Безобжіговиє штучні кам`яні матеріали
Відео: Тонколистовий метал і дріт Штучні матеріали
Зміст
Штучні безобжігоние кам`яні матеріали виготовляють з мінеральних в`яжучих речовин, наповнювачів і води. Механічну міцність вони набувають в результаті затвердіння в`яжучих речовин (гіпсу, вапна, цементу). Як заповнювачі використовують природні (пісок, гравій, пемза і ін.) І штучні матеріали (аглопорит, керамзит, тирса та ін.). Штучні кам`яні матеріали можуть бути армовані металом, азбестом, деревиною тощо. Залежно від в`яжучого речовини безобжіговиє кам`яні матеріали поділяють на силікатні, на основі гіпсу та цементу.
Відео: Природний кам`яний матеріал
Силікатні вироби отримують на основі вапна. Найбільш поширені будматеріали цієї групи - силікатна, або біла цегла. Його виробляють з кварцового піску (92-95% маси) і негашеного вапна (5-8%) sup1-. Для цього очищений від домішок пісок змішують з подрібненою вапном і водою (рис.26). Відбувається гасіння вапна. Сировинну суміш пресують і отримують стандартної форми цегла. На вагонетках його направляють в циліндричної форми автоклави завдовжки 20 м, що закриваються з торців. У них цегла пропарюють протягом 6-8 годин. Відбувається взаємодія вапна і кремнезему з утворенням гідросилікату кальцію, який зв`язує зерна піску і формує міцність цегли. Міцність силікатної цегли підвищується і після вивантаження його з автоклавів на повітрі взаємодією не прореагували вапна з вуглекислим газом повітря. Силікатна цегла за міцністю не поступається керамічному, а питома витрата палива в 2 рази, електричної енергії в 3 рази, трудових ресурсів в 2,5 рази менше. Відсутність печі випалу, сушильного обладнання знижує питомі капітальні вкладення на будівництво заводів. Тому собівартість силікатної цегли менше в порівнянні з керамічним. Однак в умовах підвищених температур, вологості він втрачає міцність і руйнується. Тому силікатна цегла застосовують для кладки стін будівель вище гідроізоляційного шару фундаменту.
На 1 тис. Цегли витрачається 2,3 куб. м піску, близько 400 кг вапна. Підприємства розміщують поблизу родовищ сировини і реалізують продукцію для внутрирайонного споживання.
На основі вапна виготовляють силікатні вироби щільної структури. Для цього готують суміш кварцового піску (70-80% маси сировини), меленого піску (8-15%) і негашеного вапна (6-10%) з водою. Вироби формують на вібраційних майданчиках, витримують в автоклавах. Силікатні вироби з щільною структурою не поступаються по ряду фізичних властивостей залізобетонним, а собівартість перших менше через використання більш дешевої сировини. Вартість піску менше, ніж гравію, щебеню, а витрата вапна в 2 рази менше, ніж цементу. Тому з таких силікатних виробів виробляють елементи всіх конструкцій будівель (фундаментні та цокольні блоки, армовані матеріали та ін.).
На основі вапна виробляють вироби з комірчастою структурою - пеносіліката і газосилікати. Вони виготовляються із суміші вапна (до 25%) і меленого піску, який можливо замінити золою і шлаками. Для додання пористості виробів в суміш додають стійку піну (рідкі суміші каніфольного масла і тваринного клею і ін.). У газових силікату пористого утворює алюмінієва пудра, яка з вапном і водою утворює гідросилікат кальцію і водень. Газоподібний водень спучує суміш і утворює пористу структуру. Суміш сировини з піною або газообразователем формують і запарюють в автоклавах. За призначенням пористі силікати виробляють теплоізоляційними (для утеплення перекриттів, холодильних камер і ін.) І конструктивними (для армованих конструкцій, горищних перекриттів і ін.).
З гіпсу, води, наповнювачів виготовляють гіпсову суху штукатурку - гіпсовий лист між двома листами картону, перегородкові плити, панелі, гіпсобетонні камені і ін. Перегородкові панелі представляють дерев`яний каркас з брусків, рейок, заповнений сумішшю гіпсу, піску, тирси. Вони бувають суцільними і з дверними отворами. Такі перегородки дешевше цегельних, залізобетонних, дерев`яних, а в будівництві при їх застосуванні знижується трудомісткість робіт.
На основі цементу виробляють азбестоцементні вироби, бетою і залізобетонні конструкції. Азбестоцементні вироби характеризуються легкістю, вогнестійкість, достатню міцність. Співвідношення сировинних компонентів залежить від вимог, висунутих до виробу. Для листових матеріалів вага азбесту - 10-18%, цементу - 82-90%, для труб - відповідно 15-21% і 79-85%. На 1 кг сировини додають 4-5 л води. При автоклавном твердении 50% цементу замінюють меленим кварцовим піском. Виробничий процес складається з распушки (розчленування) азбесту, приготування сировинної маси, формування вироби, твердіння і механічної обробки.
Азбест в природі представлений в основному мінералом хризотил - азбестом, мають щільне волокнисту будову. Тому азбест розщеплюють на тонкі волокна і змішують з цементом, водою. Вироби формують на спеціальних машинах, що мають ванну з азбестоцементної суспензією і порожнистий барабан, обтягнутий сіткою (рис.27). При обертанні барабана на сітці залишається тонкий шар суспензії, яка знімається полотняною стрічкою, переноситься на другий барабан (форматний) і навивається на ньому шарами. З утворенням на форматному барабані необхідної товщини асбестоцементной маси, її розрізають і знімають у вигляді листа. При виробництві труб встановлюють барабан необхідних розмірів, а сировинну масу з нього знімають без розрізання і направляють на твердіння в природних умовах або автоклавах.
Відео: "КАМНЕДЕЛ" - готова суміш для виготовлення штучного каменю
Механічна обробка зводиться до обрізку крайок, пробиванні отворів і ін. Готову продукцію випускають у вигляді хвилястих і плоских листів, панелей, плит, труб та інших виробів. Вони використовуються як будівельний матеріал для покрівлі, стін, огорож, обробки будівель, каналізаційних, водо- і газопровідних систем.
Бетон - штучний кам`яний матеріал, виготовлений на основі гідравлічних в`яжучих речовин, крупний заповнювач і води. Поєднання бетону зі сталевою арматурою називають залізобетоном. Це найбільш поширені будівельні матеріали. З них будують фундаменти, стіни, перекриття, покрівлю будівель, мости, автомобільні дороги та ін. Це обумовлено доступністю сировини, простотою виробництва виробів різних розмірів, конфігурації, багатоплановістю споживчих властивостей (міцність, щільність, морозостійкість, водонепроникність і ін.). Виробництво матеріалів з бетону в заводських умовах має високу ступінь готовності, що дозволяє проводити будівництво індустріальним методом, підвищити продуктивність будівельних робіт, зменшити трудомісткість і час створення об`єктів.
Види бетону класифікуються за різними ознаками. Залежно від об`ємної маси, використовуваних наповнювачів, виділяють важкі і легкі бетони. Важкі бетони (об`ємна маса більше 1800 кг / куб. М) в якості наповнювача мають кварцовий пісок, гравій, щебінь. Такий бетон має велику міцність і використовується для несучих конструкцій. У легких бетонах (об`ємна маса 500-1800 кг / куб. М) наповнювачами є пористий вапняк, туф, пемза, аглопорит, керамзит. Легкі бетони містять багато часу, повітряних порожнин (пінобетон, газобетон). По виду в`яжучих речовин виділяють цементні, силікатні автоклавного твердіння, цементно-вапняні, полімерні (на основі органічних в`яжучих речовин) та інші види бетонів. Залежно від будови будматеріали можуть бути суцільними, порожнистими, одно- і багатошаровими, з різних видів бетону і конструкційних матеріалів (тепло-, звукоізоляційних та ін.). За призначенням бетони бувають звичайні, гідротехнічні, дорожні і спеціального призначення (кислото-, жаростійкі і ін.). Від способу армування залізобетонні вироби бувають звичайні і попереднього напруження
Виробництво бетону складається з підготовки сировини, формування виробів твердіння і обробки поверхні. Сировина очищають від металевих домішок, подрібнюють, промивають і дозують. Бетонну суміш готують в бетономішалках пересувного та стаціонарного типу. Перемішування проводять при вільному падінні сировинних компонентів і примусовим методом - матеріали в нерухомому стані перемішують обертовими лопатями. Приготовану суміш по трубопроводах, в вагонетках, самоскидами доставляють на формування (укладання).
Для цього на заводах застосовують багаторазові металеві форми. Стінки форм змащують солідолом, автолом, іншими маслами і заповнюють бетоном. Проводять ущільнення маси вібрацією, вібропресуванням, вібротромбованіем і іншими способами. Твердіння бетону в природних умовах - тривалий процес, що в заводських умовах вимагає великих виробничих площ і багато форм. Тому на заводах цей процес прискорюють пропарюванням протягом 8-14 годин. Ще більше скорочують період твердіння запарюванням бетону в автоклавах з попереднім нагріванням його до 80-90. Обробку бетону проводять нанесенням кольоровий фактури, присипкою подрібненим каменем та іншими матеріалами.
Бетон має велику міцність на стиск і меншу на розтягання, вигин. Для підвищення міцності на розтягнення в бетон вводять сталеву арматуру, яка сприймає навантаження розтягування. Через малу растягіваемості бетону в порівнянні з арматурою при зусиллях на вигин на розтягується стороні бетону виникають тріщини. Для усунення цих недоліків арматуру попередньо натягують (напружують) механічним, електротермічним методом. Механічне напруження арматури проводять до бетонування і після його силовим впливом домкратами, спеціальними пристроями. Електро натяг проводить нагріванням арматури електричним струмом до 350 °. В результаті арматура подовжується, її кінці закріплюють. Охолоджують метал і форму заповнюють бетоном. При такій напрузі не потрібно складного обладнання для натягу арматури. Попередньо напружені конструкції підвищують довговічність будівель, міцність на вигин в 3-4 рази в порівнянні зі звичайними залізобетонними виробами. Через кращих прогонових характеристик вони дозволяють знизити питому вагу конструкції і економити 40-50% металу і 15% бетону.
На 1 куб. м залізобетону середня витрата щебеню становить 1,6 т, піску - 0,75 т, цементу - 0,35 т, арматури - 0,04 г, електричної енергії - 30 кВтг, 0,05 кг умовного палива. Низька транспортабельність вологого бетону через втрату споживчих якостей обумовлює приготування бетонної суміші на заводах поблизу великих будівельних об`єктів (електричні станції та ін.), А також в бетонозмішувальних цехах підприємств збірного залізобетону. Отже, виробництво бетону має споживчу орієнтацію. Залізобетонні вироби більш транспортабельні і вони, особливо унікальні конструкції, перевозяться на значні відстані автомобільним і залізничним транспортом.
Вплив промисловості будівельних матеріалів на навколишнє середовище пов`язане з відкритою розробкою природних ресурсів, що викликає порушення природних ландшафтів. Детальніше дані аспекти розглянуті в розділі "Видобуток і збагачення корисних копалин". Економічна специфіка виробництва будматеріалів обумовлена використанням у технологічному процесі мелкоизмельченного сировини, готової продукції (в`яжучі речовини). У навколишнє середовище потрапляють мінеральні речовини у вигляді пилу, продукти горіння, що викликає підвищену запиленість повітря. У нерудної промисловості основна кількість пилу утворюється при дробленні, помоле, грохочении, камнеобработке, перевантаження. Особливо багато пилу потрапляє в повітря через високі температур, низької вологості робочого середовища, печей, млинів та іншого устаткування цементних заводів. Вона розсіюється від підприємств в радіусі 20 км. Покриває тонким шаром околиця і навіть в літній період територія має сірий колір цементного пилу. Запиленість повітря негативно позначається на санітарно-гігієнічних умовах підприємств, здоров`я населення, надійності функціонування обладнання, контрольно-вимірювальних приладів. Особливо шкідливі для здоров`я пилоподібні частки кварцу, які викликають професійне захворювання - силікоз. Для поліпшення умов праці проводять вентиляцію приміщень, відсмоктування пилоповітряної суміші, уловлювання пилу. На підприємствах створюється екологічна інфраструктура, що представляє багатоступінчасті системи очищення повітря Спочатку вловлюють в пилеосадочних камерах, циклони великі частки, на наступному етапі повітря очищають від тонких фракцій в циклонах, скрубберах і на заключному - від дисперсних частинок в електрофільтрах. Пилеосадочние камери представляють металеві або залізобетонні ємності, в нижній частині яких розташований бункер для пилу. Її осадження відбувається в результаті зниження швидкості переміщення потоку з пилом за рахунок великого діаметра камери в порівнянні з січнем трубопроводу. Частинки пилу осідають під дією сили тяжіння. Циклони і відцентрові скрубери складаються з верхнього циліндра і нижньої конічної частини. Осадження пилу засноване на використанні відцентрових сил, під впливом яких пилоподібні частки скупчуються в бункері. Скрубери - прямоточні циклони циліндричної форми. Під впливом відцентрових сил пил осідає на стінки скруббера і змивається тонким шаром води. Ступінь очищення повітря становить 80-98%. Найбільш досконале обладнання - електрофільтри, які мають негативні і позитивні електричні провідники. Гази з пилом іонізують, подають в електричне поле, і відбувається осадження іонізованих речовин. Коефіцієнт очищення повітря в електрофільтрах становить 0,98-0.99. Однак вони споживають мною енергії і вимагають великих витрат.
