Лесообрабатывающее производство

Разделка и обработка дерева

Заготовка древесины состоит из следующих операций: рубки и валки дерева, очистки его от сучьев и ветвей, тре­левки и складирования на промежуточных складах, отку­да деловой лес поступает для дальнейшей переработки в лесо- и пиломатериалы и в отдельные строительные дета­ли и конструкции.

Валку леса производят механическими пилами, состо­ящими из зубчатой роликовой цепи, приводимой в движе­ние от мотора. Механические пилы бывают различной кон­струкции и различной производительности. Срубленное де­рево очищают от сучьев и ветвей и в виде бревен различной толщины трелюют лебедками, тракторами и специальны­ми лесовозами. Дальнейшую транспортировку как делово­го леса, так и дров производят с помощью транспортных лесовозов, тягачей по узкоколейной и ширококолейной же­лезной дороге, а в районах рек — лесосплавом и перевоз­кой на баржах.

Свежесрублениая древесина в сыром виде в строитель­стве не применяется. Перед использованием в дело древе­сину сушат или до воздушно-сухого, если ее предполагает­ся использовать на воздухе, или до комнатно-сухого состоя­ния, если она предназначена для пребывания в помещении. В процессе сушки древесина дает усушку и в то же время становится более стойкой по отношению к различного рода разрушителям. Сушка древесины может быть естественной и искусственной. Естественная сушка проводится на воз­духе в открытых складах и под навесом. Продолжитель­ность ее составляет 15—60 суток. Она требует больших площадей и специальных транспортных устройств и по­этому является экономически невыгодной. Искусственная сушка проводится в сушилах периодического или непре­рывного действия с помощью топочных газов или нагрето­го до 40—105 °С относительно влажного воздуха, подавае­мого в сушило по определенному режиму. Отработанный воздух из сушила выводится через отсасывающие каналы. Как в камерных, так и в тоннельных сушилах лесомате­риал размещен на вагонетках так, чтобы он по возможно­сти со всех сторон хорошо омывался воздухом. Принцип работы искусственных сушил тот же, что и в других про­изводствах.

Качественно и примерно в 15 раз быстрее можно высу­шить древесину в поле токов высокой частоты. Находясь в таком поле, древесина сначала нагревается внутри, а за­тем по краям, что способствует более быстрому передви­жению влаги и удалению ее. При этом древесина не растрес­кивается.

Все разнообразие лесных материалов делят на две ос­новные группы: круглый лес и пиломатериалы.

Круглый лес представляет собой очищенную от сучьев и ветвей нижнюю часть ствола. В зависимости от диаметра верхнего отреза различают такие виды круглого леса: брев­но с диаметром отреза не менее 12 см и длиной от 4 до 9 м, в отдельных случаях даже до 18 м (бревно короче 4 м называют кряжем); подтоварник — с диаметром отреза от 8 до 11 см; жердь — от 3 до 7 см.

Материал, полученный в результате распиловки круг­лого леса, называют пиломатериалом.

Для получения гладкой или профилированной поверх­ности часть пиломатериалов подвергают строганию. Эти материалы называют строганными пиломатериалами.

Распиловку леса производят на лесопильных заводах. Бревна со склада краном подаются на распределительную площадку, откуда направляются к ленточным транспор­терам, которыми подаются к пилорам с вертикально уста­новленными пилами. Расстояние между соседними пилами в пилораме определяет толщину материала. После распи­ла пиломатериал автоматически поступает на сортировоч­ный автомат.

Изделия из древесины

Пиломатериалы получают путем продольной распилов­ки пиловочных бревен и разделяют на пластины, четвер­тины, горбыль, брусья, бруски, доски (обрезные и необрез­ные), шпалы и др. (рис. 44).

Для изготовления пиломатериалов используют чаще всего хвойные породы — сосну, ель, лиственницу, кедр и пихту.

В строительстве применяют главным образом пилома­териалы перечисленных ниже видов: пластины — половинки бревна, распиленного вдоль оси ствола; четвертины получают в результате распиловки бревна по двум взаим­но перпендикулярным диаметрам; горбыль — отход, по­лучаемый при распиловке бревен на доски или брусья; бру­сья — пиломатериалы, ширина и толщина которых более 100 мм; бруски имеют толщину менее 100 мм при соотно­шении ширины к толщине менее 2.

Доски — пиломатериалы толщиной до 100 мм при со­отношении ширины к толщине более 2. По толщине доски разделяют на тонкие — до 32 мм и толстые — толщиной более 32 мм. Тонкие доски толщиной до 32 мм включи­тельно называют еще тесом.

В зависимости от характера обработки доски и бруски бывают обрезные, у которых обе кромки пропилены на всю длину изделия или каждая кромка пропилена не менее чем на половину длины, и необрезные — с совершенно непропиленными кромками или пропиленными менее чем на по­ловину длины изделия.

Брусья бывают опиленными со всех четырех сторон (четырехкантные) и только с двух противоположных сторон.

Длина брусьев и досок установлена в пределах до 6,5 м, а для специальных целей (в мостостроении) — до 9,5 м.

Древесина, применяемая для получения пиломатериалов, должна быть без гнили, а для пиломатериалов первого и вто­рого сорта — без червоточины, гнилых и табачных сучков.

Полуфабрикаты и строительные изделия. В зависи­мости от вида обработки к этой группе материалов из дре­весины относят строганные бруски, строганные и шпунто­вые доски для настила чистых полов, паркет, фанеру, про­фильные материалы — плинтусы, галтели, перильные поручни, наличники и др.

Шпунтовые доски, в отличие от обычной обрезной дос­ки, имеют с одной стороны кромки шпунт (выемку), а с другой — гребень, входящий в шпунт соседней доски. Шпунт и гребень, с помощью которых доски плотно под­гоняют, могут иметь различную форму — прямоугольную, треугольную, трапецевидную и сегментную. Шпунтованные доски используют для настилки пола, устройства перего­родок и других работ.

25. Технология производства керамических материалов и изделий

Технологические этапы изготовления керамических изделий

Технологический цикл получения керамических изде­лий состоит из добычи и подготовки сырья, получения пластичной массы, формирования изделий, их сушки, об­жига и отделки.

Добыча глин осуществляется в карьерах. Ее осуществ­ляют обычно вблизи от керамических заводов, поэтому карьерные работы можно считать частью производствен­ного цикла керамики.

Методы добычи глин определяются мощностью пласта и характером его залегания.

Недопустимо поступление в производство мерзлой гли­ны, так как это приводит к повышению брака. Это вызы­вает необходимость утепления карьеров. Однако экономи­чески более выгодно годовой запас глины обеспечивать в теплый период. Вылеживание замоченной глины и ее вы­мораживание в течение года способствует разрушению при­родной структуры глины, она дисперсируется на элемен­тарные частицы, что обусловливает повышение формовоч­ных свойств.

В зависимости от свойств исходного сырья и вида изго­тавливаемой продукции подготовку глиняной массы осуще­ствляют полусухим, пластическим и шликерным методами.

По первому способу сырьевые материалы после предва­рительного дробления на вальцах сушат до остаточной влажности 6-8%, затем измельчают, просеивают, увлаж­няют (до влажности 8—10%) и перемешивают.

При пластическом способе сырье дробят, тонко измель­чают и увлажняют до получения однородной пластичной массы влажностью 18—22%.

По шликерному способу высушенные сырьевые мате­риалы измельчают в порошок и смешивают с водой до по­лучения сметаноподобной однородной массы — шликера. Его используют для формования изделий методом литья.

Полусухой способ подготовки массы позволяет сокра­тить энергетические затраты и время на сушку (или вовсе ликвидировать этот этап). Однако при этом возрастают усилия прессования и пылевые выбросы. Данный метод ре­ализуется преимущественно для плоских изделий простой формы (плитки для облицовки и полов).

Пластический метод позволяет получать изделия более сложной формы, чем первый. Он обеспечивает меньшие уси­лия прессования, чем при полусухом. Обязательным этапом в этом случае является сушка изделий перед спеканием. Этим методом изготавливается кирпич, черепица, трубы.

Шликерный способ позволяет получать изделия прак­тически любой формы. Но при этом методе требуется дли­тельный этап сушки, при котором имеют место большие объемные изменения, которые часто приводят к нежела­тельным деформациям. Этот способ из перечисленных наи­более длителен и энергоемок. Им производятся санитарно-технические изделия, декоративная керамика и др.

Сушка — ответственный этап технологии. В процессе сушки из формовки удаляется свободная влага. Изделие при этом дает усадку, называемую воздушной. Важно обес­печить такие условия, при которых скорость продвиже­ния влаги от внутренних слоев к наружным не слишком разнилась бы со скоростью удаления влаги с поверхности. В противном случае наружные слои будут высыхать на­много быстрее. В них будут появляться напряжения, спо­собные привести к трещинообразованию. Поэтому процесс сушки идет либо при комнатных температурах, либо при слабом нагреве и носит длительный характер.

Обжиг — главная часть технологического процесса. Сум­марные затраты на обжиг достигают 35—40% себестоимости товарной продукции. При обжиге происходят химические и физические процессы, изменяющие состав и свойства мате­риала (происходит формирование структуры). Максималь­ная температура спекания керамики достигает 1400 °С

При обжиге происходит сближение частиц массы и стя­гивание их за счет образования жидкой фазы. Это приво­дит к появлению усадки, называемой огневой. Этот про­цесс при сильной интенсивности может сопровождаться рас­трескиванием. Поэтому нагрев и охлаждение при спекании проводят плавно, в соответствии с подобранным графиком.

Для спекания применяют различные нагревательные агрегаты. Наибольшее распространение получили туннель­ные, поскольку они легче автоматизируются и обеспечива­ют более эффективное использование тепловой энергии.

26. Технология производства стеклянных изделий

Физико-химические основы получения изделий из стекольных расплавов

Для удовлетворения потребности отраслей народного хозяйства разработаны сотни видов стекол различных составов. Как правило, современные промышленные стекла содержат не менее пяти компонентов, а специальные тех­нические — более десяти.

Изменение химического состава стекольного расплава позволяет эффективно регулировать прочностные, тепло-физические, диэлектрические, химические и другие свой­ства стекла. Так, повышение химической стойкости и ме­ханической прочности достигается за счет увеличения в составе стекла Si0₂, Аl₂0₃ и СаО; замена части Si0₂ на РbО придает стеклу повышенный блеск; введение в состав фто­ридов позволяет получить глушенное стекло и т, д.

Разнообразие свойств стекол обусловливает и разнооб­разие используемого сырья. Все сырьевые материалы, при­меняемые для варки стекла, делят на главные и вспомога­тельные. Первые вводят в состав шихты необходимые для данного стекла основные и кислотные оксиды, вторые при­дают стекломассе специфические свойства, облегчают ее варку и выработку.

Главные стеклообразующие оксиды вводят в состав ших­ты со следующими видами сырья: Si0₂ с кварцевыми песка­ми или песчаниками; СаО и MgO — с известняками и доло­митами; Аl₂0₃ — с пигментом или полевым шпатом; Na₂0 — с содой; Са₂0 — с паташом; В₂0₃ — с буром; РbО — с сури­ком и т. д. Основное требование, предъявляемое ко всем видам сырья, — чистота и однородность по составу. Особен­но жесткие требования предъявляют к чистоте кремнезем-содержащего сырья, составляющего до 70% шихты.

К вспомогательным материалам относятся вещества, создающие восстановительную или окислительную среду в стекольной шихте и печной атмосфере, ускоряющей про­цессы стеклообразования и обесцвечивания стекломассы, и красители. В качестве восстановителя применяют ант­рацит и кокс, окислителей — нитраты натрия или калия, оксиды мышьяка и сурьмы. Ускоряют процесс стеклооб­разования добавкой сульфата натрия, кремнефтористого и фтористого натрия.

Красителями стекла являются соединения металлов, растворимые в стекломассе или образующие в ней взвешен­ные микрочастицы металлов и их соединений.

Обязательным компонентом шихты является стеколь­ный бой. Стекольную шихту готовят путем дозирования по заданному рецепту сырьевых материалов и тщательно­го их перемешивания. Смешение шихты производят в сме­сителях периодического действия: тарельчатых, барабан­ных, а также конусных.

Важнейшими стадиями процесса варки стекла являют­ся силикатообразование, осветление, гомогенизация и студка стекломассы. Сущность каждой стадии сводится к сле­дующему.

На первой стадии силикатообразования по мере на­гревания шихты из нее испаряется влага, обезвоживают­ся гидраты, термически разлагаются некоторые соли (на­пример, нитраты). При 300-400 °С в шихте начинается взаимодействие карбонатов и сульфатов с образованием двойных солей и легкоплавких эвтектик. При дальней­шем повышении температуры в реакции вступают песок и глиноземные материалы с образованием различных си­ликатов. Одновременно вследствие плавления некоторых солей и эвтектик в шихте появляется расплав, интенси­фицирующий взаимодействие компонентов. Уже при тем­пературе порядка 800 ⁰С взаимодействие компонентов шихты заканчивается, выделение газов прекращается. За счет жидкой фазы, образующейся при плавлении соды и эвтектических примесей, происходит спекание шихты. Однако значительная часть кремнезема (до 25%) остает­ся в свободном состоянии. Для обычных натриево-кальциевых стекол стадия силикатообразования завершается при 800-900 ⁰С.

На второй стадии стеклообразования при повышен­ных температурах происходит плавлении массы, избыточ­ные зерна кварца и возникшие ранее силикаты растворя­ются в расплаве. К концу второй стадии при температуре 1100—1200 °С шихта представлена прозрачной, но неодно­родной но составу стекломассой, пронизанной множеством газовых пузырей.

На стадии осветления происходит удаление газов из расплава; крупные пузыри поднимаются на поверхность и лопаются, а мелкие растворяются в расплаве. Для обычных стекол осветление заканчивается при температуре 1400-1500 °С.

Структура стекломассы в процессе варки очень неодно­родна. Для выравнивания ее химического состава, ликви­дации свили и гетерогенных слоев стекломасса проходит стадию гомогенизации. В печах периодического действия она осуществляется перемешиванием стекломассы, в печах непрерывного действия — длительным выдерживанием ее в зоне высоких температур, а также бурлением стекломас­сы сжатым воздухом. Процессу гомогенизации способству­ет также перемешивание массы газовыми пузырями в про­цессе осветления. Осветление и гомогенизация — самые дли­тельные стадии варки стекла.

Завершающая стадия процесса стекловарения — студка — заключается в повышении вязкости стекломассы до пределов, допускающих формирование изделий, за счет снижения температуры до 1000—1200 °С.

Для промышленных стекол, вырабатываемых механи­ческими способами, стекломассу получают в непрерывно действующих стекловаренных ванных печах, а для неко­торых специальных видов стекол — в печах периодичес­кого действия (горшковых или ванных).

Материалы и изделия из стекольных расплавов

Наибольшее распространение получили материалы и изделия из стекольных и расплавленных масс. Эти мате­риалы в виде стекла со всеми его разновидностями, а так­же в виде стеклянных изделий нашли широкое примене­ние в строительстве, архитектуре, санитарной технике, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Стекло — материал, обладающий комплексом разно­образных, не присущих другим видам строительных материалов свойств, характерными из которых можно считать светопропускание и хрупкость. Свойства стекла зависят от многих факторов: состава, режима теплообработки, состояния поверхности, размеров образца и дру­гих.

27. Технология производства асбестоцементных изделий

Листы асбестоцементные. плоские применяют для про­изводства стеновых панелей, плит покрытий, сантехкабин, перегородок, устройства транспортных галерей, вентиля­ционных шахт, подвесных потолков, для внутренней и наружной облицовки жилых и общественных зданий. Листы прессованные и непрессованные могут выпускаться неокра­шенными и окрашенными эмалями, на белом и цветных цементах, гладкими и тиснеными, а в зависимости от на­значения — обрезными и необрезными.

Изделия асбестоцементные стеновые выпускают для наружной и внутренней облицовки стен, как стеновые па­нели и перегородки. Для наружной облицовки стен применяют серые и цветные тисненые изделия, цветные прессованные плитки; для внутренней облицовки исполь­зуют листы, в которых лицевая сторона окрашена водо­непроницаемыми цветными эмалями и лаками.

Трубы асбестоцементные производят напорные, без­напорные и вентиляционные; применяют для сетей водо­провода и теплофикации, нефте- и газопровода.

Короба асбестоцементные прямоугольного сечения пред­назначены для устройства вентиляции воздуха производ­ственных, вспомогательных и бытовых помещений, про­мышленных, жилых и гражданских зданий.

Доски асбестоцементные электротехнические дугостойкие (АЦЭИД) служат для изготовления деталей, пане­лей, щитов и оснований электрических аппаратов и ма­шин, подвергающихся действию высоких температур и электрического разряда.

Из асбестоцемента производят специальные асбестоце­ментные изделия. К ним относятся крупногабаритные фи­гурные листы, применяемые для сводчатых покрытий, гра­дирен, зерносушилок и пр.

Производство асбестоцементных изделий

В настоящее время существует три способа производ­ства асбестоцементных изделий: мокрый способ — из асбестоцементной суспензии, полусухой — из асбестоцементной массы, сухой — из сухой асбестоцемент ной смеси. Наи­более широкое распространение получил мокрый способ. Два других применяют только в опытных установках.

Технологическая схема производства асбестоцементных изделий мокрым способом состоит из следующих основных процессов: складирование и хранение основных материа­лов, составление смески асбеста из нескольких сортов и марок, распушка смески асбеста, приготовление асбестоцементной массы, силосование (складирование) асбестоцементной массы, формование асбестоцементных изделий (об­лицовочные листы и кровельные плитки дополнительно прессуются), предварительное твердение отформованных изделий, механическая обработка изделий, твердение из­делий, складирование.

Для изготовления изделий устанавливают состав смес­ки асбеста.

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 больше распространение получает валковая машина. В отличие от бегунов эта машина выпускает высококачественный обмя­тый асбест непрерывным потоком.

Формование является наиболее важным процессом в производстве асбестоцементных изделий. Формуют изделия на листоформовочных и трубоформовочных машинах. Ли-стоформовочная машина состоит из металлической ванны, в которую непрерывно по желобу подается жидкая асбестоцементная масса. В ванну помещен полый каркасный ба­рабан (сетчатый цилиндр), обтянутый металлической сет­кой. Асбестоцементная масса тонким слоем осаждается на поверхности металлической сетки барабана, частично на ней обезвоживается за счет фильтрации воды сквозь сетку и при вращении снимается с барабана, равномерно разме­щаясь на движущейся ленте. Асбестоцементная масса, пе­ремещаясь на ленте, проходит через вакуум-коробку, где обезвоживается, затем переходит на вращающийся формат­ный барабан, навивается на него концентрическими слоя­ми и уплотняется.

При изготовлении листовых асбестоцементных изделий навитую на форматный барабан массу определенной тол­щины разрезают и снимают с барабана. Полученные лис­ты разрезают на листы установленного размера и подают в пропарочные камеры. Листы, предназначенные для волнировки, после снятия с форматного барабана разрезают на форматы и укладывают в формы на волнистые метал­лические прокладки.

Твердение асбестоцементных листовых изделий, изго­товленных на портландцементе, происходит в две стадии. Первая — предварительное твердение в пропарочных ка­мерах периодического действия (ямных или туннельных) при температуре 50—60 °С в течение 12—16 часов. После пропаривания листовые изделия освобождают от металли­ческих прокладок и подвергают механической обработке (обрезке кромок, пробивке отверстий и т. п.). Окончатель­но отформованные листы направляют в утепленный склад, где происходит вторая стадия твердения в течение не ме­нее семи суток. Асбестоцементные изделия, изготовленные на песчанистом портландцементе, после формования на­правляют в автоклавы для запарки при температуре 172—174 °С и рабочем давлении 0,8 МПа. По достижении необ­ходимой прочности изделие подвергают механической обработке.

При изготовлении асбестоцементных труб технологический процесс распушки асбеста и приготовления асбестоцементной массы аналогичен процессу производства лис­товых материалов.

Асбестоцементные трубы подвергают механической об­работке: у всех труб обрезают концы, а у водопроводных — обтачивают; часть труб разрезают на кольца, из которых вытачивают муфты для соединения водосточных, канали­зационных и дымоходных труб.

28. Технология производства цемента

Цемент не является природным материалом. Его изготовление - процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента. Производство цемента включает две ступени: первая - получение клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с добавлением к нему гипса или других добавок. Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости цемента. В цементной промышленности используют три способа производства, в основе которых лежат различные технологические приемы подготовки сырьевого материала: мокрый, сухой и комбинированный. Мокрый способ производства используют при изготовлении цемента из мела (карбонатный компонент), глины (силикатный компонент) и железосодержащих добавок (конверторный шлам, железистый продукт, пиритные огарки). Влажность глины при этом не должна превышать 20%, а влажность мела - 29%. Мокрым этот способ назван потому, что измельчение сырьевой смеси производится в водной среде, на выходе получается шихта в виде водной суспензии - шлама влажностью 30 - 50%. Далее шлам поступает в печь для обжига, диаметр которой достигает 7 м, а длина - 200 м и более. При обжиге из сырья выделяются углекислоты. После этого шарики-клинкеры, которые образуются на выходе из печи, растирают в тонкий порошок, который и является цементом. Сухой способ заключается в том, что сырьевые материалы перед помолом или в его процессе высушиваются. И сырьевая шихта выходит в виде тонкоизмельченного сухого порошка. Комбинированный способ, как уже следует из названия, предполагает использование и сухого и мокрого способа. Комбинированный способ имеет две разновидности. Первая предполагает, что сырьевую смесь готовят по мокрому способу в виде шлама, потом её обезвоживают на фильтрах до влажности 16 - 18% и отправляют в печи для обжига в виде полусухой массы. Второй вариант приготовления является прямо противоположным первому: сначала используют сухой способ для изготовления сырьевой смеси, а затем, добавляя 10 -14% воды, гранулируют, размер гранул составляет 10 - 15 мм и подают на обжиг.

29. Технология производства строительных растворов

На промышленных предприятиях используются современные технологии производства строительных растворов. Различных технологий достаточно много, но основные операции у всех технологий следующие: подготовка материала, просеивание песка, при необходимости происходит дополнительный помол, дозировка всех материалов, перемешивание компонентов в стационарных или передвижных бетономешалках. Время перемешивания зависит от состава, но в основном это длиться около 1 – 1.5 минут, при содержании в растворе высоко дисперсионных добавок это время увеличивается до 3 – 4 минут. Транспортировка раствора до места применения осуществляется при помощи специальных самосвалов и автоцистерн. Допускается изготовление в стенах завода сухой смеси, а во время транспортировки происходит объединение раствора с водой, где в мешалках, которые расположены на кузове автомашины, происходит свободное перемешивание.

Перед началом транспортировки и укладки раствора, определяют его качество и характеристики, а также удобоукладываемость на пористую поверхность, нерасслаиваемость, вязкость и другие заданные свойства.

Способность раствора равномерно укладываться на пористое основание тонким слоем называют – удобоукладываемость. Если раствор обладает таким свойством, то он способен полностью заполнить все образовавшиеся на поверхности неровности и сцепить сплошным слоем раствор с основанием. При недостаточной удобоукладываемости, раствор ложиться неравномерно, и сцепляется с поверхностью только на нескольких участках основания. Также слой становиться неодинаковой толщины и плотности. С этим связанны его характеристики по вязкости. От вязкости зависит перемещение растворной смеси по поверхности или перемещение до места укладки по шлангам. Трубам и специальным лоткам.

Очень важно не только равномерно распределить смесь, но и защитить слой от быстрого забора из раствора воды капиллярами панелей и кладки. Для этого в раствор добавляют специальные материалы, которые отвечают за водоудержание в растворе. Количество этих добавок определяется заранее, путем охарактеризации основания, на которое будет ложиться раствор.

Качество отвердевшего раствора определяют по прочности, долговечности и деформации. В кирпичной кладке раствор испытывают не только на напряжение при сжатии, но и на изгиб в срезе. Для повышения герметичности стыков в панельных зданиях, основную роль играют добавки повышающие водонепроницаемость и прочность сцепления с бетонными конструкциями.

Контроль качества производиться путем систематических проверок материалов, точность дозировки, перемешивание смеси. Удобоукладываемость полученной смеси. Не последней характеристикой в качестве раствора считается его морозоустойчивость. На эти качества влияет разновидность вещества, качество песка, условия затвердения, пористость основания.

30. Технология изготовления железобетонных изделий

Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в целое затвердевший бетон и стальная арматура. Бетон при затвердении прочно сцепляется со сталью, и под действием внешних сил оба материала работают совместно. Он защищает стальную арматуру от коррозии, хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но хрупок и слабо противодействует растягивающим напряжениям: его прочность при растяжении примерно в 10–15 раз меньше прочности при сжатии. Сталь же, обладая очень высоким пределом прочности при растяжении, способна воспринимать растягивающие напряжения, возникающие в железобетонном элементе.

Технология изготовления железобетонных изделий включает следующие основные операции: 1)подготовка форм; 2)приготовление бетонной смеси; 3)изготовление арматурных каркасов; 4)армирование изделий; 5)формование; 6)тепло-влажная обработка; 7)отделка поверхностей; 8)складирование.

Прутковую или проволочную арматурную сталь очищают на специальных станках от окалины и ржавчины, выпрямляют и режут на стержни заданной длины. Затем на гибочных станках придают нужную форму. При помощи сварки арматурные стержни соединяют в арматурные сетки и каркасы, которые транспортируют в формовочный цех и укладывают в заранее подготовленные формы. В подготовленную форму с уложенным арматурным каркасом бетоноукладчиком подается бетонная смесь, разравнивается и трамбуется, или прессуется.

Отформованные изделия подвергаются тепло-влажной обработке в пропарочных камерах.

Отделка поверхностей в заводских условиях закл-ся в придании изделиям заданных проектом архитектурно-эстетических качеств. Фасадные поверхности изделий отделываются цветными бетонами и растворами, их облицовывают керамическими плитками, на них наносят фактурный слой бетона или раствора с добавлением мраморной крошки, боя стекла, антрацита и других декоративных заполнителей.

31. Технология производства чугуна

Исходные материалы для выплавки чугуна

Сплавы черные металлов, как было сказано, представ­ляют сплавы железа с углеродом; кроме того, они содержат примеси — кремний, марганец, фосфор, серу и неко­торые другие.

Химически чистое железо в промышленности практи­чески не применяется, поскольку механические свойства его невысоки.

Элементом, оказывающим главное влияние на свойства черных металлов, является углерод, и в зависимости от содержания его черные металлы делят на сталь и чугун.

Сталью называют железоуглеродистый сплав с содержа­нием углерода до 2,14%. Чугуном является железоуглероди­стый сплав, содержащий углерода от 2,14% до 6,67%. Сталь обладает значительно более высокими механическими свой­ствами (прочностью, твердостью, пластичностью и др.) по сравнению с чугуном. Основное назначение чугуна — слу­жить сырьем для получения стали.

Исходным сырьем для производства чугуна являются железные руды, топливо и флюсы. Агрегатом для выплав­ки чугуна служит доменная печь.

Рассчитанное в определенном соотношении количество загружаемых в доменную печь исходных материалов назы­вается шихтой.

Железной рудой является горная порода, содержащая те или иные соединения железа, а также примеси соедине­ний других элементов, являющихся пустой породой.

В настоящее время для получения чугуна употребляют следующие руды.

Магнитный железняк (Fe₃0₄) — минерал черного цве­та, обладает магнитными свойствами; содержание в нем железа доходит до 72%.

Бурый железняк (2Fe₂0₃3H₂0) — минерал желто-буро­го цвета; содержание железа колеблется от 35% до 50%.

Красный железняк (Fe₂0₃) — минерал красного цвета, содержит до 60% железа.

Шпатовый железняк (FeC0₃) — минерал серого цвета, содержит 30-42% железа.

Топливо, употребляемое для доменного процесса, долж­но иметь высокую теплотворную способность и малую золь­ность, обладать пористостью, прочностью при высоких температурах, а также содержать как можно меньше серы, которая частично переходит из топлива в чугун и ухудша­ет его свойства.

В качестве топлива при доменном производстве исполь­зуется каменноугольный кокс. Для интенсификации вып­лавки чугуна применяют природный газ и кислород.

Для отделения пустой породы и золы в доменную печь вводят вещества, называемые флюсами; эти вещества при сплавлении с пустой породой и золой топлива образуют легкоплавкие химические соединения, образующие шлак.

Для выплавки чугуна руду подвергают предваритель­ной подготовке — обогащению. Качество подготовки руды оказывает большое влияние на ход плавки, расход топли­ва и качество получаемого чугуна.

Подготовка руды включает операции дробления, сор­тировки, обогащения и, если необходимо, обжига.

Дробление — измельчение крупных кусков руды — производится специальными машинами — дробилками, при этом получают куски размером 20-100 мм. Мелочь отсеивается и идет на агломерацию (спекание).

Магнитное обогащение основано на действии магнит­ного поля на составляющие руды, обладающие магнитны­ми свойствами. Оно осуществляется в агрегатах, называе­мых магнитными сепараторами.

Агломерация производится с целью использования мел­кой порошкообразной руды и колошниковой пыли; для спе­кания эти вещества смешивают с измельченным коксом.

Спекание осуществляют на специальных агломераци­онных ленточных машинах, где топливо, сгорая, образует пористые спеченные куски, называемые агломератом.

Прогрессивным способом обогащения руд является бо­лее эффективный процесс подготовки руды — окомкование. Сущность процесса состоит в окатывании измельчен­ных частиц шихты и последующем обжиге окатышей.

Устройство доменной печи

Современная доменная печь представляет собой шахт­ную (вертикальную) печь общей высотой до 70 м и диамет­ром до 14 м.

Внутри доменная печь выкладывается (футеруется) ог­неупорным кирпичом. Снаружи печь для прочности имеет стальной кожух. Части доменной печи следующие (рис. 1): засыпной аппарат, колошник, шахта, распар, заплечники и горн.

Засыпной аппарат служит для накопления и подачи шихты через колошник. Вверху колошника имеется газо­отвод для выхода доменного (колошникового) газа. Шахта имеет форму усеченного конуса, расширяющегося книзу. Такая форма шахты способствует свободному опусканию шихты при плавке. Заплечники имеют форму усеченного конуса, расширяющегося кверху, поэтому они удержива­ют всю твердую шихту, находящуюся в распаре и шахте.

Нижняя часть доменной печи — горн — имеет цилин­дрическую форму. В верхней части горна по окружности расположены фурмы для подачи в печь подогретого возду­ха, природного газа и кислорода. Нижняя часть горна, в которой собираются жидкий чугун и шлак, называют лешадью. В горне имеется два отверстия — летки — для вы­пуска чугуна и шлака. Чугунная летка располагается в нижней части горна, а шлаковая — в верхней.

Подогрев воздуха осуществляется для увеличения про­изводительности печи и уменьшения расхода топлива. На­грев производят в специальных нагревательных аппара­тах — воздухонагревателях.

Воздухонагреватель представляет собой башню диа­метром порядка 10 м, высотой до 50 м. Корпус воздухо­нагревателя выполнен из листовой стали, внутри футеро­ван огнеупорным кирпичом. В шахте воздухонагревателя сгорает доменный газ. Остальное пространство воздухонаг­ревателя заполнено насадкой (кирпичной кладкой с про­ходами для газов), аккумулирующих тепло от продуктов горения доменного газа.

Атмосферный воздух направляется к воздухонагрева­телю, где проходит через горячую насадку, нагревается до 1000-1200 °С и затем направляется к фурмам доменной печи.

Поиск по сайту: