Помощь студентам в учебе
Технология изготовления мелкоштучных стеновых камней на основе отходов теплоэнергетики
|
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Технико-экономическое обоснование 10
1.1 Сравнительная характеристика отдельных видов бетонов для
изготовления строительных блоков 10
1.2 Характеристика топливных отходов Красноярского края 18
1.2.1 Зола-унос 20
1.2.2 Шлак 24
1.2.3 Золошлаковая смесь 25
1.3 Существующие технологии изготовления мелкоштучных камней 27
2 Экспериментальная часть 30
2.1 Применяемые материалы и методики исследования 30
2.1.1 Применяемые материалы 30
2.1.2 Методики исследования 32
2.1.2.1 Методика испытаний золы 32
2.1.2.2 Методика испытаний золошлаковой смеси 34
2.1.2.3 Методика расчета состава мелкозернистого
золошлакобетона 34
2.2 Исследование свойств сырьевых материалов 35
2.2.1 Свойства золы-унос 35
2.2.2 Свойства золошлаковой смеси 37
2.3 Разработка составов бесцементного вяжущего на основе золы 38
2.4 Разработка состава золошлакобетона 41
3 Технологическая часть 42
3.1 Технологическая схема изготовления мелкоштучных камней 42
3.1.1 Приготовление золошлакобетонной смеси 43
3.1.2 Формование мелкоштучных стеновых камней 44
3.1.3 Тепловая обработка изделий 45
3.1.4 Контроль качества продукции 46
3.1.5 Упаковка и отгрузка готовых изделий 47
3.2 Выбор технологического оборудования 48
3.2.1 Склады сырьевых материалов 48
3.2.1.1 Склад золы 49
3.2.1.2 Склад золошлаковой смеси 51
3.2.2 Дозаторы непрерывного действия 52
3.2.2.1 Весовой дозатор золы 52
3.2.2.2 Весовой дозатор золошлаковой смеси 54
3.2.2.3 Объемный дозатор воды 56
3.2.3 Винтовой конвейер 57
3.2.4 Ленточный конвейер 60
3.2.5 Двухвальный смеситель непрерывного действия 65
3.2.6 Вибропресс 68
3.2.7 Пропарочная камера 70
3.3 Ведомость оборудования 72
4 Экология 73
5 Обеспечение безопасности при производстве 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
1 Технико-экономическое обоснование 10
1.1 Сравнительная характеристика отдельных видов бетонов для
изготовления строительных блоков 10
1.2 Характеристика топливных отходов Красноярского края 18
1.2.1 Зола-унос 20
1.2.2 Шлак 24
1.2.3 Золошлаковая смесь 25
1.3 Существующие технологии изготовления мелкоштучных камней 27
2 Экспериментальная часть 30
2.1 Применяемые материалы и методики исследования 30
2.1.1 Применяемые материалы 30
2.1.2 Методики исследования 32
2.1.2.1 Методика испытаний золы 32
2.1.2.2 Методика испытаний золошлаковой смеси 34
2.1.2.3 Методика расчета состава мелкозернистого
золошлакобетона 34
2.2 Исследование свойств сырьевых материалов 35
2.2.1 Свойства золы-унос 35
2.2.2 Свойства золошлаковой смеси 37
2.3 Разработка составов бесцементного вяжущего на основе золы 38
2.4 Разработка состава золошлакобетона 41
3 Технологическая часть 42
3.1 Технологическая схема изготовления мелкоштучных камней 42
3.1.1 Приготовление золошлакобетонной смеси 43
3.1.2 Формование мелкоштучных стеновых камней 44
3.1.3 Тепловая обработка изделий 45
3.1.4 Контроль качества продукции 46
3.1.5 Упаковка и отгрузка готовых изделий 47
3.2 Выбор технологического оборудования 48
3.2.1 Склады сырьевых материалов 48
3.2.1.1 Склад золы 49
3.2.1.2 Склад золошлаковой смеси 51
3.2.2 Дозаторы непрерывного действия 52
3.2.2.1 Весовой дозатор золы 52
3.2.2.2 Весовой дозатор золошлаковой смеси 54
3.2.2.3 Объемный дозатор воды 56
3.2.3 Винтовой конвейер 57
3.2.4 Ленточный конвейер 60
3.2.5 Двухвальный смеситель непрерывного действия 65
3.2.6 Вибропресс 68
3.2.7 Пропарочная камера 70
3.3 Ведомость оборудования 72
4 Экология 73
5 Обеспечение безопасности при производстве 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
Быстрый рост и развитие строительной индустрии в России вызывает растущий спрос на строительные материалы, без которых не обходится ни одно современное строительное производство. А увеличение роста малоэтажного и частного строительства обуславливает повышение спроса на мелкоштучные стеновые изделия.
Решение этой актуальной проблемы предполагает разработку эффективных безотходных технологий за счет комплексного использования сырья, что одновременно приводит и к ликвидации огромного экологического ущерба, оказываемого «кладбищами» отходов. Само понятие «отходы производства и потребления» для многих материальных продуктов становится условным. Они превращаются в ценное, порой даже дефицитное сырье.
Развитие производства строительных материалов вызывает стремительное вовлечение в хозяйственный оборот все большего количества природных ресурсов, большинство из которых являются невосполнимыми. Ежегодно человечество использует приблизительно 10 млрд. т. минеральных и почти столько же органических сырьевых продуктов. Разработка большинства важнейших полезных ископаемых в мире идет быстрее, чем наращиваются их разведанные запасы. Около 70% затрат в промышленности приходится на сырье, материалы, топливо и энергию. В то же время 10 - 99% исходного сырья превращаются в отходы, сбрасываемые в атмосферу и водоемы, загрязняющие землю. В угольной промышленности, например, ежегодно образуется примерно 1,3 млрд. т. вскрышных и шахтных пород и около 80 млн. т. отходов углеобогащения. Ежегодно выход шлаков черной металлургии составляет около 80 млн. т., цветной - 2,5, зол и шлаков ТЭС - 60 - 70 млн. т., древесных отходов - около 40 млн. м3. Рациональное решение проблемы промышленных отходов зависит от ряда факторов: вещественного состава отходов, их агрегатного состояния, количества, технологических особенностей и т.д.
Использование промышленных отходов обеспечивает производство дешевого и часто уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих сырье, и повышению уровня рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий и снижению степени загрязнения окружающей среды. Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей государственного значения.
Одно из наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов - их использование в производстве строительных материалов, что позволяет до 40% удовлетворить потребности в сырье, этой важнейшей отрасли промышленности. Применение отходов промышленности позволяет на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья, экономия капитальных вложений при этом составляет 30-35%.
На основе применения отходов промышленности возможно развитие производства не только традиционных, но и новых эффективных строительных материалов. Новые материалы обладают комплексом улучшенных технических свойств и в то же время характеризуются наименьшей ресурсоемкостью как в процессе производства, так и при применении. Утилизируется лишь около 15% объема золошлаковых отходов энергетической промышленности, которые наряду с металлургическими шлаками можно отнести к наиболее значительным сырьевым ресурсам для промышленности строительных материалов.
В Красноярском крае практически неисчерпаемым источником сырьевых ресурсов для производства целого ряда строительных материалов являются отходы тепло- энергетики, образующиеся при сжигании бурых углей Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса - сухая зола- унос и золошлаковая смесь. Ценным свойством сухой золы-унос является ее гидравлическая активность, сопоставимая с активностью низкомарочного вяжущего, что предопределяет ее потенциальную пригодность для некоторых видов бетонов и растворов и изделий из них. Одним из таких видов бетонов является бесцементный и малоцементный золошлакобетон и изделия на его основе, в частности - мелкоштучные стеновые блоки. Потребность в таком стеновом материале в последнее время достаточно стабильна и постоянно увеличивается с расширением объемов малоэтажного индивидуального строительства доступного класса. С этой точки зрения были проведены исследования по изучению возможности использования золы-унос и золошлаковой смеси Красноярских ТЭЦ в технологии изготовления мелкоштучных стеновых камней (блоков), соответствующих требованиям ГОСТ 6133.
Цель: Разработать составы золошлакобетона и технологию изготовления мелкоштучных стеновых камней на основе отходов топливно¬энергетической промышленности.
Решение этой актуальной проблемы предполагает разработку эффективных безотходных технологий за счет комплексного использования сырья, что одновременно приводит и к ликвидации огромного экологического ущерба, оказываемого «кладбищами» отходов. Само понятие «отходы производства и потребления» для многих материальных продуктов становится условным. Они превращаются в ценное, порой даже дефицитное сырье.
Развитие производства строительных материалов вызывает стремительное вовлечение в хозяйственный оборот все большего количества природных ресурсов, большинство из которых являются невосполнимыми. Ежегодно человечество использует приблизительно 10 млрд. т. минеральных и почти столько же органических сырьевых продуктов. Разработка большинства важнейших полезных ископаемых в мире идет быстрее, чем наращиваются их разведанные запасы. Около 70% затрат в промышленности приходится на сырье, материалы, топливо и энергию. В то же время 10 - 99% исходного сырья превращаются в отходы, сбрасываемые в атмосферу и водоемы, загрязняющие землю. В угольной промышленности, например, ежегодно образуется примерно 1,3 млрд. т. вскрышных и шахтных пород и около 80 млн. т. отходов углеобогащения. Ежегодно выход шлаков черной металлургии составляет около 80 млн. т., цветной - 2,5, зол и шлаков ТЭС - 60 - 70 млн. т., древесных отходов - около 40 млн. м3. Рациональное решение проблемы промышленных отходов зависит от ряда факторов: вещественного состава отходов, их агрегатного состояния, количества, технологических особенностей и т.д.
Использование промышленных отходов обеспечивает производство дешевого и часто уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих сырье, и повышению уровня рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий и снижению степени загрязнения окружающей среды. Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей государственного значения.
Одно из наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов - их использование в производстве строительных материалов, что позволяет до 40% удовлетворить потребности в сырье, этой важнейшей отрасли промышленности. Применение отходов промышленности позволяет на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья, экономия капитальных вложений при этом составляет 30-35%.
На основе применения отходов промышленности возможно развитие производства не только традиционных, но и новых эффективных строительных материалов. Новые материалы обладают комплексом улучшенных технических свойств и в то же время характеризуются наименьшей ресурсоемкостью как в процессе производства, так и при применении. Утилизируется лишь около 15% объема золошлаковых отходов энергетической промышленности, которые наряду с металлургическими шлаками можно отнести к наиболее значительным сырьевым ресурсам для промышленности строительных материалов.
В Красноярском крае практически неисчерпаемым источником сырьевых ресурсов для производства целого ряда строительных материалов являются отходы тепло- энергетики, образующиеся при сжигании бурых углей Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса - сухая зола- унос и золошлаковая смесь. Ценным свойством сухой золы-унос является ее гидравлическая активность, сопоставимая с активностью низкомарочного вяжущего, что предопределяет ее потенциальную пригодность для некоторых видов бетонов и растворов и изделий из них. Одним из таких видов бетонов является бесцементный и малоцементный золошлакобетон и изделия на его основе, в частности - мелкоштучные стеновые блоки. Потребность в таком стеновом материале в последнее время достаточно стабильна и постоянно увеличивается с расширением объемов малоэтажного индивидуального строительства доступного класса. С этой точки зрения были проведены исследования по изучению возможности использования золы-унос и золошлаковой смеси Красноярских ТЭЦ в технологии изготовления мелкоштучных стеновых камней (блоков), соответствующих требованиям ГОСТ 6133.
Цель: Разработать составы золошлакобетона и технологию изготовления мелкоштучных стеновых камней на основе отходов топливно¬энергетической промышленности.
В выпускной квалификационной работе были выполнены поставленные задачи. Изучены свойства топливных отходов, поступающих с Красноярских ТЭЦ. Установлено, что наиболее высокой гидравлической активностью обладает зола ТЭЦ-2, имеющая прочность при сжатии 7,95 МПа. Золошлаковая смесь с Красноярской ТЭЦ-1 относится к мелкозернистым и может использоваться для изготовления плотного золошлакобетона. Разработан состав бесцементного вяжущего на основе зольно-кремнеземистой композиции, имеющей прочность 21,3 МПа. Разработан состав золошлакобетона на основе бесцементного вяжущего и мелкозернистой золошлаковой смеси, который имеет прочность 18,2 МПа.
В технологической части была выбрана технологическая схема производства мелкоштучных стеновых камней по вибрационной технологии. Разработана технологическая линия, включающая смесительное и формовочное оборудования, пропарочную камеру. Произведен расчет оборудования и его выбор по производительности.
Обобщены мероприятия по экологии разработанной технологии и методы для обеспечения безопасности при производстве.
Разработанная технология золошлакобетона является экономичной, так как позволяет заменить высокоэнергоемкий портландцемент на отходы производства - золу-унос ТЭЦ и отходы металлургической промышленности в виде твердого продукта - микрокремнезем.
Производство золошлакобетона на основе бесцементных композиций и золошлакового заполнителя позволит расширить номенклатуру эффективных и экономичных местных строительных материалов и решить проблему утилизации двух отраслей промышленности - металлургической и топливно-энергетической.
В технологической части была выбрана технологическая схема производства мелкоштучных стеновых камней по вибрационной технологии. Разработана технологическая линия, включающая смесительное и формовочное оборудования, пропарочную камеру. Произведен расчет оборудования и его выбор по производительности.
Обобщены мероприятия по экологии разработанной технологии и методы для обеспечения безопасности при производстве.
Разработанная технология золошлакобетона является экономичной, так как позволяет заменить высокоэнергоемкий портландцемент на отходы производства - золу-унос ТЭЦ и отходы металлургической промышленности в виде твердого продукта - микрокремнезем.
Производство золошлакобетона на основе бесцементных композиций и золошлакового заполнителя позволит расширить номенклатуру эффективных и экономичных местных строительных материалов и решить проблему утилизации двух отраслей промышленности - металлургической и топливно-энергетической.