ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.12.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА СМИиК
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Вяжущие вещества»
на тему: «Гипсовые вяжущие вещества»
Выполнил:
ст-т гр. С-226 Расулов А.Г.
Махачкала 2014г
Содержание
Введение
. Характеристика гипсовых вяжущих материалов
. Технологическая схема гипсовых вяжущих веществ
.1 Дробление гипсового камня
.2 Обжиг (вращающая печь)
.3 Вторичный помол (шаровая мельница)
. Определение режима работы предприятия и расчет материального баланса
.1 Расчет емкостей складов и бункеров
.2 Контроль производства и качества готовой продукции
. Охрана труда и контроль производства
Список литературы
Введение
Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами.
Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние.
Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых - портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими.
Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства.
Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности.
Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).
Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества, получаемые искусственно - путем обжига. Первым из них был - строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре.
Гипсовые вяжущие - большая группа воздушных вяжущих веществ, к которым относятся гипс, ангидритовое вяжущее, высокообжиговый гипс (эстрихгипс) и ангидритовый цемент. Гипсовые вяжущие вещества получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать.
В строительной практике очень часто гипс называют алебастром (от греч. alebastros - «белый»). Гипс - быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция, получаемого низкотемпературной (< 200 °С) обработкой гипсового сырья.
Процесс производства строительного гипса состоит в основном из дробления, помола и тепловой обработки (дегидротации) гипсового камня. Тепловая обработка гипсового камня может производится в варочных котлах, аппаратах для совмещенного помола и обжига гипса.
1. Характеристика гипсовых вяжущих материалов
Гипсовые вяжущие материалы - вяжущие вещества, главным образом воздушные, состоящие из полуводного сульфата кальция - полуводные гипсовые вяжущие, либо из безводного сульфата кальция - ангидритовые вяжущие.
К полуводным гипсовым вяжущим материалам относятся: строительный гипс, формовочный гипс, высокопрочный гипс, гипсоцементнопуццолановое вяжущее. Ангидритовые гипсовые вяжущие материалы включают: ангидритовый цемент, отделочный ангидритовый цемент, эстрихгипс (высокообжиговый гипс).
Исходным сырьем для получения полуводных гипсовых вяжущих материалов служит природный гипсовый камень или некоторые отходы химической промышленности, состоящие в основном из двуводного сульфата кальция. Двуводный гипс при нагревании выше 65° начинает обезвоживаться (дегидратируется) и при 100-140° превращается в полуводный гипс, имеющий модификации.
Кристаллы этих модификаций существенно различаются между собой размерами, оптическими характеристиками и другими свойствами. При затворении водой полуводный гипс схватывается и затем твердеет, переходя в кристаллический двуводный гипс. Этот процесс связан с образованием пересыщенного (по отношению к двуводному гипсу) раствора, в результате чего последний выделяется в коллоидно-дисперсном состоянии
, а затем кристаллизуется с образованием агрегатного сростка. Конечная прочность кристаллического сростка достигается после его высыхания. Гидратация полуводного гипса сопровождается выделением тепла и некоторым увеличением объема.
Строительный гипс получают путем термической обработки дробленого или предварительно размолотого гипсового камня при температуре 140-190° в различных обжигательных аппаратах - варочных котлах, вращающихся печах, а также установках, позволяющих совмещать помол и обжиг. Сырье дробится в щековых или молотковых дробилках, помол производится в роликовых центробежных мельницах, шахтных и аэробильных мельницах.
Наиболее распространено производство гипса в варочных котлах - аппаратах периодического действия, представляющих собой стальные цилиндры, обмурованные кирпичной кладкой. Гипсовый камень поступает в котел в размолотом состоянии. Внутри котла помещаются лопасти для перемешивания нагреваемого порошка. Емкость котлов от 2,5 до 15 м3, производительность до 7-8 т/час. Начинают применяться варочные котлы непрерывного действия производительностью до 15 т/час. Непрерывный процесс производства гипса может быть также организован во вращающихся печах, имеющих производительность до 12 т/час. Обжиг гипса происходит в этом случае при обогревании топочными газами наружной поверхности вращающегося барабана или путем пропуска газов через барабан, где они непосредственно соприкасаются с гипсом. Строительный гипс, состоящий в основном из полугидрата, имеет объемный вес в рыхлом состоянии 800-1100 кг/м3, в уплотненном состоянии 1250-1400 кг/м3.
Строительный гипс применяется для производства гипсовых изделий, которые изготовляются из гипсового теста или гипсовых растворов и бетонов. Растворы на основе строительного гипса используются также для штукатурных и кладочных работ.
Формовочный гипс получают в основном теми же способами, что и строительный, но из более чистого сырья. Формовочный гипс имеет более тонкий помол - остаток на сите (918 отв/см2) составляет не более 2,5% по весу. Сроки схватывания примерно такие же, как и у строительного гипса. Предел прочности при растяжении образцов, высушенных до постоянного веса,- не менее 25 кг/см2. Объемное расширение изделий при затвердевании ограничено 0,15%. Формовочный гипс применяется в виде теста для изготовления различных форм в керамической промышленности, а также для архитектурных деталей.
Высокопрочный (технический) гипс изготовляется путем обработки гипсового камня насыщенным паром под давлением более 1,3 ат в спец. замкнутых аппаратах (автоклавах, демпферах, самозапарниках) с последующей сушкой материала. Сроки схватывания высокопрочного гипса мало отличаются от тех же сроков строительного гипса.
Изделия на основе высокопрочного гипса отличаются повышенными пластическими деформациями при работе под нагрузкой, в особенности во влажных условиях.
Эстрихгипс (высокообжиговый гипс) получают путем обжига природного гипсового камня или природного ангидрита при температуре 900° и выше с помолом обожженного продукта в порошок. При этом кроме ангидрита, образуется свободная известь, которая и служит катализатором. Он медленно схватывается и твердеет: начало схватывания наступает не ранее 2 часов, конец схватывания - через 6-10 часов. Эстрихгипс имеет предел прочности при сжатии через 28 дней твердения от 100 до 200 кг/см2. Удельный вес 2,8-3,0 г/см3, объемный вес в рыхлом состоянии 900-1200 кг/м3, а в уплотненном-1300-1700 кг/м3.
Твердение строительного гипса
Схватывание и твердение вяжущего вещества заключается в том, что при смешивании с водой оно образует пластичную массу, превращающуюся впоследствии в твердое камневидное тело с определенной прочностью. Это превращение происходит не сразу, а постепенно и обусловливается рядом химических и физических процессов.
Способность вяжущего вещества давать в смеси с водой пластичную массу является весьма ценным свойством. Это свойство сообщает строительным растворам удобообрабатываемость, позволяющую заполнить все детали формы или опалубки и придать еще не схватившейся массе ровную поверхность.
Процесс схватывания выражается в том, что пластичная масса, обладающая большой подвижностью, начинает густеть и уплотняться, что отвечает началу схватывания. В дальнейшем эта масса все больше уплотняется, окончательно теряет пластичность и постепенно превращается в твердое тело, не обладающее сначала существенной прочностью. Этот момент соответствует концу схватывания. После этого происходят дальнейшие химические и физические преобразования, сопровождающиеся нарастанием прочности. Последнее характеризует собой твердение вяжущих веществ. Схватывание рассматривают как начальную стадию процесса твердения, при которой происходит превращение пластичной массы в твердое тело.
При схватывании и твердении гипса полугидрат переходит в кристаллический двуводный гипс.
Большинство исследователей объясняет твердение вяжущего возникновением кристаллического сростка гидратных новообразований, выпадающих из раствора. При затворении вяжущего водой оно начинает растворяться с образованием насыщенного по отношению к вяжущему раствора. В результате реакции в растворе между компонентами вяжущего и водой возникают новообразования, менее растворимые, чем исходное вещество. По отношению к этим соединениям раствор оказывается пересыщенным, вследствие чего и происходит кристаллизация этих новообразований.
Растворимость полуводного гипса примерно в 3,5 раза выше растворимости двуводного. Поэтому раствор, насыщенный по отношению к полуводному гипсу, является пересыщенным по отношению к образующемуся двуводному, вследствие чего последний будет выделяться из раствора в виде кристаллов. В результате этого в растворе становится меньше сернокислого кальция. Это дает возможность раствориться в нем новой порции полуводного гипса до образования насыщенного раствора, из которого снова будут выделяться кристаллы двуЕОДного гипса. Этот процесс продолжается до полной гидратации и кристаллизации всего полуводного гипса.
Процесс твердения строительного гипса делится, по А. А. Байкову, на три периода.
Первый период - растворение и образование раствора - сопровождается небольшим повышением температуры, так как положительный эффект химической реакции компенсируется отрицательным эффектом растворения.
Второй период - образование коллоидальной массы, или схватывание, - характеризуется тем, что образующиеся в результате реакции гипса с водой продукты не могут растворяться в окружающей жидкой среде, а получаются в коллоидальном состоянии в виде геля, минуя растворение. В течение этого периода наблюдается быстрое повышение температуры (из-за отсутствия процесса рас: творения), в результате чего скорость реакции увеличивается. Затворенная водой масса теряет свою пластичность, но не приобретает механической прочности, так как между частицами материала еще нет сцепления.
Третий период - кристаллизация и твердение - характеризуется превращением геля в кристаллический сросток. В течение этого продолжительного периода, сопровождающегося ничтожным выделением тепла, нарастает механическая прочность массы.
Эти периоды твердения наступают не в строгой последовательности один за другим. Так, еще до образования насыщенного раствора па поверхности зерен гипса начинают появляться коллоидальные массы, 'а превращение этих масс в кристаллы начинается ранее окончания процесса коллоидации по всей массе затворенного водой материала.
Свойства строительного гипса
Для затворения строительного гипса приходится брать воду в значительно большем количестве, чем это необходимо для химических реакций. Чтобы получить гипсовое тесто нормальной консистенции при изготовлении литых изделий, требуется 60-80% воды от массы обычного строительного гипса и 35-45% воды от массы высокопрочного гипса. На химические же реакции нужно только 18,6% воды. Избыточное количество воды, оставшейся в порах затвердевшего ’материала, в дальнейшем испаряется и вызывает характерную для гипсовых изделий пористость, которая при использовании обычного строительного гипса составляет после высыхания 50-60% от общего объема затвердевшего гипса. Чем меньше воды было взято для затворения, тем плотнее и прочнее получается гипсовое изделие. Водо-потребность гипса зависит от формы и размеров кристаллов и от плотности кристаллических сростков. Существует ряд добавок-разжижителей, снижающих количество воды, потребное для получения теста нормальной густоты, и вместе с тем повышающих прочность затвердевшего гипса: глюкоза, меласса, декстрин, сульфитно-спиртовая барда и ее термополимеры, двууглекислая сода, глауберова соль и ряд других. Первые три добавки вводятся в гипс в смеси с известью.