Реферати українською » Строительство » Використання побічних продуктів металургії в будівництві


Реферат Використання побічних продуктів металургії в будівництві

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Міністерство освіти і науки України

Одеська державна академія будівництва й архітектури

Курсова робота з предмета: Використання промислових відходів для будівельних конструкцій виробів і матеріалів

на задану тему: Використання побічних продуктів металургії у будівництві

Одеса – 2010


 

Використання шлаку в в'язких

 

Зотраслей-потребителей промислових відходів найбільш ємної є промисловість будівельних матеріалів. Встановлено, що використання промислових відходів дозволяє покрити до 40% потреби будівництва у сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10…30% знизити видатки виготовлення будівельних матеріалів проти виробництвом їх із природного сировини, економія капітальних вкладень сягає 35..50%.

Нині основним споживачемbibliotekar/spravochnik-72/111.htm доменних шлаків є цементна промисловість.

>Шлакосодержащие в'яжучі можна підрозділити ми такі основні групи:портландцемент ішлакопортландцемент,сульфатно-шлаковие,известково-шлаковие,шлакощелочние в'яжучі. У тому числі найважливішу значення на будівництво маютьпортландцемент ішлакопортландцемент, обсяги виробництва яких превалює загалом випуску цементу. Високою є також техніко-економічна ефективність використаннябесклинкерних шлакових в'язких, що характеризуються низькою собівартістю, нескладної технології виготовлення та порівняно високимистроительно-техническими властивостями.

>Портландцемент. Відповідно до європейськими нормами цементи загальнобудівельного призначення поділяють залежно від виду та змісту добавок п'ять типів. До групипортландцементов відносятьпортландцемент I типу, у якому до 5% активних мінеральних добавок, іпортландцемент II типу, у якому від 6 до 35% мінеральних добавок.

Цемент III типу —шлакопортландцемент. Він може містити від 36 до 80% доменного шлаку.Цементи IV і V типів — відповіднопуццолановий і композиційний цементи. Перший містить від 21 до 55%пуццоланових добавок, другий — 36—80% композиції добавок, у якому як із добавок вводиться обов'язково доменний гранульований шлак.

Доменний шлак у виробництві цементів з урахуванням клінкеру застосовують як компонент сировинної суміші як і активну мінеральну добавку. Економічна ефективність застосування гранульованого шлаку як активної мінеральної добавки в цемент у кілька разів вище, ніж у ролі сировинного компонента. Як сировинної компонент доцільніше застосовуватиотвальние шлаки, ресурси дуже великі. По хімічним складом як компонентапортландцементной сировинної шихти придатні ще й сталеплавильні шлаки.

Щодо хімічного складу доменних шлаків дозволяє використовувати їх замість глинистого і завадило частинікарбонатного компонентів у складі сировинних сумішей під час виробництва клінкеру. Для доведення силікатного модуля сировинних сумішей до звичайних меж за низького вмісту вшлаках А1203 (5—7%) у яких вводять відповідні коригувальні добавки.

Високий рівень підготовки сировинної суміші при застосуванні доменних шлаків реформує з підвищення продуктивності печей і економію палива. Заміна глини доменним шлаком дозволяє знизити на 20% зміст вапняного компонента, зменшити при сухому способі виробництва клінкеру питома витрата сировини й палива на 10—15%, і навіть підвищити продуктивність печей на 15%.

Для заводів сухого способу виробництва, експлуатують грубні агрегати зциклоннимитеплообменними пристроями, найбільш раціональним видається використання шлаків як компонента сировинної суміші улаштуванням спільного подрібнення всіх вихідних матеріалів.

При застосуванні >маложелезистих шлаків — доменних іферро-хромових (різновид шлаків феросплавного виробництва) — під час створення відбудовних умов плавки в електропечах можливо отримання білих цементів. При окислюванні металевого хрому, що міститься вферрохромовихшлаках, отримуютьклинкери із рівною і стійкою зеленої забарвленням.

Упортландцемент з мінеральними добавками при подрібнюванніклин-кера припустимо запровадження до 35% доменного шлаку. У цьому практично без зміни активності цементу витрата клінкеру знижується на 14—16%, а витрати зменшується на 17—18%. У порівняні збездобавочним цементом спостерігається певне зниження міцності на стиснення і вигин вранці терміни тверднення, збільшується усадка і підвищуєтьсяводоотделение.Коррозионная стійкістьпортландцемента з добавкою шлаку вище, ніж длябездобавочного цементу як із нормальномутвердении, і післятепловлажностной обробки.

>Портландцемент з добавкою доменних шлаків має досить високоїморозостойкостью. Він надійно захищає сталеву арматуру в бетоні від корозії.

Використання добавки шлаку впортландцементе ефективне засобом запобігання шкідливого впливу лужних оксидів, що особливо важливо під час використанняреакционноспособних заповнювачів, і навіть для боротьби звисолообразованием. Хороші результати досягаються під час використання впортландцементе змішаної добавки, що містить доменний шлак та активнішу мінеральну добавку осадового походження.

>Шлакопортландцемент — це гідравлічне скорозшивач,твердеющее у воді й надворі, одержуване спільним тонким подрібненням клінкеру, необхідної кількості гіпсу і доменного гранульованого шлаку (35—80%) чи ретельним змішуванням тієї ж матеріалів, подрібнених роздільно.

>Гранулированние доменні шлаки у виробництвішлакопортланд-цемента, як і іпортландцемент застосовують як як активну мінеральну добавку, а й у ролі сировинного компонента цементного клінкеру. Замість доменних шлаків і при отриманнішлакопортландцемента можна використовуватиелектротермофосфорние шлаки.

>Шлакопортландцемент одна із найефективніших видів в'язких, бо за його виробництві значної частини клінкеру замінюється дешевшимгранулированним шлаком. З використанням доменних шлаків дляшлакопортландцемента паливно-енергетичні видатки одиницю продукції знижуються в 1,5—2 разу, а собівартість — на 25—30%. Наприклад, під час виробництвашлакопортландцемента маркиМ400 витрати загалом на 36% нижче, аніж за виробництвібездобавочногопортландцемента тієї ж марки. Витрата електроенергії скорочується на 12, а видатки утримання і експлуатацію устаткування — на 10—15%.

>Цементная промисловість випускає звичайний,бистротвердеющий ісульфатостойкийшлакопортландцементи.

За виробництвасульфатостойкогошлакопортландцемента використовують клінкер із вмістом З3А більш як вісім% і шлак із вмістом А1203 трохи більше 8%.

Для отриманнябистротвердеющегошлакопортландцементарациона-лендвухстадийний помел, т. е. попереднє здрібнення клінкеру з наступним спільним помелом клінкера й шлаку до удільної поверхні щонайменше 4000 див2/р.Двухстадийний помел забезпечує більш тонке здрібненняклинкерних зерен; він доцільний під час використання основних шлаків, поразмаливаемости близьких до клінкеру Кінцева міцність та інші властивостішлакопортландцемента поліпшуються ще й за більш тонкому подрібнюванні шлаку.

Дослідження ряд цементних заводів показали, що з змісті вбистротвердеющемшлакопортландцементе шлаку 30—40% і удільної поверхні 3500 див2/р досягається міцність через 2— 3сут 25—30МПа при марці цементу 500. При удільної поверхні 4000 див2/р міцність цементу при стисканні через 1сут становить 15— 20МПа. При тому ж витратах цементу на 1 м3 бетонубистро-твердеющийшлакопортландцемент дозволяє на 10—30% скоротити тривалістьтепловлажностной обробки залізобетонних виробів, причому у вона найчастіше міцність післяпропарива-ния становить 70—90% марочної міцності. Післятепловлажностной обробки бетони, приготовлені набистротвердеющемшлакопортландцементе, продовжують інтенсивно набирати міцність.

>Шлакопортландцемент не надаєкоррозирующего дії на сталеву арматуру в залізобетонних виробах й остаточно зчіплюється із нею.

>Строительно-технические властивостішлакопортландцементахаракте-ризуются поруч особливостей протипортландцементом: дешевше щільністю (2,8—3г/см3); кілька уповільненим схоплюванням і наростанням міцності в початкові терміни тверднення. Виготовляють такі маркишлакопортландцемента:М300;М400;М500.Бистротвердеющийшлакопортландцемент через 2 діб має міцність на стиснення щонайменше 15МПа. Марка його має не меншимМ400. Длясульфатостойкогошлакопортландцемента встановлено маркиМ300 іМ400.

У будівництво масивних споруд, що працюють у водної середовищі, крім високої стійкостішлакопортландцемента до хімічної агресії, дуже важливо його знижений тепловиділення, що досягає до 3-му і 7-му діб тверднення приблизно 141 — 197 кДж/кг.

Особливістюшлакопортландцемента, важливою для заводського виробництва збірного залізобетону, є інтенсивний ріст його міцності припропаривании, особливо у сфері високих температур. Найінтенсивніше зростає міцність на вигині. Одночасно підвищуютьсяморозо-,соле- і тріщиностійкість. Характерно, що ефективністьшлакопортландцемента притепловлажностной обробці підвищується зі збільшенням кількості шлаку в цементі, що з освітою за підвищеної певній температурі йщелочно-сульфатной активізації додаткової кількостігидросиликатов кальцію і формуванням щільноюмелкопористой структури цементного каменю.

>Пониженное вміст ушлакопортландцементе вільногогидроксида кальцію пояснює його високу стійкість проти агресивного впливу м'яких, ісульфатних вод, і навіть до підвищеним температур.

>Морозостойкостьшлакопортландцемента трохи нижчеморозостойкостипортландцемента; зменшується зі збільшенням змісту шлаку.Бетони нашлакопортландцементе зазвичай витримують 50—100 циклівпопеременного заморожування і відтаювання. Істотно підвищити морозостійкість бетонів нашлакопортландцементе можна запровадженнямвоздухововлекающих речовин.

>Шлакопортландцемент - універсальний в'язкий матеріал, може бути ефективно застосовувати для бетонних і залізобетонних конструкцій, наземних, підземних і підводних споруд. З застосуваннямшлакопортландцемента зведено найбільші гідроелектростанції на Дніпрі, Єнісеї та інших., він був широко використаний будівництва підприємств чорної металургії та інших галузей важкої індустрії Донбасу, на Уралі, у Сибіру, Закавказзі.Шлакопортландцемент успішно застосовують для збірних залізобетонних конструкцій і виробів із застосуваннямпропаривания. Є позитивний досвід застосуванняшлакопортландцемента на будівництво шляхів та аеродромів.

>Цементи спеціального призначення. Крімшлакосодержащих цементів з урахуваннямпортландцементного клінкеру, широко застосовуваних у всіх галузях будівництва, металургійні шлаки є сировинними матеріалами для низки в'язких, які мають спеціальними властивостями.

Деякі види шлаків і зокремаотвальние шлакиалюмо-термического виробництва можна використовувати щоб одержатиглиноземистого цементу — високоміцногобистротвердеющего в'язальника, основні властивості якого визначаються переваженням у йогонизкоосновнихалюминатов кальцію.

>Минералогический склад шлаків представлено основномуглиноземом (70—80%), магнезіальноюшпинелью (3—10%) і моторизованими з'єднаннями титану, хрому і бору залежно від різновиду шлаку. Перспективним виглядом сировини для звичайногоглиноземистого цементу є відмиті шлаки вторинної переплавлення алюмінію та її сплавів. Запропоновано спосіб спечення суміші із зазначених шлаків, крейди і невеликої кількості гіпсу, що дозволяє отримувати глиноземний цемент з високимистроительно-техническими властивостями.

>Глиноземистий шлак можна використовувати щоб одержати розширюваного цементу. УНИИцементеЮ.Ф. Кузнєцової і І.В. Кравченка запропонований дедалі ширшийпортландцемент (РПЦ), що складається зпортландцементного клінкеру — 60—65%;глиноземистого шлаку — 5—7%;двуводного гіпсу — 7—10%; і гідравлічної добавки — 20—25%.Портландцементний клінкер мусить мати щонайменше 7%С^А і проінвестували щонайменше 55%C3S. У природномудвуводном гіпсі має не меншим 95%CaS04 *2Н20.

Дефіцитністьглиноземистого шлаку змусила шукати більш доступний його замінник. У 1965 р. І.В. Кравченком і Г.І.Чистяковим було запропоновано дедалі ширшийпортландцемент, у якому застосований відхід сталеплавильного виробництва —сталерафинировочний глиноземний шлак. Дослідження засвідчили, що замінаглиноземистого шлакусталерафинировочним шлаком, у яких іншій мінералогічний склад, не погіршиластроительно-технических властивостей котрий розширюєпортландцемента. Активна мінеральна приварок у складі розширюваногопортландцемента то, можливо представлена осадовими гірськими породами типутрепелов чиопок чи доменнимгранулированним шлаком. При випуску РПЦ здійснюють спільний помел зазначених матеріалів до тонкощі помелу, яка характеризується залишком на ситі № 02 трохи більше 1 % і ситі № 008 - трохи більше 7%.

За підсумками металургійних шлаків запропонований ряд тампонажних в'язких і розчинів длятампонирования нафтових та газових свердловин. У процесі цементування важливе значення маютьструктурно-механические властивості тампонажних розчинів. Інтенсивнезагустевание цементнихсуспензий часто причина серйозних проблем прицементировании.Шлаковие розчини протягом багато часу післязатворения не піддаютьсязагустеванию. Проте істотнимнедостат-ком шлакових розчинів є великаводоотдача. Зниженняводошлакового відносини сприяє підвищенню в'язкості розчинів і прискорює їх схоплювання.

Здебільшого,шлакопортландцемент в «холодних» свердловинах застосовується підвищеннякоррозионной стійкості каменю при ізоляції агресивних шарових вод.

>Шлакопесчаний цемент наготовлюється шляхом спільного помелу шлаку з піском. У цьому виходять тампонажні матеріали з гамою різноманітних властивостей, щоб забезпечити необхідна чеснота цементування свердловин за умов.

Попри те що, що мелений пісок має більшої удільної поверхнею, ніж пісок природноюкрупности, шлакові розчини, приготовлені з додаванням меленого піску, на відміну аналогічних цементно-піщаних розчинів, не піддаються інтенсивномузагустеванию протягом багато часу після їх приготування. Ця обставина має значення припрокачивании розчину у замкову шпарину.

За підсумками деяких видів шлаків і зокрема,феррохромового можна одержувати кольорові цементи і пігменти.

Оскільки складферрохрома суворо нормується, коливання хімічного складуферрохромового шлаку незначні, який гарантує стабільність технологічного процесу набуття цементів і пігментів з урахуваннямферрохромового шлаку.

>Феррохромовий шлак є сірий порошкоподібний матеріал із високимдисперсностью, яка пояснюєтьсяполиморфним перетвореннямР-двухкальциевого силікату ву-модификацию,сопровождающимся збільшенням обсягу. У цьому питома поверхню шлаку дорівнює 2500—2800 див2/р. Даніседиментационного аналізу показали, що відсотковий вміст тонких фракцій (розміром менш 40мкм) становить понад 70%.

З огляду на близькість хімічного складуферрохромового шлаку допортландцементу, наявність у ньому низкимодифицирующих елементів і оксиду хрому — сильногохромофора, цей вид шлаку можна використовувати як основного компонента сировинної суміші щоб одержати кольорових цементів, зокрема, щоб одержати зеленого цементу і пігментів широкої колірної гами. За своїми характеристикам зелений цемент з урахуваннямферрохромового шлаку цілком відповідає вимогам ГОСТ. У цьому температура випалу цементного клінкеру значно нижчі від температури випалу декоративних цементних клінкерів, випущених цементними заводами.

>Сульфатно-шлаковие цементи — це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані спільним тонким подрібненням доменних шлаків ісульфатного збудника тверднення (гіпсу чиангидрита) з низькою добавкою лужногоактивизатора (винищити,портландцемента чи обпаленого доломіту).

Широке поширення із груписульфатно-шлакових отримавгипсошлаковий цемент, у якому 75—85% шлаку, 10—15дву-водного гіпсу чиангидрита, до 2% оксиду кальцію чи 5%портланд-цементного клінкеру. Висока активізація забезпечується під час використанняангидрита, обпаленого за нормальної температури близько 700 °З, івисокоглиноземистих основних шлаків. Принаймні зменшенняосновности шлаків доцільно збільшення концентрації винищити (від 0,2 г/лСаО для основних шлаків до 0,4—0,5 г/л для кислих).

Різновидом цього групи цементів є й шлакбесклинкерний цемент, що з 85—90% шлаку, 5—8%ангидрита і 5—8% обпаленого доломіту. Ступінь випалу доломіту залежить відосновности шлаків. З використанням основних шлаків випал ведуть за нормальної температури 800—900 °З до часткового розкладанняСаС03, а кислих — за нормальної температури 1000—1100 °З до дисоціаціїСаС03 ( 2.5).

Активністьсульфатно-шлакових цементів істотно залежить від тонкощі подрібнення. Висока питома поверхню в'язких (4000—5000 див2/р) досягається з допомогою мокрого помелу. При високої тонкощі подрібнення і раціональному складі міцність цих цементів не поступається міцностіпортландцемента. Проте недолікомсульфатно-шлакових цементів є швидке зниження активність за зберіганні; притаманним них зв'язування підвищеного кількості води при гідратації, що викликає у бетонах значне зрушення оптимальнихВ/Ц убік великих значень (до 0,5—0,65).Пониженная пластичністьсульфатно-шлакових цементів обумовлює істотне зниження міцності бетонів з їхньої основі принаймніотощения, т. е. збільшення змісту заповнювачів.

Оптимальна температура тверднення цих цементів 20—40 °З, за більш низьких температурах чи більше високих міцність знижується.

Як і інші шлакові в'яжучі,сульфатно-шлаковие цементи мають невелику теплоту гідратації до 7сут, що дозволяє застосовувати їх при спорудженні масивних гідротехнічних споруд. Цьому сприяє також їхніх висока стійкість до впливу м'яких, ісульфатних вод. Хімічна стійкістьсульфатно-шлакових цементів вище, ніжшлакопортландцемента, що зробила їх застосування доцільним у різних агресивних умовах.

>Сульфатно-шлаковие в'яжучі твердіють порівняно повільно. Їх маркиMl50—М300. Протягом 2—3 тижнів тверднення бетони цих в'язких необхіднопредохранять від засихання. Інакше поверхневий пласт конструкцій стає недостатньо міцним.

Для виготовленнясульфатно-шлакових в'язких доцільно застосовувати основні доменні шлаки з підвищеним (10—20%) змістом глинозему. Для кислих шлаків бажано, щоб модульосновности не була менш 0,8 і модуль активності не нижче 0,45.Арматура в бетонах насульфатно-шлакових в'язких за підвищеної вологості піддається корозії.

>Известково-шлаковие цементи — це гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані спільним помелом доменного гранульованого шлаку і вапна ( 2.6).

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація