Производство стекловаты. Производство асбестоцементных изделий
 Скачать 43.68 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций на тему: «Производство асбестоцементных изделий» Выполнила: ст. гр. 5СТ02 Садриева А.Р. Проверил: к.т.н. Женжурист И.А. Казань 2017 Содержание 1. Введение………………………………………………………………….…... 2. Характеристика сырьевых материалов ……………………………….….… 2.1 Асбест …………………………………………………………………. 2.2 Цемент ………………………………………………………………………. 2.3 Вода …………………………………………………………………. 3. Технологическая схема и получение………………………………………. 4. Список использованной литературы……………………………………….. 1. Введение В современных условиях очень важное значение приобретает повышение качества асбестоцементных изделий, а именно, кровельных асбестоцементных листов, совершенствование технологии их производства, увеличение производительности труда и улучшение их экологической безопасности. Это должно достигаться за счёт модифицирования сырьевых компонентов (цемента и асбеста) с помощью добавок и изменения их структуры и свойств. По объему производства асбестоцементных изделий Советский Союз в свое время занимал первое место в мире. Более половины мирового выпуска асбестоцементных изделий в настоящее время производится в нашей стране. Асбестоцемент - строительный композиционный материал, представляющий собой затвердевший цементный камень, армированный волокнами асбеста. Асбестоцементные изделия получают формованием смеси асбеста, портландцемента и воды. Волокна асбеста выполняют роль своеобразной арматуры асбестоцементных изделий, а портландцемент, затворенный водой, является связующим веществом. Благодаря этим качествам изделия из асбестоцемента имеют срок службы до 50 лет, что в несколько раз больше срока службы аналогичных металлических конструкций, пластмасс, рубероида, дерева и других материалов. Кроме того, асбестоцементные изделия хорошо режутся и окрашиваются, что придаем им эстетичный вид и делает пригодными для различного рода дизайнерских решений. Современные асбестоцементные кровельные листы – это шифер, для повышения декоративных свойств и увеличения срока службы, его окрашивают. Окрашивание производится силикатными красками или красками на фосфатном связующем, с использованием различных пигментов. В прошлом асбестоцементные листы (шифер) имели либо безликий, серый оттенок, либо могли быть красного или зеленого цвета. В настоящее время шифер производится самых различных цветов: красно-коричневого, шоколадного, кирпично-красного, желтого (охра), синего и др. Краска, которой покрывают готовые листы шифера, образует защитный слой, предохраняющий изделие от разрушения, снижающий его водопоглощение и повышающий морозостойкость. Такой защитный слой уменьшает объем выделений асбеста в окружающую воздушную среду и увеличивает срок службы шифера в 1,3 - 1,5 раза Сам же асбест в природе встречается в основном в виде минерала - хризотил-асбеста, характеризующегося волокнистостью строения и способностью расщепляться на тончайшие и прочные волокна. Многолетний опыт производства и применения асбестоцементных материалов позволяет сделать вывод о том, что в ближайшее время в России не существует экономических и технических альтернатив для отказа от хризотилового асбеста. Наша страна обладает крупнейшей в мире сырьевой базой хризотил-асбеста и продолжает оставаться ведущей асбестодобывающей страной. Наличие у асбеста целого комплекса уникальных свойств позволяет использовать его в производстве более трех тысяч видов изделий. А если же воспользоваться вместо асбеста другими волокнами, то это не обеспечит требуемых свойств многим изделиям. Это относится и самому широко применяемому виду асбестосодержащих изделий – асбестоцементным. Поэтому, выбранная мной отрасль для написания работы, я считаю, многозначащей и актуальной в жизни и развитии всего человечества. 2. Характеристика сырьевых материалов Асбестоцементные листы изготовляют из трех основных компонентов: асбеста, цемента и воды. Сырьевая смесь (в расчете на массу сухих веществ) содержит в среднем 85 % цемента и 15 % асбеста. 2.1 Асбест Асбестом называют группу минералов, имеющих волокнистое строение и при механическом воздействии способных распадаться на тончайшие волокна. В производстве асбестоцементных листов применяют хризотил-асбест. Мировая добыча хризотил-асбеста составляет 95%, а вся группа кислотостойких асбестов — не более 5%. Химический состав хризотил-асбеста выражается формулой 3MgO-2Si02-2H30, т. е. он является гидросиликатом магния. Молекулы асбеста прочно связаны между собой лишь в одном направлении, боковая же связь с соседними молекулами крайне слаба. Этим свойством объясняется очень высокая прочность асбеста на растяжение вдоль волокон и хорошая распушаемость — расщепление поперек волокон. Диаметр волокна хризотил-асбеста колеблется от 0,00001 мм до 0,000003 мм. Асбест обладает большой адсорбционной способностью. А в смеси с портландцементом при смачивании водой он адсорбирует (т. е. хорошо) удерживает на своей поверхности продукты гидратации цемента, связывающие волокна асбеста, поэтому асбестоцемент является как бы тонкоармированным цементным камнем. Хризотил-асбест не сгораем, однако при температуре 0°С он начинает терять адсорбционную воду, предел прочности при растяжении снижается до 10%, а при 368°С испаряется вся адсорбционная вода, что приводит к снижению прочности на 25-30%. После охлаждения асбест восстанавливает из воздуха потерянную влагу и прежние свойства. При нагревании асбеста до температуры более 550°С удаляется вся химически связанная вода, теряются эластичность и прочность, асбест становится хрупким, и после охлаждения свойства его не восстанавливаются. При температуре около 1550°С хризотил-асбест плавится. Асбест имеет малую тепло- и электропроводность, высокую щелочестойкость, однако кислоты его легко разрушают. Качество асбестоцементных листов во многом зависит от качества асбеста и тонкости помола цемента. В соответствии с ГОСТом качество хризотил-асбеста характеризуется следующими показателями: текстурой (степень распушаемости волокон); средней длиной волокна, эластичностью, влажностью; степенью засоренности пылью. Большое влияние на качество продукции оказывает длина волокон асбеста. Это основной признак деления асбеста на сорта. Чем больше средняя длина волокон, тем выше сорт. Для производства асбестоцементных изделий применяют коротковолокнистый асбест—3, 4, 5 и 6 сортов с длиной волокон от 10 мм до нескольких сотых мм, а содержание их составляет 50-24 % по массе, остальные 50-76 % приходятся на долю пылевидных и других неволокнистых частиц. Иногда часть асбеста (10-15%) заменяют базальтовой или шлаковой минеральной ватой. Асбест с недеформированными волокнами, размер которых в поперечнике более 2 мм, условно называют «кусковым» асбестом, а менее 2 мм — «иголками». «Распушенным» называют асбест, в котором волокна тонки, деформированы и перепутаны. Частицы сопутствующей породы крупностью более 0,25 мм носят название «галь», а менее 0,25 мм — «пыль». 2.2 Цемент В качестве вяжущего компонента при производстве асбестоцементных листов используют специальный портландцемент для асбестоцементных изделий. Такой цемент характеризуется быстрым нарастанием прочности как в начале, так и в последующие сроки твердения, замедленным началом схватывания (не ранее 1,5 ч) и достаточно большой тонкостью помола, необходимой для того, чтобы создать значительную поверхность сцепления между цементом и тонко распушенными волокнами асбеста. Этот цемент содержит не менее 52% 3CaO-SiO2 и не более 8 % ЗСаО-А12Оз, в нем не должно быть минеральных добавок (кроме гипса). Нарастание прочности изделия должно происходить достаточно быстро для перехода полуфабриката в готовую продукцию. Для удовлетворения требований ГОСТ 9835—77 для производства асбестоцементных листов используют специальный портландцемент с удельной поверхностью 2200-3200 см2/г. Количество добавок в цементе устанавливают с согласия потребителя, но не более 3% (за исключением гипса). Гипс же добавляют для регулирования сроков схватывания в количестве не менее 1,5% и не более 3,5% от массы цемента. Формование асбестоцементных изделий продолжается дольше, чем изделий из бетона. В связи с этим начало схватывания у цемента для асбестоцементных изделий должно наступать несколько позже, чем у обычного портландцемента, — не ранее 1,5 ч с момента затворения водой, а конец — не позднее 10 ч после начала затворения. При изготовлении асбестоцементных листов применяют также специальные белый и цветные цементы. 2.3 Вода Вода в производстве асбестоцементных листов потребляется на приготовление асбестоцементной смеси и промывку сукон и сетчатых цилиндров формовочной машины. Вода, применяемая для производства асбестоцементных изделий, не должна содержать глинистых примесей, органических веществ и минеральных солей. Глинистые частицы, осаждаясь на поверхности асбестовых волокон, уменьшают их сцепление с цементом, затрудняют фильтрацию асбестоцементной суспензии и снижают механическую прочность изделий. Производство асбестоцементных листов связано с большим расходом воды. В отходящей воде содержится значительное количество асбеста и цемента, поэтому ее возвращают в технологический цикл обратно. Работа на оборотной технологической воде позволяет не только избежать загрязнения среды, но и дает преимущества. Насыщенность оборотной воды ионами Са и  препятствует вымыванию гипса и предотвращает преждевременное схватывание, отсутствие в ней СО2 ликвидирует забиваемость сеток карбонатом кальция. Наиболее благоприятной является температура 20-25°С. При температуре ниже 10°С производительность формовочных агрегатов падает, а твердение изделий замедляется. Слишком же высокая температура воды может вызвать быстрое схватывание цемента.При смешивании асбеста с портландцементом и водой волокна асбеста равномерно распределяются в массе цемента, при этом каждое волокно оказывается окруженным цементным тестом. Адсорбируя выделяющийся при твердении цемента гидроксид кальция и другие продукты гидратации цемента, асбест уменьшает их концентрацию в растворе. В результате этого схватывание и твердение цемента ускоряются, он прочно связывается с волокнами асбеста. Вследствие дальнейшей кристаллизации продуктов гидратации цемента прочность связи волокон асбеста с цементным камнем в асбестоцементных изделиях возрастает. Для покраски асбестоцементных листов используют краски. Так же применяют цветные цементы или минеральные щелочеустойчивые пигменты, которые обладают высокой красящей способностью, свето- и атмосфероустойчивостью и невзаимодействующие с продуктами гидратации цемента. Это редоксайд (искусственный железо-оксидный), сурик железный, природная мумия, охра, оксид хрома, ультрамарин, пероксид марганца и др. Листы, предназначенные для облицовки стен и панелей санитарных узлов и кухонь, покрывают водонепроницаемыми эмалями и лаками, которые получены на основе полимеров. 3. Технологическая схема и получение В настоящее время существует три способа производства асбестоцементных изделий: мокрый способ — из асбестоцементной суспензии, полусухой — из асбестоцементной массы и сухой — из сухой асбестоцементной смеси. Наиболее широкое распространение получил мокрый способ. Два других применяют только в опытных установках. Процесс производства асбестоцементных листов складывается из следующих основных технологических операций: Цемент транспортируется по трубопроводу в закрытые бункера и дозируется строго по весу весовыми дозаторами. Асбест складируется по сортам и маркам в закрытом помещении. Дозировка асбеста также осуществляется по весу согласно заданной шихты. Асбест доставляют на заводы в бумажных мешках в железнодорожных вагонах. На заводе хранят в закрытом складе на деревянном полу в отдельных отсеках для разных марок и сортов. Если асбест поступил на склад в таре, то его можно хранить в штабелях. Над каждым отсеком или штабелем указывают сорт и марку асбеста. Для изготовления изделий устанавливают состав смески асбеста. Так, для асбестоцементных волнистых листов, применяемых для покрытия кровель жилых зданий, смеска асбеста установлена следующая: 50% асбеста 5-го сорта, 50% асбеста 6-го сорта, причем общее содержание мягкой текстуры не должно превышать 50%, в том числе содержание в смеске асбеста М-60-40 не должно быть более 15%. Сорта асбеста и их процентное содержание в применяемых смесках нормируют специальными технологическими картами. Далее асбест на специальных поддонах подаётся электропогрузчиком на площадку и загружается в расходные бункера раздельно по группам и маркам. Из них асбест по наклонным транспортёрам подаётся в весовые дозаторы, где собирается готовая шихта асбеста. По команде с пульта управления шихта высыпается из дозаторов и с помощью передаточных и наклонных транспортёров поступает на раздаточный транспортёр, откуда поступает в бегуны, где шихта подвергается первичной обработке (увлажнению, облипанию). Одновременно с погрузкой асбеста в бегуны, его увлажняют осветленной рекуперацией водой, с помощью специального мерника в количестве не менее 5л на 1кг сухого асбеста. Продолжительность обработки асбеста в бегунах 12-15 мин, влажность асбеста не менее 28-80%. По окончании обработки асбест выгружается из бегунов без остатка. Далее асбест подвергается обработке в гидропушителях при присутствии большого количества воды с целью хорошей распушки. Время обработки 8 - 10 мин. Распушка асбеста не менее 80 - 90%. Распушка асбеста определяет в значительной мере качество продукции. Различают три вида распушки: сухую, мокрую и полусухую. При сухом способе распушку производят на бегунах и пушителях. В бегунах разминаются пучки асбеста, нарушается связь между волокнами, а в пушителе (дезинтеграторе) происходит дальнейшее расщепление размятых пучков на отдельные волокна. Окончательно же распушиваются волокна асбеста в аппарате для приготовления асбестоцементной массы — голлендере. При мокром способе распушки асбест замачивают в воде 3-5 дней, затем смеску разминают на бегунах. Вода проникает в микрощели и оказывает расклинивающее действие, вследствие чего волокна распушиваются легче и лучше. Увлажнение асбеста повышает эластичность волокон, что увеличивает сопротивление излому при обработке на бегунах. В настоящее время для обминания асбеста все большее распространение получает валковая машина. В отличие от бегунов эта машина выпускает высококачественный обмятый асбест непрерывным потоком. По окончании распушки асбестовая суспензия насосом перекачивается в турбосмеситель, где происходит смешивание с цементом. Количество цемента, загружаемого на один замес в смеситель 600- 800 кг. Загрузка цемента в смеситель производится постепенно равномерными порциями из расходного бункера через весовой дозатор. По окончании загрузки цемента асбестоцементная масса перемешивается в течение 45 мин. Готовая масса самотёком поступает в ковшовую мешалку, предназначенную для бесперебойного питания. Масса в мешалке непрерывно перемешивается. Из ковшовой мешалки асбестоцементная масса поступает на валы сетчатых цилиндров листоформовочных машин (ЛФМ), на которых производится формование асбестоцементного макета полуфабриката. Формование листов производится на универсальной кругло - сетчатой трёхцилиндровой машине СМ 943. Асбестоцементный накат автоматически по достижении заданной толщины срезчиком снимается с формовочного барабана машины. Снятый накат ленточным транспортом подаётся к гильотинным ножницам которые разрезают на форматы размером 1750*10 мм. Отводящим и питающим транспортёрами листы подаются на волнировщик, где подвергаются волнировке на механизированных линиях беспрокладочного формования СМ 115 и СМА 170 с применением ускоренного гидротермального твердения. В настоящее время применяют агрегаты для автоматического изготовления волнистых листов и укладывания их в стопку. Листы после профилирования, имеющие внешние дефекты сбрасываются на стоящий транспортёр к мешалочным обрезкам для переработки. Далее происходит процесс твердения в три стадии: 1. предварительное твердение в конвейере; 2. твердение в увлажнителе; 3. окончательное твердение на тёплом складе. После увлажнителя переборщиком осуществляется комплектование стоп по 80 листов УВ 7,5 и 100 листов УВ 6. Окончательное твердение изделий осуществляется на складе готовой продукции и далее на открытых площадях. На складе листы выдерживают семь суток, после чего происходит приём готовой продукции ОТК и испытание партий согласно ГОСТ 16233 70. Технологическая схема  4. Список использованной литературы История строительного материаловедения и развития технологий строительных материалов и изделий, учебное пособие - Москва: МИКХиС, 2006 г.; Сатарин В. И., Акопян В. А., Асбестоцементная промышленность, М.. 1962 г.; Соколов П. Н., Технология асбестоцементных изделий, М., 1960г.; Технология важнейших отраслей промышленности: Учеб. для эконом. спец. вузов / Под ред. А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова - М.: Высш. шк., 1985г. |