Цех помола портландцемента М 500

Министерство образования  РФ

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный  университет (НИУ)

Архитектурно - строительный факультет

Кафедра «Строительные материалы»

 

 

 

Цех помола портландцемента  М 500

 

 

Пояснительная записка к курсовой работе

по курсу: «Вяжущие вещества»

270100-62.2012.598.00.00.ПЗ

 

                  Нормоконтролер                                                     Руководитель

                  Черных Т. Н.                                                         Абызов В.А.                                                                 

            «______»___________ 2012 г.                             «______»___________2012 г. 

                                                                                                                

                                                                                            Автор проекта

                                                                                            студент группы АС-344                                      

                                                                                            Омелина Ж.Ю.

                                                                                                           «______»___________2012 г. 

                                                                                                                                            

                                                                                            Проект защищен          

                                                                                            с оценкой                        

                                                                                            ___________________

                                                                                            «______»___________2012 г. 

 

                                                                                                                                  

Челябинск 2012

 

АННОТАЦИЯ

 Цех помола портландцемента  М 500 – Челябинск: ЮУрГУ  2012, рисунков 2, 12 таблиц, 1 лист графического чертежа ф.А1. Библиографический список – 15 наименований.

 

В данном курсовом проекте представлен проект цеха помола портландцемента. Производится расчет и подбор оборудования, расчет ёмкости и конструирование бункеров и складов, а также расчет системы аспирации и газоочистки мельницы. Дана характеристика исходного сырья. Основные технико–экономические показатели проекта собраны и представлены в виде таблицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ….………………………………………………………...….....……5

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ…...……..………..6

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………..…………….……...10

2.1. Характеристика сырьевых материалов, полуфабрикатов, топлива…...10

2.2. Описание технологических процессов………………….……….…....…11

2.3. Выбор способа производства и разработка технологической

схемы……………..……………………………………………………...……..16

2.4. Режим работы цеха……………………………………………………….18

2.5. Производительность предприятия………………………………...…….18

2.6. Определение норм расхода сырья на 1 т вяжущего……………………18

2.7. Материальный баланс………………………………...………………….20

2.8. Выбор, обоснование и расчет количества технологического и

транспортного оборудования………………………………………………....22

2.9. Расчет систем аспирации и газоочистки………………………...………34

2.10. Расчет ёмкости и конструирование бункеров и складов……………..39

2.11. Расчет потребности электроэнергии…………………….…..................44

2.12. Расчет численности и состава производственных рабочих…………..45

2.13. Контроль производства и качества готовой продукции……………....47

3. Техника безопасности, производственная санитария и охрана окружающей среды. ………………………………...……………...48

4. Основные технико-экономические показатели….….......50

5. Библиографический список…...…………………………..............52

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Изобретателем портландцемента  считают англичанина Джозефа  Аспдина. Но   в нашей стране основоположником производства портландцемента является Е. Челиев.

В 1846 г. был основан  первый завод портландцемента в Гродзеце. Начиная с 60 – х годов XIX в., были построены заводы в Риге, Новороссийске, Шурове, Брянске и других городах. В 1914 г. ко времени первой мировой войны в России насчитывалось 60 цементных заводов с годовой производительностью около 1,6 млн. т цемента.

Большой вклад в развитие портландцемента внесли советские  учёные Менделеев Д.И., Шуляченко А. Р., Белелюбский Н. А., Лямин Н. Н., Дружинин С. А., и др.

Портландцемент и его  разновидности – основной материал в современном строительстве. Из него возводят бетонные и железобетонные конструкции самых разнообразных зданий и сооружений. Жилищно – гражданское, промышленное, сельскохозяйственное, гидротехноческое, горное, дорожное, ирригационное и т. д.

Гигантские темпы строительства  в нашей стране обусловили резкий рост производства цемента. В 1985 г. выпуск его превышал 140 – 142 млн. т. Неуклонно улучшается качество цемента, повышаются его прочностные показатели, расширяется ассортимент, выпускаются специальные виды цемента для различных областей строительства.

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика выпускаемой продукции

В проектируемом цехе помола портландцемента планируется  производство гидрофобного портландцемента марки М500. В качестве добавки используется гипс, а АМД – гранулированный шлак и ПАВ – асидол.

Гидрофобные портландцементы обладают меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем обычный портландцемент; способен длительное время храниться даже во влажной среде без потери активности. Повышенное воздухововлечение данного цемента снижает прочность тяжелых бетонов, однако, при производстве легких и ячеистых бетонов это свойство играет положительную роль

По вещественному составу гидрофобные цементы подразделяют на виды; гидрофобный портландцемент; гидрофобный портландцемент с минеральными добавками; гидрофобный шлакопортландцемент; пуццолановый портландцемент. По прочности на сжатие в возрасте 28 сут. цементы подразделяют на марки: 300, 400, 500.

В гидрофобный портландцемент разрешается  вводить активные минеральные или инертные добавки тех же разновидностей и в том же количестве, что и в портландцемент. Непременным условием изготовления этого цемента является точное дозирование гидрофобной добавки. Предварительно опытным путем с учетом качества используемых на заводе клинкера и минеральных добавок устанавливают то количество гидрофобной добавки, которое необходимо ввести в цемент при его помоле.

Главнейшими окислами цементного клинкера являются окись кальция (CaO), кремнезём (SiO₂), глинозём (Al₂O₃) и окись железа (Fe₂O₃). В его состав входят ещё окись магния (MgO) и серный ангидрид (SO₃).

Содержание этих окислов  колеблется в пределах (в %)

CaO              64 – 67                      Fe₂O₃                   2 - 4

SiO₂               21 – 24                      MgO , SO₃       2 - 3

Al₂O₃            4 – 7                                           

Основными минералами цементного клинкера  являются алит 3CaO·SiO, белит 2CaO·SiO₂, 3CaOAl₂O₃ - трехкальциевый  алюминат, 4CaOAl₂O₃Fe₂O₃  - четырехкальциевый алюмоферрит.

С₃S – самый важный минерал химически очень активен в реакции с водой, твердеет очень быстро, достигая большой прочности в раннее сроки.

С₂S – второй по важности минерал твердеет медленно, набирая достаточно высокую прочность в поздние сроки.

C₃A – наиболее активный минерал быстро взаимодействует с водой вызывая преждевременное схватывание цемента в ранние сроки, прочность низкая. 

С₄АF – по быстроте твердения и наборе прочности занимает промежуточное положение между С₂S и С₃S.

Клинкер, применяемый  при производстве цементов, по расчетному минералогическому составу должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Значение для клинкера, % по массе, не более, по видам цемента
	гидрофобный портландцемент	гидрофобный портландцемент с минеральными добавками	гидрофобный шлакопортландцемент	пуццолановый портландцемент
содержание трехкальциевого силиката (3CaO·SiO2)	50	Не нормируется
Содержание трехкальциевого алюмината (3CaO·Al2O3)	5		8
Сумма трехкальциевого алюмината (3CaO·Al2O3) и четырехкальциевого алюмоферрита (4CaO·Al2O3·Fe2O3)	22		Не нормируется
Содержание оксида алюминия (Al2O3)	5

 

Так же повышенное содержание в клинкере MgO вызывает неравномерность изменения объёма цемента при твердении. По ГОСТ 10178-76, MgO в клинкере должно быть не больше 5 %  [2, с.134]. Твердение портландцемента является наиболее важным свойством. Под твердением

понимают процесс превращения  пластичного цементного теста, состоящего из смеси цемента с водой, в  твердое камневидное тело – цементный камень.

Цемент, затворенный водой  и тщательно перемешанный, образует пластичное, липкое цементное тесто. Это тесто постепенно загустевает и переходит в камнеподобное состояние. Превращение порошка цемента в цементный камень с постепенным переходом через стадию образования пластичного цементного теста определяется физико-химическими процессами, происходящими между цементом и водой.

Клинкерные минералы, входящие в  состав цементного зерна, при соприкосновении последнего с водой начинают растворяться и химически взаимодействовать с ней - гидратироваться, образуя гидраты:

 

ЗСаО SiO₂ + (n +1) H₂O = 2СаО SiO₂ nН₂О + Са (ОН) ₂;

2СаО Si O₂ + nН₂O = 2СаО nSiO₂nН₂O;

ЗСаО Аl₂O₃ + 6Н₂O  =  ЗСаО АlO₂O₃ 6Н₂O;

4СаОАl₂O₃ Fe₂O₃+ (р+6) Н₂O = ЗСаОАl₂O₃6Н₂O + CaOFe₂O₃ pН₂O.

 

Гидратацией называется химическая реакция присоединения  воды к веществу. Различают также реакции гидролиза, при которых сложное вещество под действием воды разлагается на менее сложные. В данном случае C₂S и С₃А гидратируют, a С₃S и C₄AF подвергаются гидролизу.

Так как цемент затворяется  ограниченным количеством воды, то в результате растворения клинкерных минералов раствор в цементном тесте быстро становится насыщенным. Дальнейшая их гидратация вызывает пересыщение раствора, так как растворимость гидратов значительно меньше растворимости клинкерных минералов. Пересыщенные растворы в обычных условиях существовать не могут, из них начинает выпадать растворенное вещество в виде мельчайших частиц, в данном случае гидратов клинкерных

минералов. Эти частицы обладают клеящей способностью, которая передается цементному тесту. В результате оно  хорошо прилипает к различным  телам и склеивает их.

Вследствие поглощения воды клинкерными минералами на гидратацию содержание свободной воды в цементном тесте уменьшается, что повышает концентрацию гидратов и вызывает их слипание. При этом цементное тесто начинает загустевать, теряя клеящую способность и пластичные свойства. Период, в течение которого цементное тесто начинает приобретать некоторую прочность, называют временем схватывания; в зависимости от величины этой прочности различают начало и конец схватывания цементного теста. В конце схватывания оно теряет пластичность.