - 300, 400 и 500;

- портландцемент быстротвердеющий - 400 и 500;

- шлакопортландцемент быстротвердеющий - 400.

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл. 1.

Таблица 1 [ 6 ]

При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1 %, в том числе органических не более 0,15 % массы цемента. Добавки не должны вызывать коррозию арматуры или ухудшать свойства цемента или изготовленного на его основе бетона или раствора.

По вещественному составу (ГОСТ 31108-2003), приведенному в таблице 2, цементы подразделяют на пять типов:

- ЦЕМ I - портландцемент;

- ЦЕМ II - портландцемент с минеральными добавками;

- ЦЕМ III - шлакопортландцемент;

- ЦЕМ IV - пуццолановый цемент;

- ЦЕМ V - композиционный цемент.

Примечание: Цемент типа ЦЕМ I не содержит минеральных добавок в качестве основного компонента.

Таблица 2 [ 9 ]

По содержанию ПЦ клинкера и добавок цементы типов ЦЕМ II-ЦЕМ V  подразделяются на подтипы А и В.

По прочности на сжатие в возрасте 28 сут. цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут (скорости твердения) каждый класс цементов, кроме класса 22,5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий).

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) - цемент на основе портландцементного клинкера, обеспечивающий получение (в нормальных условиях твердения) нормативных значений прочности образцов в ранние сроки (2-3 суток), наряду с прочностью в возрасте 28 суток.

БТЦ получают совместным тонким измельчением специального портландцементного клинкера и гипса. По ГОСТ 10178-85 при помоле допускается введение не более 10 %  активных минеральных добавок осадочного происхождения и не более   20 % доменных гранулированных и электротермофосфорных шлаков, глиежей. Суммарное содержание трехкальциевого и двухкальциевого силикатов () в клинкере по ГОСТ 31108-2003 (данный стандарт гармонизирован с EN 197-1 и действует параллельно с ГОСТ 10178-85)  должно быть не менее 67 % от массы клинкера и ограниченное (до 0,5 %) количество CaOсвоб, а массовое отношение оксида кальция к оксиду кремния () - не менее 2,0. Содержание оксида магния MgO в клинкере не должно быть более 5,0 % от массы клинкера. Допускается содержание оксида магния MgO до 6,0 % от массы клинкера при условии положительных результатов испытаний цемента из данного клинкера на равномерность изменения объема в автоклаве по ГОСТ 310.3. Гипс в БТЦ вводят в обычной дозировке: в пересчете на SO3  не более 4,5 % в зависимости от минерального состава клинкера (содержания C3A) и от тонкости помола цемента. 

1.2. Физико-химические процессы, проходящие при твердении вяжущего.

Температура условия твердения вяжущего.

Твердение портландцемента, как и других вяжущих, является сложным комплексом взаимосвязанных химических, физико-химических и физических процессов. С химической точки зрения твердение – это переход безводных клинкерных минералов в гидраты в результате реакций гидролиза и гидратации, с физической – постепенное загустевание цементного теста и возникновение единого конгломерата из гидратированных и негидратированных частичек. [3]

Взаимодействие портландцемента с водой приводит к образованию новых гидратных веществ, обусловливающих схватывание и твердение теста, растворной или бетонной смеси. Состав новообразований зависит от химического и минерального составов цементов, а также от ряда других факторов и в первую очередь от температуры, при которой взаимодействуют компоненты.