Огляд літератури з теми проекту Вибір сировинних матеріалів

Ім'я файлу: Мазур_курсовий,_жаростійкий_бетон.docx
Розширення: docx
Розмір: 1530кб.
Дата: 14.01.2021
скачати
Пов'язані файли:
Artemenko_magistr.pdf
завд. кредитування підприємств.doc
товарознавство виправлена курсова.docx
ТОВАРОЗНАВСТВО КУРСОВА ТКД11 ПАНТЕЛЕЄВА.docx
Ігнатов(5) (1).docx
системний аналіз.docx
Касянчук_ОснПідпр_Марк-11.docx
Концепції простору й часу.docx
геніті тагуті.docx
женщтна.rtf

Зміст проекту

Вступ
Огляд літератури з теми проекту
Вибір сировинних матеріалів
1. Обгрунтування вибору складу композиційного матеріалу
2. Визначення складу композиційного матеріалу
Опис транспортно-технологічної схеми виготовлення композиційного матеріалу
Обгрунтування основних властивостей композиційного матеріалу
Проектування технологічної карти на виконання будівельних робіт
Висновки та пропозиції
Список використаної літератури

Вступ

Жаростійкий бетон – це бетон, який може тривалий час витримувати нагрівання до температури 1000°C , і при цьому не змінювати форми і експлуатаційних властивостей. Застосовують його в різних сферах: промислове будівництво, житлове, а також при зведенні спеціалізованих об’єктів.

Актуально застосувати вогнетривкий матеріалу при зведенні промислових споруд, фундаментів, камер згоряння, а також при будівництві житлових будівель. Також використовується жаростійкий бетон в хімічній промисловості — там, де виготовляють будівельні матеріали, необхідні в галузі енергетики. Жароміцний матеріал застосовується в конструкції перекриттів, плавучих спорудах і подорожніх мостах. Його застосування переважно в тих конструкціях, де бажана легкий вага, яка може забезпечити жаростійкий матеріал. Адже він здатний зменшити вагу споруд мало не наполовину за рахунок знаходження в бетонній суміші пористий наповнювача. Використовують жаростійкий бетон при зведенні димових труб, камінів та печей. Проте сказати, що цей бетон використовується лише для виготовлення печей і димарів не можна. Насправді його застосовують і в багатьох інших сферах. Так, жаростійкий бетон використовується в хімічній промисловості, при виробництві будівельних матеріалів, в енергетичній галузі та інших.

Вогнетривкі матеріали - одні з найважливіших технічних продуктів. Їх світове виробництво досягло 25 млн. т, що у вартісному вираженні складає більш 10 млрд. доларів США. За останні 45 років у структурі виробництва вогнетривких матеріалів відбулись фундаментальні зміни, пов'язані зі значним зростанням використання вогнетривких бетонів. Так, в Японіі, США, промислово развинутих країнах Західної Європи частина бетонів у загальному обсязі використання вогнетривких матеріалів зросла від 1,3-2,9% до 30-37%. В Україні ця доля приблизно вдвічі нижча, причому значна її частина припадає на імпортні сухі суміші, ввіз яких технічно і, тим більш, економічно цілковито не є виправданим. Значне зростання використання вогнетривких бетонів стало можливим завдяки їх високій техніко-економічній ефективності. Виробництво усіх видів дрібноштучних вогнетривких виробів, за винятком динасових, передбачає подвійний випал при температурах 1400-1700^оС, спочатку випалюється сировина, потім пресовані вироби. Тому, в порівнянні з випалювальними штучними виробами, вогнетривкі бетони дозволяють у 1,5-2 рази скоротити витрату палива, у 3-4 рази зменшити трудовитрати, у 1,3-2 рази збільшити стійкість футеровки промислових теплоагрегатів. Останнє пояснюється зменшенням термонапружень, регулюванням хіміко-мінералогічного складу і структури пористості, в першу чергу в'яжучої матриці. Звичайні цементні бетони здатні витримувати без руйнування підвищення температури до 200°С. При зведенні елементів теплових агрегатів (футеровка промислових печей, газоходів і пічних вагонеток, фундаментів печей і труб, перекрить АЕС і т.д.) з метою зменшення потреби у вогнетривких виробах, що вимагають значної витрати енергії на їх виготовлення, а також для підвищення продуктивності будівельних робіт застосовують жаростійкі бетони.

Жаростійкість сировинних матеріалів, що застосовуються у таких бетонах, в основному визначає гранично припустиму температуру їх використання. У залежності від цього показника жаростійкі бетони поділяють на класи: для класів від 3 до 17 гранична температура застосування складає, відповідно, від 300 до 1700°С; для класу 18 – більше 1700°С. Жаростійкі бетони здатні зберігати властивості як при тривалій, так і короткочасній дії зазначених температур. Основною характеристикою жаростійких бетонів є зниження міцності при стиску після нагрівання і витримування зразків при температурі 800°С. Жаростійкі бетони мають звичайно міцність від 1,0 до 50 МПа, середню густину від 500 до 2500 кг/м³.

У якості в'яжучих для жаростійких бетонів в основному використовуються портландцемент, шлакопортландцемент, швидкотверднучий портландцемент, глиноземистий цемент, рідке скло, каустичний магнезит.

Мінеральні добавки в жаростійких бетонах необхідно використовувати для підвищення стійкості в'яжучого до дії високих температур. Завдяки введенню в цементний камінь різних високодисперсних мінеральних добавок, стійких до дії високих температур і здатних зв'язувати вільний оксид кальцію, що утвориться при високих температурах, збільшується жаростійкість цементного каменю. Такими добавками служать зола-виносу, мелена цегла, шамот, андезит, доменний і паливний шлаки й ін. Добавка меленого гранульованого доменного шлаку забезпечує стійкість гідратованого портландцементу при нагріванні до 500...600°С і запобігає зниженню міцності гідратованого глиноземистого цементу в інтервалі 100...1000°С.

У бетонах, що працюють при температурах до 700°С, можуть бути використані заповнювачі з базальту, андезиту, туфів і інших вивержених вулканічних порід, котрі не містять вільного кварцу. У звичайних заповнювачах, що містять кварц, відбуваються поліморфні перетворення, що викликають руйнування бетону. Нестійкими до дії високих температур є також карбонатні породи. Найбільш розповсюдженим заповнювачем для жаростійких бетонів до 1300°С є бій шамотної цегли. Для одержання бетонів підвищеної жаростійкості використовують магнезитові, хромітові, корундові, шпинельні, форстеритові й інші заповнювачі. Для легких бетонів використовуються різні пористі заповнювачі: керамзит, спучений перліт, вермикуліт і ін. Для забезпечення спікання бетону при максимально низькій температурі застосовують добавка-плавні (наприклад, ільменіт). Мінімальну усадку забезпечує найбільш щільний зерновий склад заповнювача.

На високоглиноземистих і глиноземистих цементах, готують бетони високих класів термостійкості (І8-І18). Висока вогнестійкість алюмінатних цементів пояснюється їх мінералогічним складом. Головним мінеральним компонентом глиноземистого цементу виступає моноалюмінат кальцію (СаО·Аl₂O₃). Високоглиноземистих цементів - діалюминат кальцію (СаО·2Аl₂О₃).

Жаростійкі бетонні конструкції на алюмінатних цементах без спеціальних добавок здатні витримувати температури до 1300°С, а при додаванні заповнювачів з оксиду алюмінію і корунду, температурний режим підвищується до 1600°С і більше.

Основні характеристики виробів, приготованих на глиноземистих цементах :

- Висока механічна міцність.

- Стабільний стан при різких змінах температурного режиму експлуатації.

- Мала термічна усадка.

- Низький показник лінійного розширення при нагріві.

- Низька теплопровідність.

Вогнетривкі конструкції, приготовані із застосуванням глиноземистих цементів, можуть піддаватися дії високих температур вже по витіканню доби після виготовлення.

Огляд літератури з теми проекту

У багатьох галузях промисловості використовуються технологічні операції, пов`язані з нагріванням, випалом і термообробкою матеріалів і виробів, що передбачають застосування теплових агрегатів, які футеруються жаростійкими матеріалами. При цьому широко використовуються жаростійкі бетони, що працюють при температурах до 1300ºС і виготовляються, як правило, на основі глиноземних цементів. З метою скорочення матеріальних затрат при одержанні жаростійких матеріалів часто застосовують портландцементи з мінеральними додатками. Разом з тим, такі в`яжучі характеризуються високою водопотребою, сповільненим набором ранньої міцності, неповним зв’язуванням портландиту і, як наслідок, низькими залишковою міцністю та термостійкістю, що вимагає пошуку методів їх активації.

Одним із найбільш радикальних шляхів підвищення ефективності портландцементних систем є одержання модифікованих багатокомпонентних цементів шляхом механо-хімічної активації портландцементу з мінеральними компонентами в присутності комплексних хімічних додатків поліфункціональної дії, що забезпечує покращення термомеханічних характеристик жаростійких матеріалів.

Тому актуальними з теоретичної і практичної точок зору є дослідження, спрямовані на розробку принципів композиційної побудови багатокомпонентних в’яжучих для жаростійких матеріалів, що пов’язані з направленим формуванням фазового складу та мікроструктури цементного каменю в процесах гідратації та дегідратації для одержання його термостабільної структури, а також на розробку і отримання жаростійких матеріалів на їх основі.

Вибір сировинних матеріалів

Виготовляємо жаростійкий бетон класу І 8 . Допустима температура застосування бетону 800 ^о С.

Для отримання жаростійкого бетону готується:

Глиноземистий цемент:

- Марка цементу має бути не менше 400;

- Вміст Al₂O₃ має бути не менше 35 %;

- Межа міцності на стиск на 3 добу не менше 40 МПа;

- Тонина помелу (залишок на ситі з сіткою № 008) не більше 10 %;

- Застосування для бетонів з гранично допустимою температурою 1000 ^о С.

- Насипна густина 1200 кг/м3;

Шамотний заповнювач:

Тип і марка шамотного заповнювача.

Таблиця 1.

Марка	Найменування та характеристика марки
ЗША	Заповнювач шамотний з вогнетривкістю не менше 1690 ^оС

Технічні вимоги:

Таблиця 2.

Назва показника	Норма для марки
Назва показника	ЗША
Масова частка, %:
А l₂ О₃	Не менее 35
Жаростійкість, °С, не ниже	1690
Водопоглощение, %, не более	6

Шамотний щебінь і пісок виготовляють згідно з вимогами стандарту ГОСТ 23037-99.

Форми зерена за класом:

Таблиця 3.

Клас	Розмір зерна, не більше (мм)
1	25

Наявність в заповнювачі включень вапняку, доломіту, граніту та інших не допускається. Насипна густина 1,4 г / см ³. Середня густина зерна 2,65 г / см ³.

Отже, вибираємо шамотний щебінь класу 1, та шамотний пісок класу 1.

Суперпластифікатор ADIUM – 150

Технічні характеристики

Показник	Характеристика
Колір	Коричневий
Густина	1,03 – 1,07 кг/л
pH	5,0 ± 0,5
Максимальний вміст хлорида	безхлоридний
Максимальний вміст лугу	≤ 2,0% мас.
Дозування	0,3 – 0,5% від маси цементу

3.2 Визначення складу композиційного матеріалу

У результаті проведених досліджень встановлено, що певне співвідношення цементу (глиноземистого) (79,6%), технічного глинозему (20%) і гіперпластифікатор (0,4%) дозволяє створити потрібний нам жаростійкий бетон із заданими характеристиками.

Найменування компонентів композиційного матеріалу, їх вміст
матриця, вміст		добавки, вміст		наповнювач, вміст			Переваги (нові властивості композиту)
наймену-вання	вміст	наймену-вання	вміст		наймену-вання	вміст
Цемент	15.6%	Суперпластифікатор	0.4%		Шамотний пісок, шамотний щебінь	84%		Висока механічна міцність Стабільний стан при різких змінах температури Мала термічна усадка низький показник лінійного розширення при нагріванні Низька теплопровідність

4. Опис транспортно-технологічної схеми виготовлення композиційного матеріалу.

Транспортно-технологічна схема

Шамотний щебінь

Глиноземис-тий цемент

Шамотний пісок

Суперпластифікатор

Транспортування

Складування

Дозування

Транспортування

Транспортування

Транспортування

Складування

Складування

Складування

Сушіння

Дозування

Дозування

Дозування

Змішування всіх компонентів

(бетонозмішувач)

Укладання

Вода

Ущільнення

ТВО

Дозування

(дозатор)

Розпалубка виробів

Склад готової продукції

Склад готової продукції

Класифікація

Помел

спільний

Склад готової продукції

Класифікація

Помел

спільний

Опис транспортно-технологічної схеми виготовлення композиційного матеріалу

Таблиця 4.

Код операції	Найменування технологічного етапу	Найменування технологічного обладнання	Продуктивність/потужність обладнання	Тривалість виконання операції
	1.Переміщення сировинних компонентів
1.1	Розвантаження глиноземистого цементу	Автосамоскид КРАЗ-54	10 м3	40 хв
1.2	Розвантаження щебеню	Бункер	-	20 хв
1.3	Розвантаження піску	Бункер	-	20 хв
2.Накопичення в бункери
2.1	Накопичення шамотного щебню	Бункер № 1	-
2.2	Накопичення шамотного піску	Бункер № 2	-
2.3	Накопичення цементу	Бункер № 3
3. Транспортування по цеху сировинних компонентів
3.1	Переміщення глиноземистого цементу	Елеватор КРУ	10 т	3 хв
3.2	Переміщення шамотного щебеню	Стрічковий конвеєр	15 т	3 хв
3.3	Переміщення шамотного піску	Стрічковий конвеєр	15 т	3 хв
4.Дозування компонентів
4.1	Дозування глиноземистого цементу	Ваговий дозатор	20 м3/год
4.2	Дозування шамотного щебню	Ваговий дозатор	20 м3/год
4.3	Дозування шамотного піску	Ваговий дозатор	20 м3/год
5.	Перемішування компонентів	Бетонозмішувач	1.5 кВт	15 хв
6.	Укладання бетонної суміші	Бетоноукладач СМЖ – 69Б	12 м3	10 хв
7.	Ущільнення	Віброплощадка	30 м3/год	5 хв
8.	ТВО	Ямна камера	800 м3	10 год
9.	Транспортування на склад	Вивізний візок
10	Склад

5.Обгрунтування основних властивостей композиційного матеріалу.

Жаростійкий бетон - це спеціальний бетон, здатний не змінювати необхідні фізико-механічні властивості при тривалому впливі високої температури (понад 200 ° С).

Клас бетону по допустимій температурі застосування.

Таблиця 5.

Клас бетону по граничній допустимій температурі застосування	Гранично допустима температура застосування, ^о С
І 8	800

Клас бетону по міцності на стиск: В30.
Для виробів, конструкцій та споруд показники міцності бетону на стиск характеризують наступними марками: М400.
Відпускна міцність бетону повинна бути не менше 70 % нормованої, міцність бетону в проміжному віці приймають по проектно-технічній документації.
Клас бетонів по гранично допустимій температурі застосування визначають по значенням залишкової міцності та температури деформації під навантаженням, згідно табл. 6

Таблиця 6.

Клас бетону по граничній допустимій температурі застосування	Тип в’яжучого	Залишкова міцність, %, не менше
І 8	А	70

Марки водонепроникності: W6.
Марка за термостійкістю: Т₂10 (повітряні теплозміни).
Морозостійкость: F50.
За середньою густиною в сухому стані: D2800.
Такий бетон також може використовуватися в якості теплоізоляційного матеріалу. Завдяки тому, що працювати з матеріалом потрібно точно так само, як із звичайним бетоном, знижуються витрати на проведення будівельних робіт.
Матеріал чудово витримує перепади температур, не змінює своїх якостей після нагрівання.
Висока опірність розриву і проколюванню, що особливо цінується при укладанні.
Менше значення модуля пружності і теплового розширення при високих температурах і, як наслідок, більша термостійкість.
Простота технології.
Великий термін служби бетонів.

6.Проектування технологічної карти на виконання будівельних робіт

Технологічна карта - це основний документ технологічної документації, в якому плануються технологія виробництва, обсяги робіт, засоби виробництва і робоча сила, необхідна для їхнього виконання, а також розмір матеріальних витрат. Тобто, загалом, там знаходяться відомості про здійснення технологічних процесів.

Проект помпейської печі виготовлятиметься з внутрішнім діаметром 80 см і завтовшки стінки 6 см. Форма склопластикова, сегмент печі виготовлений на 1/3 діаметра. Заготовку такого елементу виготовили з піноплекса, далі вона була відшліфована, покрита шпаклівкою, щоб добре закрити щілини між шарами. Далі потрібно заклеїти скотчем і нанести смолу із склотканиною. Для оформлення входу в піч була відрізана від заготовки частина сфери. Далі треба сформувати вкладиші із склопластика, надійно зафіксувати у формі. У центрі було залишено отвір, який заливається бетоном на місці установки.

Фото 1. Початкова форма з піноплекса Фото 2. Форма покрита шпаклівкою та смолою і склотканиною

У центрі було залишено отвір, який заливається бетоном на місці установки. Бетон був замішений на шамоті і глиноземистому цементі.

Фото 3. Форма помпейської печі Фото 4. Відформовані сегменти печі

Вібрація при роботах не використовується, оскільки дуже важка і громіздка форма. Бетон був з використанням гіперпластифікатора, тому він сам відмінно заповнював форму, досить було добре штикувати і легко постукувати по стінках.

Фото 5. Повністю зібрана піч

Фото 6. Основа-підставка для печі

Бетон обов'язково повинен тверднути у вологих умовах (наприклад, у формі і прикритий поліетиленом). При температурі 20 градусів достатні 3-7 діб. Тут все залежить від того, скільки води заллється при замісі. Перший нагрів треба постаратися зробити як можна плавнішим до температури 250^оС. Товстостінна піч прожарювалася в електричній сушарці, ця піч далі сушитиметься на місці установки дровами. Подальший монтаж печі, тобто з’єднання всіх його частин відбувається за допомогою цементно-піщаного розчину (глиноземистий цемент, шамотний пісок). Перед початком установки печі потрібно підготувати основу – підставку.

Фото 7. Продовження сушки печі на відкритому повітрі
після прожарювання в електричній сушарці

7. Висновки та пропозиції

Вогнетривкі матеріали - одні з найважливіших технічних продуктів. Їх світове виробництво досягло 25 млн. т, що у вартісному вираженні складає більш 10 млрд. доларів США. За останні 45 років у структурі виробництва вогнетривких матеріалів відбулись фундаментальні зміни, пов'язані зі значним зростанням використання вогнетривких бетонів. Так, в Японіі, США, промислово развинутих країнах Західної Європи частина бетонів у загальному обсязі використання вогнетривких матеріалів зросла від 1,3-2,9% до 30-37%. В Україні ця доля приблизно вдвічі нижча, причому значна її частина припадає на імпортні сухі суміші, ввіз яких технічно і, тим більш, економічно цілковито не є виправданим.

Основними перевагами жаростійких бетонів є:

Високий рівень термостійкості (збільшився на 320%);
Висока міцність (більша міцність на 20-25%, відносно звичайного бетону М400);
Об`єму бетону при експлуатації майже не зменшується (усадка 0,2 – 0,3%)

Крім конструкційного призначення вогнетривкий матеріал використовують також в якості надійного термоізолятора.

8.Список використаної літератури

1. Горлов Ю. П., Меркин А. П., Зейфман М. И., Тотурбиев Б. Д. TECHNOLOGY Magazine of Civil Engineering, 3, Жаростойкий бетон на основе композиций из природных и техногенных стекол. М.: Стройиздат:2016.

2. Технологія бетонів.Підручник Ю. М. Тачання - М.: видавництво АСВ, 2002.

3. Тотурбиев Б. Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций. М.: Стройиздат : 2015.

4. ДСТУ Б В.2.7-249: 2011. Бетони жаростійкі

5. ГОСТ 23037 Заповнювачі вогнестійкі. Технічні умови

6. ДСТУ Б В.2.7-258:2011. Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технические условия (ГОСТ 969-91, MOD).

7. ГОСТ 20910-90 Бетоны жаростойкие. Технические условия
скачати

© Усі права захищені
написати до нас