1. Каков состав тонкомолотых вяжущих веществ низкой водопотребности?
2. Каковы основные свойствами тонкомолотых вяжущих веществ низкой водопотребности?
3. Каковы методы подбора и расчета составов тонкомолотых вяжущих веществ низкой водопотребности?
4. Опишите методы производства вяжущих веществ низкой водопотребности?
5. Как производятся пенобетон и пенобетонные изделия?
6. На какие виды подразделяются вяжущие низкой водопотребности ВНВ по вещественному составу?
7. На какие виды подразделяются вяжущие низкой водопотребности и ВНВ с минеральными добавками по механической прочности?
Задания к СРМ
Ι. Вариант (простой)
1. 1. Описать состав и свойства тонкомолотых вяжущих веществ низкой водопотребности.
ΙΙ. Вариант (средней сложности)
1. Выполнить подбор и расчет составов тонкомолотых вяжущих веществ низкой водопотребности с клинкером АО «Шымкентцемент» и техногенными продуктами.
ΙΙΙ. Вариант (сложный)
1. Описать методы производства вяжущих веществ низкой водопотребности, проанализировать оптимальность показателей и параметров свойств ВНВ.
Рекомендуемая литература:
Основная литература
Классен В.К., Таймасов Б.Т. Цементология: структура, свойства цементов и оптимизация технологических процессов / Учебник. - Шымкент: ЮКГУ им. М.Ауэзова, 2016. -265 с.
2. Таймасов Б.Т. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник. – Алматы: Эверо, 2015. Том 1. –332с. Том 2. –152 с.
3. Планк Й., Таймасов Б.Т., Штефан Д., Хирш К., Жакипбаев Б.Е. Химия строительных материалов / Учебник. - Шымкент: ЮКГУ им. М.Ауэзова, 2016. -220 с.
Дополнительная литература
1.Лугинина и.Г. Химия и химическая технология неорганических вяжущих материалов: учеб. Пособие в 2 ч. – Белгород: Изд-во бгту им. В.Г.Шухова, 2004. – ч. 1. – 240с. Ч. 2. – 199с.
2.Бутт Ю.М., Тимашев В.В.. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. – М.: Высшая школа, 1973. –504 с.
Форма отчетности
Показ и проверка выполненной работы, состав и свойства ВНВ, обоснование схемы производства ВНВ, используемого сырья и компонентов.
Практическое занятие № 5
Тема занятия: Разработка технологических схем производства тонкомолотых вяжущих низкой водопотребности
План занятия:
1. Ознакомить магистрантов с методами подготовки, сушки сырья, помола вяжущих для производства тонкомолотых вяжущих низкой водопотребности.
2. Ознакомить магистрантов с методами разработки технологических схем производства тонкомолотых вяжущих низкой водопотребности.
Цель и задачи занятия, умения, навыки и компетенции: ознакомить магистрантов с методами разработки технологических схем производства тонкомолотых вяжущих низкой водопотребности.
Краткие теоретические сведения
Реализация технологии цементов (вяжущих) низкой водопотребности может осуществляться по двум направлениям: для производства высокоактивных цементов и для производства достаточно активных малоклинкерных цементов с минеральными добавками (рис. 4.1).
Производство высокоактивных цементов становится востребованным в связи с наблюдающимся во всем мире переходом в строительстве на более высокие марки бетонов, а также необходимостью придания бетонам различных специальных свойств с общим требованием повышения долговечности изделий и конструкций из бетона. Новые бетоны получили в мировой практике строительства название High Performance Concrete (НРС).
Строительно-технические свойства таких бетонов характеризуются прочностью на сжатие в двое суток твердения 30-50 МПа, в 28 суток от 60 до 150 МПа, водонепроницаемостью W12 и выше, водопоглощением не более 1-2 % масс., истираемостью не более 0,3-0,4 г/см2 и морозостойкостью F600 и выше. НРС должны обеспечивать срок службы изделий и конструкций не менее 200 лет, а в перспективе и 500 лет. В настоящее время такие бетоны с высокими характеристиками свойств производятся с применением тщательно подобранных компонентов исходных бетонных смесей, минимальным их загрязнением глинистыми, ограничениями по гранулометрии и морфологии мелких и крупных заполнителей, использованием достаточно дорогих химических добавок и микрокремнезема. Высококачественные бетоны радикально увеличили возможности строительства для возведения небоскребов, мостов, тоннелей, плотин, шахт и подводных сооружений.
Механохимическая активация цемента - новое направление регулирования строительно-технических свойств и получения высококачественных бетонов с вышеуказанными свойствами – наиболее конкурентоспособное с обычным модифицированием бетонных смесей, упрощающее требования к крупному и мелкому заполнителям, не требующее применения микрокремнезема, позволяющее существенно снизить стоимость бетона, отказаться от его тепловой обработки.
1 вариант - выпуск высоко- и сверхпрочного быстротвердеющих портландцементов;
2 вариант - выпуск портландцементов с минеральными добавками по действующему ГОСТ 31108-2003
Рис. 5.1- Два направления производства цементов (вяжущих) низкой
водопотребности (Бикбау М.Я.)
Рассматриваемый второй вариант производства механоактивированного цемента с минеральными добавками дает возможность радикального сбережения удельных энергозатрат на тонну цемента за счет снижения содержания портландцементного клинкера в цементах до 50-75 %, с сохранением высоких строительно-технических свойств.
Введение до 50-75 % минеральных кремнеземистых добавок в цементы с сохранением их высокой активности может позволить снизить (с учетом затрат топлива на сушку добавок) реальные удельные затраты топлива на тонну цемента на 80-100 кг условного топлива, что весьма актуально для России с подавляющим объемом цементных заводов, работающих по мокрому способу и затрачивающих сегодня 220-240 кг условного топлива на тонну клинкера.
Весьма важным является возможность эффективного использования при этом в качестве клинкерных добавок не только различных природных пуццолановых пород, мелких кварцевых песков, отходов вскрыши и т.п., но и техногенных отходов - зол и шлаков различных производств, переработка которых превратилась в значительную экологическую проблему.
Минеральные добавки предварительно высушивают. Поэтому в технологическую схему для производства механоактивированных цементов с добавками обычно включают участок сушки. Снижение содержания клинкерной части в цементах с минеральными добавками позволяет, кроме энергосбережения, значительно уменьшить выбросы СО2 в атмосферу, сопровождающие производство цементного клинкера и ставшего во всем мире проблемой отрасли.
Оптимальная схема получения механоактивированных цементов - вяжущих низкой водопотребности с сохранением производительности шаровых трубных мельниц и соответственно приемлемых удельных энергозатрат на тонну готового продукта реализована М.Я.Бикбау на цементном заводе Шин-хуа в г. Цзин-хуа, провинции Джедзян, КНР. Технологическая линия включает в качестве вспомогательного дробильно-помольного оборудования мощную пресс-валковую дробилку - измельчитель типа VSTM-2003 производительностью до 150 т/ч. Основным помольным агрегатом является трубная трехкамерная шаровая мельница Ø2,9x11 м производительностью 50 т/ч по выпускаемому цементу с минеральными добавками марки 32,5 по стандарту КНР ASTM-2003. В предизмельчитель - прессвальцы подаются все компоненты смеси, включая портландцементный клинкер и минеральные добавки в кусковом виде без предварительной сушки. Зазор между валками составляет около 40 мм.
Схема компоновки оборудования линии завода Шин-хуа показана на рис. 4.2. В мельнице создается разряжение до 1100 Ра для увеличения производительности за счет уноса мелкодисперсных частиц смеси. Для исключения уноса частиц модификатора был установлен уровень разряжения на входе в мельницу - 75 Па, на выходе - 560 Па.
1 - бункер угольного шлака; 2 - бункерная батарея гипса и вулканического камня; 3 - бункер сланца; 4 - бункер клинкера; 5 - весовые дозаторы (тензометрические); 6, 8- ленточные конвейеры; 7, 11, 18 — цепные элеваторы; 9 - расходный бункер; 10 - пресс-валовая дробилка -измельчитель; 12 - расходный бункер с мешалкой для гомогенизации смеси; 13 - расходный бункер модификатора; 14 - ленточный дозатор; 15 - шаровая мельница; 16 - рукавный фильтр; 17 - шнек
Pucунок 4.2 - Технологическая линия пo помолу цемента завода Шин-хуа, пров. Джедзян, КНР (Бикбау М.Я.)
Добавку китайского производства серии FDN-05 в сухом виде вводили в исходную смесь после предварительного измельчения компонентов в пресс-вальцах до размера 10-25 мм и гомогенизации смеси в смесителе с принудительным перемешиванием. Заводской обычный состав смеси: клинкер - 63%; вулканический камень - 6%; сланец - 16%; угольный шлак - 6%; известняк – 7 %; гипс - 5%; Смесь угольного шлака и известняка вводилась в весовом соотношении 3:2.
Рекомендации магистрантам по подготовке к занятиям
Магистрант должен быть подготовлен к практическим занятиям. Подготовка заключается в изучении материалов практического занятия по конспектам лекций, учебникам и учебным пособиям.