Файл: Волженский А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение).pdf

щпх гипсоцементнопуццолааовые (ГЦ.П) и пш-соцемент- ношлакопуццолановые (ГЦШП) вяжущие [-88], которые

Важно отметить, что если гипсовые бетоны, особен­ но во влажном состоянии, отличаются высокими пока­ зателями ползучести, то ползучесть бетона на гипсоцементнопуццолановых вяжущих (при содержании 20— 25% и более портландцемента в составе вяжущего) ха­ рактеризуется показателями, близкими к показателям бетона на портландцементе. Кроме того, бетоны на этих вяжущих характеризуются теми же упругопластически­ ми свойствами, что и бетоны на портландцементе рав­ ных по прочности марок.

Сравнение технических свойств гипсовых вяжущих со стандартами зарубежных стран указывает на некото­ рое их отличие.

Это прежде всего относится к показателю сроков схватывания. В зарубежных стандартах (Англия, США, Канада, ФРГ) указана значительно большая продолжи­ тельность интервала между началом и концом тверде­ ния. Объяснить это можно в -первую очередь введением различных добавок в гипсовые вяжущие, кроме того, различием методов определения нормальной густоты.

Отличительной особенностью зарубежных стандартов является также наличие нескольких классов того или иного гипсового вяжущего.

Что касается показателей прочности и тонины помо­ ла, то в наших стандартах они находятся примерно на

П.1. СТРОИТЕЛЬНЫЙ г и п с

Строительным гипсом называется вяжущее вещество, состоящее в основном из p-полугидрата и получаемое обжигом природного гипса с последующим или предше­

38

ствующим этой обработке измельчением в тонкий по­ рошок.

По ГОСТ 125—70 предел прочности при сжатии об­ разцов в возрасте 1,5 ч должен быть для первого сорта не менее 55, для второго сорта не менее 45 и для третье­ го— не менее 35 кгс/см2.

Обжиг двуводного гипса в тепловых установках обес­ печивает выделение кристаллизационной воды, в основ­ ном в виде перегретого пара и образование преимущест­ венно p-полугидрата по схеме CaS04-2H20 = p-iCaS04-

• V2H2O+I V2H2O. При этом затрачивается тепло в ко­ личестве 138,6 ккал на 1 кг полугидрата.

При переходе в полугидрат гипс теряет 15,76% воды, при этом коэффициент выхода его (теоретический) ра-

15 76

вен: 1— jpg— «0,842. Таким образом, для получения 1 т

гипса н е о б х о д и м о «1,188 т двуводного гипса.

Практический коэффициент выхода продукта с уче­ том содержания в сырье гигроскопической и гидратной воды рассчитывается по формуле [25]:

гипсовото камня состоит из следующих основных опе­ раций: дробления его, помола и обжига.

В настоящее время в зависимости от порядка вы­ полнения указанных операций определились следующие способы производства строительного гипса:

1) предварительная сушка и измельчение сырья в порошок нужной дисперсности с последующей дегидра­ тацией гипса в различных обжиговых аппаратах (ва­ рочный котел и др.);

2) обжиг гипса в виде кусков различных размеров в разных печах (в основном во вращающихся) с измель­ чением полугидрата в порошок после обжига;

39

3) совмещение операций сушки, помола и обезвожи­ вания двуводного гипса в мельницах.

Производство строительного гипса с тепловой обработкой в варочных котлах

По схеме производства строительного гипса с при­ менением варочных котлов (рис. II.I) камень в кусках размером 300—500 мм доставляется из рудников и карьеров на завод, где подвергается дроблению в щековых и молотковых дробилках. В щековых дробилках

Рис. II. 1. Схема производства строительного гипса с применением

варочных котлов

1—приемный бункер камня; 2—пластинчатый транспортер; 3—дробилка; 4—элеватор; 5—транспортер; б-—бункер гипсового щебня; 7—тарельчатый пи­

осуществляется первичное дробление камня до размера кусков 30—50 мм, в молотковых дробилках — вторичное дробление до размера частиц 0—15 мм. Все чаще начи­ нает применяться одностадийное дробление в молотко­ вых дробилках до величины частиц 0—25 мм. В гипсо­ вой промышленности получили применение щековые дробилки марок СМ-182Б и СМ-11Б, молотковые дро­ билки— СМ-218 и СМ-431.

Измельчение гипсового щебня производят в аэробильных, шахтных, ролико-маятниковых и других мельни­ цах. Помол гипса в мельницах должен обеспечивать по­ лучение порошка преимущественно с кубической формой частиц (а не лещадной). Это создает условия для наи­

40

более быстрого и равномерного удаления гидратной во­ ды из кристаллов гштса. Лучшими для этого являются мельницы, измельчающие материал ударным воздейст­ вием, например шахтные (рис. II. 2), а также ролико-ма­ ятниковые мельницы (рис. II. 3). В этих мельницах по­ мол двуводного гипса совмещен с операцией сушки. Температура газов для сушки при входе в мельницы ко­ леблется от 300 до 500°С.

Для достижения требуемой тонкости помола гипса (не более 15% остатка на сите № 02) скорость газово­ го потока в шахтной мельнице и помольной камере ро­ лико-маятниковой мельницы должна составлять соот­ ветственно 2,8—4 и 4—6 м/сек. Производительность шахтных и ролико-маятниковых мельниц, применяемых в настоящее время, равна 3—5; 12—25 т/ч для первых и 10 т/ч — для вторых.

Из мельниц газопылевая смесь проходит через сис­ тему пылеочнстительных устройств. Движение газов в системе принудительное, осуществляется оно с помощью центробежных вентиляторов. До недавнего времени га­ зоочистительная система гипсовых предприятий состоя­ ла из нескольких ступеней очистки: сдвоенных цикло­ нов НИИОГаз, групп циклонов малого диаметра и ру­ кавных фильтров.

Циклоны предназначены для очистки запыленного воздуха от взвешенных в нем твердых частиц. Темпера­ тура входящих в них газов не должна быть выше 400°С. Циклоны отличаются простотой конструкции и надежностью в работе. Газ, поступающий в циклон по касательной, приобретает вращательное движение, бла­ годаря чему более крупные частицы пыли отбрасывают­ ся к стенкам корпуса, теряют скорость и падают вниз через коническую часть в бункер или шнек. Газы с остатками пыли выбрасываются или отводятся в сле­ дующий обеспыливающий аппарат. Обычно устанавли­ вают группы (батареи) циклонов малого диаметра, соединенных параллельно. Так как величина центробеж­ ной силы, создаваемой в циклоне, обратно пропорцио­ нальна его радиусу, объединение циклонов меньшего диаметра в секции дает возможность, не снижая общей производительности, доводить степень очистки газов до 80—90%.

Рукавные фильтры не получили распространения в гипсовой промышленности. Ткань рукавов, не рассчитан-

41

?/>5а

то

Рис. П.З. Ролико-маятниковая мельница

/—помольная камера; 2—вертикальный вал; 5—крестовина; 4—маятники; 5—ролики; 6—барабанный питатель; 7—труба

42

ная на температуры выше ПО—120°С, легко обуглива­ ется, забивается пылью, теряет свою эластичность и приобретает хрупкость и ломкость, а при снижении тем­ пературы и конденсации водяных паров замазывается. В настоящее время рукавные фильтры заменены элек­ трофильтрами. Схема электрофильтра показана на рис. II. 4. Газ движется в электрофильтре в горизонтальном направлении. Равномерное его распределение по всему сечению камеры обеспечивают две распределительные

Рис. 11.4. Схема устройства электрофильтра

1—корпус фильтра: 2—диффузор; 3—конфузор; 4 и 5—входной и выходной патрубки; 6—газораспределительные решетки; 7—механизм встряхивания ре­ шеток; 8—осадительные электроды; 9—коронирующие электроды: 10—бункер­ ная часть кожуха; /0—шлюзовые затворы; 12—механизм встряхивания элек­

тродов

решетки, расположенные в диффузоре. Полотно осади­ тельных электродов изготовлено из листовой волнистой стали. Коронирующие электроды ■— рамной конструкции с вертикальными, натянутыми в виде спирали провода­ ми. Питание электрофильтров током высокого напряже­ ния осуществляется от повысительно-выпрямительных электроагрегатов. Осадительные электроды заземлены и подключены к положительному полюсу, а коронирую­ щие — изолированы от земли и соединены с отрицатель­ ным полюсом выпрямителя электроагрегата.

В зоне коронного разряда происходит интенсивная ионизация газа. Встречаясь со взвешенными в газе ча­

43

стицами пыли, ионы и электроны газа передают им свой заряд, вследствие чего частицы устремляются к проти­ воположно заряженным электродам и осаждаются на их поверхности. Периодическим встряхиванием с помощью специального механизма электроды очищаются от пыли. Последняя собирается в бункерной части корпуса элек­ трофильтра. Так как пыль осаждается и на газораспре­ делительных решетках, то они периодически встряхива­ ются с помощью молотковых встряхивателей, действую­ щих от привода. Удаление пыли из электрофильтра про­ изводится непрерывно. Для уменьшения потерь тепла от излучения в окружающую среду корпус электрофильтров снаружи покрыт слоем теплоизоляции. Для нормальной работы электрофильтров температура очищаемого газа должна быть на 20° выше точки росы при соответствую­ щем влагосодержании газа (обычно объем водяных паров составляет более 10% объема сухих газов).

Большая производительность Электрофильтров поз­ волила включить в общую систему пылеочистки не толь­ ко мельницы, но и гипсоварочные котлы, камеры «том­ ления» и местную аспирацию источников пыления в це­ хах гипса.

Концентрация пыли в 1 м3 выбрасываемых в атмос­ феру газов после системы пылеочистки не превышает 0,1 мг твердого вещества, что полностью удовлетворя­ ет требованиям санитарной техники.

С 1969 г. взамен электрофильтров Ц7,5-СК на гип­ совых предприятиях устанавливают более совершенные фильтры УГ1-2-10 и УГ1-3-10 (табл. II. 1).

По данным американской фирмы «Ризёрч-Кетрил», проводившей испытания десяти типов электрофильтров на гипсовых заводах, установлено, что производитель­ ность их увеличивается при повышении скорости газо­ вого потока в активном сечении электрофильтра. Пре­ дел скорости соответствует моменту, когда осажденная на электродах гипсовая пыль сдувается и снова пере­ ходит во взвесь. Оптимальная скорость газов — 2 м/сек. Увеличенная скорость газового потока позволяет до­ биваться большей степени пылеосаждения при мень­ шей длине разрядного электрода и меньшей поверхно­ сти собирательных электродов, что в свою очередь да­ ет возможность уменьшить габариты и массу электро­ фильтров, рассчитанных на определенную производи­ тельность.

14