Файл: Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 1
Рис. 12. Схема дробильно-сортировочного |
завода |
для получения щебня: |
||||||||
1 — камень; |
2 — щековая |
дробилка; |
3 — транспортер; |
4 — грохот; |
5 — транспортер |
|||||
обратной подачи крупных |
кусков |
камня; 6 — конусная |
дробилка; |
7 — сортировочный |
||||||
барабанный |
грохот; |
8 — бункеры |
сортированного |
щебня; |
£>— транспортер обратной |
|||||
подачи в дробилку |
крупного щебня; |
10— щекопая |
дробилка |
вторичного дробления; |
||||||
U — открытые склады фракционного |
щебня; 12 — экскаватор |
для |
погрузки щебня. |
Схема дробильно-сортировочного завода показана на рис. 12. Для дробления камня на щебень применяют щековые и конус
ные дробилки, роторные, ударного действия и др.
Сортируют щебень по фракциям на вращающихся сортировочныхгрохотах или на вибрационных (наклонных) ситах. Сортировочный вращающийся грохот может служить и моечным приспособ лением. Грохот состоит из секций с разными размерами отвер стий. Секции с отверстиями располагают таким образом, что вна чале выпадает щебень мелкой фракции, а по мере продвижения к выходному отверстию выпадает более крупный щебень. Отсор тированный материал попадает в раздаточные бункеры. Для изго товления щебня применяют также передвижные установки различ ной мощности.
Учитывая широкое развитие в СССР производства тонкостен ных прокатных, кассетных и армоцементных элементов, требующих качественного заполнителя мелких фракций, предусматривается увеличение производства мелких фракций материала.
До настоящего времени в бетонах применяли щебень кристал лических пород и гравий в основном без качественного их разделе ния. Однако прочность бетона во многом зависит от прочности щебня или гравия и их качественной однородности. Между тем в массе щебня могут быть, наряду с зернами высокой прочности, слабые зерна, характеризующиеся прежде всего пониженной объемной массой.
Качественно щебень и гравий можно разделить в специальных механических классификаторах, принцип действия которых основан на различных свойствах упругости и трения материалов, делением их по плотности в тяжелых суспензиях, в токе воздуха и др.
В качестве тяжелых суспензий применяют взвеси минералов ферросилиция или магнезита в воде. При плотности гравия (2,4-ь -г-2,6)І03 кг/м3 употребляют магнезит в смеси с ферросилицием, более 2,8 ■ІО3 кг'/м3— только ферросилиций.
Наряду с развитием производства щебня из кристаллических пород большое значение приобретает добыча и изготовление из вестнякового щебня. Известковые щебни по сравнению с кристал лическими имеют меньшую объемную массу (1 м3 известкового щебня имеет массу меньше гранитного на 150—260 кг)., меньшую теплопроводность, лучшую стойкость при кратковременном нагре ве до температуры 800° С, меньше затрачивается энергии на их дробление. При дроблении известняков на щебень можно попутно получить известковые пески и муку. Известковая мука может применяться в качестве наполнителя к извести и цементу и как удобрение для кислых почв.
Изготовление бута. Постелистый бут добывают с помощью бурильных, ударных механизмов и клиньев.
Рваный бут, используемый для бутовой кладки, бутобетона, бетона (в виде щебня), а также для дорог и гидротехнических сооружений добывают главным образом взрывным спо собом.
Добыча и обработка мягких пород. Мягкие породы (туфы, ра кушечники, опоки) разрабатывают открытым и реже закрытым спо собами. Породу режут на камни заданных размеров специальны ми камнерезными машинами (комбайнами). С помощью комбай нов (рис. 13) пласты породы разрезают перпендикулярно к забою (вдоль длинной стороны камня), подрезают камень снизу парал лельно забою (по ширине камня), отрезают камень сверху парал лельно забою (по толщине камня) и отделяют его от массива.
Существуют также специальные машины, изготовляющие круп ные блоки, которые дополнительными циркулярными машинами могут быть разрезаны на плиты.
Добыча и обработка каменных изделий из твердых горных пород. Для изготовления штучных каменных изделий из твердых пород необходимо отделить от массива блок крупных размеров; обработать поверхность блока; разделить блок на отдельные изде лия и плиты; придать поверхности изделия или плиты необходимую форму и фактуру.
Блоки от массива отделяют путем бурения в породе отверстий с последующим отрывом блока при помощи металлических клинь ев. В настоящее время применяют высокопроизводительные мето ды бурения, резки и обработки прочных каменных пород реактив но-струйными приспособлениями. Принцип работы этих приборов основан на разрушении пород под действием высокотемпературной (свыше 2500° С) газовой струи, выбрасываемой со сверхзвуковой (около 2000 м/сек) скоростью из сопла камеры сгорания керосина в кислороде (рис. 14).
Поверхности штучных изделий из твердых пород можно при дать бугристую, тесаную, пиленую, шлифованную или полирован
Рис. 13. Камнерезная машина для вырезки крупных камней из мяг кой породы:
1 _ пила вертикальной продольной резки; 2 — пила горизонтальной подрезки камня.
ную фактуры. Бугристая поверхность может быть в виде «скалы» или «шубы»; тесаная поверхность представлена Гребешковой, риф леной, бороздчатой, ленточной, точечной или другими фактурами.
Распиливают блок-камни на плиты рамными пилами со сталь ными полосами, дисковыми пила ми со вставными зубьями из твер дых сплавов, вставок из искус ственных алмазов.
Рамные и дисковые распило вочные станки изготовляют с дву мя и более режущими элемента ми. При работе пил с дисками из обычной стали наместо распила подается сыпучий абразивный ма териал и вода. Для обрезки и распиловки каменных плит при меняют специальные дисковые станки.
В зависимости от твердости камня в качестве абразивного ма териала для распиловки и шли фовки применяют квйрц, корунд,
Г азо с т р у й н а я о б р а б о тк а карборунд, стальмассу, чугунную дробь и др.
Для придания камню бугристой, рифленой, точечной и других фактур применяют автоматизированные установки, пневмати ческие, электрические и ручные инструменты.
Поверхность каменных плит, предназначенных для облицовки, шлифуют и полируют на специальных станках, а также перенос ными шлифовальными аппаратами.
После шлифовки поверхность камня становится матовой. Чтобы сделать ее блестящей, полируют полировочными порошками, дис ками, покрытыми фетром, сукном, кожей, фланелью. Поверхность камня во время полировки смачивают, подсыпая одновременно тон кий абразивный порошок. Полировочными порошками служат так называемый русский порошок (раствор олова в азотной кислоте), оловянная зола, зеленый крокус (окись хрома), красный крокус (окись железа), мелкий иаждак, костяная зола, трепел, порошок пемзы, бентонитовая глина, опилки свинца, смешанные с абразив ным порошком, и др.
Если на поверхности плиты после шлифовки остаются раковины или трещины, то перед полировкой их заделывают цветной масти кой, подобранной под тон камня. В состав мастик входят смолы (канифоль, шеллак, карбинольный клей), наполнители (порошок обрабатываемой породы, цинковые белила) и различные мине ральные пигменты.
Для склейки применяют карбинольный клей, эпоксидную смолу
и др.
Для обработки лекальных поверхностей и вырезывания на камне узоров применяют фрезерные стационарные или пере движные станки со сменными инструментами различного на значения.
Рельефные изображения на каменных изделиях можно выпол нять с помощью пескоструйных аппаратов, работающих на песке или других абразивных материалах, подаваемых под давлением 5— 7 атм. Для этого на шлифованную или полированную поверх ность камня перед обработкой накладывают металлический шаб лон с заданным рисунком.
§ 14. Защита каменных материалов от разрушения и загрязнения
В процессе эксплуатации природные каменные материалы подвер гаются вредному воздействию атмосферных осадков, газов и пыли, находящихся в воздухе. Вредное влияние на них оказывают также переменное увлажнение и высыхание, действие на увлажненные материалы отрицательных температур. Приведенные факторы со кращают сроки службы строительных материалов. Ухудшаются при этом также их декоративные качества. Особенно быстро ухуд шаются свойства пористых белых каменных материалов, приме няемых для наружной облицовки (пильных известняков, ракушеч ников, опок).
Многие пористые материалы вследствие большого водопоглощения ограниченно применяются в строительстве. Поэтому защи та пористых строительных материалов от атмосферных влияний является важной задачей.
Причинами ухудшения свойств каменных конструкций могут быть физическое и химическое выветривание, биологическое раз рушение, загрязнение.
Причиной физического выветривания может служить вода, про никающая в трещины и поры камней, замерзающая и постепенно разрушающая камень, а также частое нагревание и охлаждение камня летом. Особенно быстро разрушаются от этих причин пор фировидные и крупнозернистые породы.
Некоторые вещества в породах (натрий, кальций, железо) рас^ творяются дождевой водой и уносятся из камня. Сернистые газы, находящиеся в воздухе, разрушают поверхность известняков и мраморов.
Мхи, лишайники, часто гнездящиеся в расщелинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют орга нические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.
Защита строительных материалов от коррозии прежде всего связана с их защитой от возможного проникновения воды кон структивными или химическими способами. К конструктивным способам относят применение камней с полированной поверхно стью, а также предохранение поверхности камня от скопления на ней дождевых и снеговых вод.
Способы химического уплотнения заключаются в том, что по верхность пористого камня пропитывают водным раствором веще ства, вступающего в химическое взаимодействие с минералом камня. При этом растворимое вещество становится нераствори мым. Для этой цели применяют соли кремнефтористоводородной кислоты (флюатирование). Взаимодействие их с минералами, об разующими каменные известковые породы, можно выразить таким уравнением:
2СаСО:1+ MgSiF0 = 2CaF2 -f MgF2 + Si02 + 2C02.
В результате реакции в порах камня и на его поверхности
выделяются нерастворимые вещества, состоящие |
из CaF2, MgF2 |
и Si02, значительно повышающие прочность и |
морозостойкость |
камня, а также устойчивость его по отношению к воздействию химических факторов.
Водопоглощение камня, обработанного химическим способом, понижается. Кроме флюата магниевой соли, применяют также алюминиевый флюат, придающий камню матово-белый цвет.
Для обработки пород с крупными порами на поверхности или с низким содержанием СаСОз прибегают к предварительному про питыванию (аванфлюатированию) поверхности камня раствором
хлористого кальция, а после высушивания — раствором соды. При этом происходит реакция образования карбоната кальция:
СаС12 + Na2C03 = СаС03 + 2NaCl.
Перед флюатпрованием поверхность камня можно насытить из вестковой водой или молоком.
Реакция между гидратом окиси кальция и флюатом даст реакцию, аналогичную приведенной ранее:
2Са(ОН)2 + MgSiF„ = MgFa + 2CaF2 + Si02 + 2НгО.
Чтобы предотвратить выветривание облицовочных материалов, некоторые породы можно пропитать последовательно жидким стек лом и хлористым кальцием. В результате взаимодействия жидкого стекла и хлористого кальция в порах камня образуются нераство римые соединения силиката кальция и кремнекислоты, заполняю щие поры на поверхности.
Долговечность пористых камней повышается также при про питывании их минеральными маслами, горячей олифой, лаками. Однако поверхность материалов теряет свой цвет.
Уплотнить поверхность камня можно также последовательной пропиткой спиртовым раствором калийного мыла и уксуснокисло го глинозема. В порах камня в этом случае отлагается глинозем ная соль жирной кислоты, входящей в состав мыла.
В последнее время для уплотнения поверхности камня при меняют кремнийорганические соединения, в водных и летучих рас творителях обладающие гидрофобными свойствами: полиэтилгидросилоксановую жидкость ГКЖ-94, метилсиликонат натрия ГКЖ-11, этилсиликонат натрия ГКЖ-Ю и др.
Ill__________________________________
ПОПУТНЫЕ ПРОДУКТЫ топливной
ИТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
§15. Горелые породы
помимо природного минерального и органического сырья и син кретических продуктов имеется огромное количество так называе мых отходов — попутных продуктов промышленных предприятий. Эти продукты рассматриваются в соответствующих разделах кур са (например, отходы асбестообогатительных фабрик, горноруд ной промышленности — в разд. II, отходы металлургической и
металлообрабатывающей промышленности — в разд. V, лесной и сельскохозяйственной промышленности — в разд. XV и др.).
Особое место занимают попутные продукты, получаемые при подземном сгорании топлива (горелые породы), при добыче угля (шахтные породы), при сжигании различных в'идов твердого топ лива (зола и шлак).
Горелые породы — продукт самообжига пустых пород. Их химико-минералогический состав определяется характером угле носной конгломеративной свиты бассейна. Если горение происхо дило в недрах земли при подземных пожарах, то в результате устойчивой эрозии этой свиты образовались природные горелые породы, или глиежи. При окислительном самообжиге шахтных пород, в которых находится до 30% каменного угля, получа ются отвальные горелые породы, имеющие плотное слоистое строение.
Собственно горелыми породами называются перегоревшие пус тые шахтные породы, содержащие минимальное (менее 5%) коли чество углистых примесей и минеральную глинисто-песчаную часть, обожженную в той или иной степени. К ним относятся все разно видности природных обожженных глинисто-песчаных смесей с раз личным количеством углистых примесей, иногда неполностью вы горевших.
Отвальные горелые породы (из терриконов шахт) являются наиболее распространенным и дешевым сырьем. Однако эти поро ды имеют повышенное содержание иесгоревшего угля и нуждают ся в тщательном отборе и обогащении.
Старые и полностью перегоревшие шахтные терриконы часто содержат горелые породы высокого качества.
Наиболее ценным сырьем являются природные горелые поро
ды. За последние |
годы месторождения таких |
пород |
разведаны |
в разных районах |
СССР — Кузбассе, Средней |
Азин, |
на Урале, |
в Восточной Сибири, Поволжье. Эти породы можно считать само стоятельным видом минерального сырья для промышленности строительных материалов.
Горелые породы можно рассматривать как естественную состав ную часть цемента, заготовленного природой в огромном количе стве. Тонкоразмолотые и смешанные с известью и другими активизаторами, они являются своеобразным бесклинкерным вяжущим.
Первоначально промышленное использование горелых пород заключалось в обработке их на бегунах мокрого помола совместно с активизирующими добавками — известью, портландцементом. Этот способ известен под названием «пробуждение».
В настоящее время горелые породы ряда угольных бассейнов стали широко применять в качестве заполнителей бетонов, кото рые после автоклавной обработки приобретают прочность до 300ІО5 н/м2. Автоклавная обработка бетонов с заполнителями из горелых пород дала возможность изготовлять из них крупные блоки, панели. Заполнители из горелых пород применяют в асфальтобетонах.