В П Тимофеева - Энергосберегающая и природоохранная технология производства цемента - страница 1

Страницы:
1 

7.Лучковский И.Я., Никитенко В.И. Определение максимальных размеров неза-крепляемых проемов в грунтовом массиве при устройстве вертикальных стволов над действующими коллекторами // Науковий вісник будівництва. Вип.19. - Харків: ХДТУБА, 2002. - С.71-77.

Получено 07.02.2003

 

УДК 666.942.16

В.П.ТИМОФЕЕВА, канд. техн. наук

Северо-Восточный научный центр НАН и МОН Украины, г.Харьков

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ И ПРИРОДООХРАННАЯ

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА НА ОСНОВЕ ДОБАВОК

НОВОГО КЛАССА

Разработаны полиминеральные добавки нового класса, позволяющие при изменении их качественного состава или соотношения "клинкер - гипс - добав­ка оптимального состава" получить на основе рядового портландцементного клинкера по обычной технологии, применяемой на цементных заводах, высоко­прочные цементы марки 550, 600, 700 и специальные цементы с заданными свойствами.

Одной из важнейших областей народного хозяйства Украины яв­ляется производство строительных материалов и изделий, от уровня производства которых во многом зависят темпы и качество строи­тельных работ.

Главное место в номенклатуре строительных материалов занима­ет цемент. Различные эксплуатационные условия строительства зда­ний и сооружений обусловливать разнообразные требования к цемен­там: повышенная прочность при нормальной или высокой температу­ре (жаростойкие, огнеупорные); стойкость против действия различных кислот, солей, щелочей; шлакостойкость; проницаемость или непро­ницаемость для жидкостей, газов, тепла, холода, электрического тока, радиоактивности. До настоящего времени не разработана технология получения цемента с такими универсальными свойствами. Вместе с тем цементная промышленность является самой энерго- и теплоемкой отраслью промышленности строительных материалов. В структуре себестоимости цемента затраты на топливо и электроэнергию дости­гают 60%; из общего количества потребляемой при этом электроэнер­гии до 40% расходуется на помол цемента и до 30% - на обжиг клин­кера. Особенно большие тепло- и электрозатраты при получении вы­сокопрочных цементов специального назначения, использование ко­торых сегодня возрастает. Снижение расхода топлива и электроэнер­гии, их рационального использования при производстве цемента содновременным улучшением его качества, марочности и получения спе­циальных видов является актуальной задачей строительной отрасли.

Используемые в настоящее время методы воздействия на твер­деющие системы - изменение состава, структуры клинкера и техноло­гических параметров его производства, увеличение тонкости помола цементов являются нерациональными из-за высоких энергетических затрат, отсутствия на многих заводах сырьевой базы для получения высококачественного клинкера. Высокая стоимость и сложность тех­нологии изготовления ограничивают производства специальных це­ментов. Наиболее перспективным способом решения данной задачи, наряду с технологическими, является введение специальных добавок при получении клинкера, снижающих температуру клинкообразова-ния и повышающих его свойства, а при помоле цемента - для ускоре­ния процесса размалывания и придания цементу особых свойств [1-3]. Однако известные добавки, включая комплексные, а также спо­собы их применения не являются универсальными, не позволяют од­новременно существенно повышать прочность в разные сроки тверде­ния, изменять такие свойства, как деформативность, стойкость к по­вышенным температурам, сульфато-, морозостойкость и др., влиять на снижение тепло- и электрозатраты.

Нами разработаны научные основы получения нового класса эффективных добавок универсального действия, технологии их про­изводства из сырьевых материалов заданного состава, а также из от­ходов металлорудной, неметаллорудной, химической отраслей про­мышленности для повышения строительно-технических свойств це­мента и получения специальных его видов со снижением тепло- и электрозатрат [4-6]. Следует при этом отметить, что использование отходов имеет большое природоохранное значение и позволяет сни­зить стоимость конечного продукта.

Особенностью составов разработанных добавок является полими-неральность, содержание в них суммы заданных химических соедине­ний, позволяющих одновременно влиять на процессы формирования цементного камня в течение всего гидратационного периода и в зави­симости от предъявляемых требований к свойствам, области примене­ния цемента целенаправленно изменять соотношение в добавках со­ставляющих. Универсальность этих добавок заключается в том, что изменять свойства цемента можно не только за счет регулирования состава добавки, но и изменения соотношения "клинкер - гипс - до­бавка" при использовании добавки оптимального состава.

Ниже приводятся данные о влиянии полиминеральной добавки оптимального вещественного состава на основные строительно-технические свойства портландцемента Амвросиевского цементного завода: изменение прочности образцов от 1 до 1080 суток твердения (рисунок); измене­ние линейных размеров образ­цов во времени; водонепрони­цаемость; сульфатостойкость; влияние тепловлажностной обработки на прочность це­мента с добавкой.

Результаты испытаний показывают, что введение до­бавки обеспечивает повыше­ние прочности цементного камня во все сроки твердения до 1 года, после чего показания прочности стабилизируются.

Рост прочности у цемен­тов с добавкой составляет (8-9) МПа, прирост сохраняется во весь период твердения, сброса прочности при длительном сроке твердения не наблюдает­ся.


Изменение линейных размеров образцов цементов при различном соотношении составляющих приведено в табл.1.

Из данных табл. 1 видно, что изменение соотношения "клинкер -гипс - полиминеральная добавка" при постоянном качественном со­ставе добавки позволяет получить различные виды цемента: безуса­дочный портландцемент, расширяющийся цемент, напрягающий це­мент, быстросхватывающийся расширяющийся цемент. При этом ве­личина расширения стабилизируется у всех цементов к третьим сут­кам твердения.


Сульфатостойкость портландцемента с полимерной добавкой оп­ределяли в образцах 10x10x30 мм и в образцах 40x40x160 мм после 6-ти и 12-ти месяцев хранения в агрессивном растворе (5%-ном Na2SO4), (табл.2, 3).

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что портландце-менты с полиминеральной добавкой оптимального состава марок 600 и 550, полученные на основе клинкеров с активностью 52,6 и 46,8 МПа, соответственно, отвечают требованиям ГОСТа на «Бетон гидротехнический», так как их коэффициенты стойкости имеют зна­чения более 0,8. При этом необходимо учитывать, что испытания про­водили не в грунтовой воде, а в 5%-ном растворе сульфата натрия, который содержит 33,8 г/л ионов SO42" и является более агрессивным, чем грунтовые воды любого района Украины.

Водонепроницаемость определяли у бысросхватывающегося расширяющегося цемента и смеси на его основе (БРКС), так как они по своим свойствам предназначены для ликвидации осложнений при бурении скважин, обеспечивая быстрое прекращение водопритоков и укрепление грунтов в нормальных условиях, а также при повышен­ных, пониженных и отрицательных (до -378 0К) температурах; закре­пления выработок в шахтном строительстве; гидроизоляции резервуа­ров и швов в сборной железобетонной обделке метрополитенов и лю­бых подземных сооружений; патронирования анкерной и монолитнойбетонной крепи; получения беспропарочных бетонов специального назначения.

Испытания показали, что образцы обеспечивают полную во доне -проницаемость через шесть часов твердения, а в трехсуточном возрас­те твердения обеспечивают водонепроницаемость при давлении 10 атм. При этом прочность образцов через шесть часов твердения со­ставляет не менее 3,5 МПа.

Необходимо отметить, что все виды портландцемента с повы­шенными физико-техническими свойствами, так и специальные виды цемента получены по обычной технологии путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и добавки в шаровой мельнице. При этом достигается экономия электроэнергии при помоле до 40 масс. % за счет увеличения производительности помольных агрега­тов до 15% и улучшения работы мельниц. Замена клинкерной состав­ляющей от 8 до 35 масс. % добавкой позволяет сэкономить от 5 до 30 масс. % топлива. Такие результаты были получены при промыш­ленных испытаниях цементов на Амвросиевском цементном заводе.

Существенную экономию энергетических затрат можно получить при использовании специального цемента с полиминеральной добав­кой для бетонов, исключающих тепловлажностную обработку. Такие бетоны в настоящее время находят все большее применение.

Выводы

1. Разработан новый класс полиминеральных добавок, позво­ляющих при изменении их качественного состава или соотношения "клинкер - гипс - добавка оптимального состава" получать на основе рядового портландцементного клинкера:

 

-  высокопрочные цементы марок 550, 600, 700;

-  расширяющиеся цементы с различными сроками схватывания и ли­нейным расширением;

-  быстросхватывающийся расширяющийся цемент и смеси на его ос­нове, бетоны и бетоны со специальными свойствами с экономией топлива 5-30 масс. %, электроэнергии 30-40 масс. %, увеличением производительности помольных агрегатов на 10-15%.

2. При использовании отходов различных отраслей промышлен­ности обеспечиваются создание безотходных технологий и охрана окружающей среды.

3. Разработанная технология позволяет существенно снизить вы­брос в атмосферу CO2.

1.Кузнецова Т.В., Косой А.Г. Влияние фазового состава клинкера на свойства напрягающего цемента // Цемент. - 1983. - №6. - С.8-9.

2.Дмитриев А.В. Пути улучшения качества цемента и расширения его ассорти­мента // Цемент. - 1983. - №5. - С.1-3.

3.Дмитриев А.В., Юдович Б.Э., Кузнецова Т.В. и др. Гидратационное легирова­ние цементов // Цемент. - 1983. - №11. - С.4-6.

4.Тимофеева В.П., Пономарев И.Ф. и др. Высокопрочный цемент М 700 с добав­кой сульфоалюмосиликатного состава // Наука - производству. - М.: НИИцемент, 1988. - №95. - С.138.

5.Тимофеева В.П., Пономарев И.Ф. Специальный цемент для тампонирования в сложных условиях // Наука - производству. - М.: НИИцемент, 1988. - №95. - С.130.

6.Тимофеева В.П., Спасибова О.И., Илюха Н.Г. Оптимизация строительных ком­позиций на основе алюмосиликатной добавки // Науковий вісник будівництва. Вип.16. -Харків: ХДТУБА, 2002. - С. 117-121.

Получено 07.02.2003

 

УДК 69.056.55 : 69.057

І.І.РОМАНЕНКО, д-р техн. наук, С.М.ГОРДІЄНКО

Харківська державна академія міського господарства

ІНДИВІДУАЛІЗАЦІЯ ЖИТЛОВИХ БУДІВЕЛЬ

НА БАЗІ ТИПОВОГО КАРКАСА МІЖВИДОВОГО ЗАСТОСУВАННЯ В УМОВАХ СТАЛОГО РОЗВИТКУ МІСТ

Аналізується можливість отримання ознак індивідуального житла в масовому будівництві при застосуванні типового проектування, збільшення архітектурно-конструктивно-технологічної різноманітності житлових будівель за рахунок часткового перенесення у процес монтажу засобів «гнучкої» технології виробництва збірних елеме­нтів каркаса міжвидового застосування серій 1.020-1/83, 87.

В умовах сталого розвитку сучасного міста для стабілізації і по­дальшого розвитку економіки необхідне відродження виробничих по­тужностей будівельної індустрії (заводів ЗБК, ДБК тощо). Особливе значення матиме застосування накопиченого за часів Союзу досвіду типового проектування і науково-технічного потенціалу в сфері збір­ного індустріального будівництва. Використання існуючих потужнос­тей згодом приведе до збільшення обсягу виробництва збірних залізо­бетонних конструкцій.

У зв'язку з цим є важливим пошук можливостей розширення об­ласті застосування міжвидового каркаса типових серій 1.020-1/83, 1.020-1/87 на житлове будівництво з подальшим використанням номе­нклатури великорозмірних панелей житлових будинків певних серій разом з цегельною кладкою. Саме у зазначених серіях поєднуються останні досягнення теорії типізації та уніфікації попереднього етапу типового архітектурного проектування і масового будівництва.

Проблема полягає в тому, що, з одного боку, будучи результатом нормативно-стандартних основ типового проектування і командно-адміністративного принципу керування проектами, повнозбірний на-

Страницы:
1 


Похожие статьи

В П Тимофеева - Энергосберегающая и природоохранная технология производства цемента