Воздушная известь. Способы производства. Твердение. Изделия на основе извести

федеральное агенство по образованию

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"липецкий  государственный технический университет"

 

 

 

Кафедра строительных материалов

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по материаловедению

«Воздушная известь. Способы производства. Твердение. Изделия на основе извести»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент ____________________________________________ Морхова Т. А.

Группа  СА-06-2

 

Руководитель _________________________________________Гончарова М. А

Кандидат технических наук, доцент

 

 

 

 

Липецк 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .		3
1. Сырье  и его свойства .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .		4
	1.1. Исходные материалы, их физико-механические свойства .  .  .	4
	1.2. Свойства известково-магнезиальных  пород, их            разновидности .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	6
2. Производство извести .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .		7
	2.1. Требования к сырью.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	7
	2.2. Процесс обжига  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	8
	2.3. Шахтные известеобжигательные печи.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	9
	2.4. Вращающиеся известеобжигательные печи.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	10
	2.5. Гашение извести .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	11
3. Твердение.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .		13
	3.1. Твердение гашеной извести.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	13
	3.2. Твердение молотой негашеной  извести .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	12
4. Материал и требования к нему .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .		15
	4.1. Классификация воздушной извести  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	13
5. Изделия на основе извести  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . .		16
	5.1. Шлаковый цемент .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	16
	5.2. Силикатный кирпич .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	16
	5.3. Ячеистые бетоны.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	17
	5.4. Штукатурный раствор.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	17
	5.5. Газосиликатные блоки.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .	18
Вывод.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  . . .  .		19
Список литературы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . .  .		20

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Известь – древнейшее вяжущее веществою Её применяли за несколько тысяч лет до нашей эры.

Вяжущие материалы для бетонов, строительных растворов и изделий из них в зависимости от химического и минералогического состава подразделяются на следующие основные группы: известь, цементы, известесодержащие гидравлические и подобные вещества, а также гипсовые вяжущие вещества, жидкое стекло и кислотостойкие цементы. Вяжущие материалы также разделяются на гидравлические, способные твердеть на воздухе и в воде, воздушные, способные твердеть только на воздухе, и автоклавного твердения, которые эффективно твердеют при тепловлажностной обработке.

Целью данной работы является исследование процесса получения воздушной извести, изучение сырья для её производства. Необходимо изучить способы производства, технологические процессы, процесс обжига, а так же процесс твердения.

Для получения наиболее полной информации, надо охарактеризовать свойства воздушной извести, изучить требования к этому материалу. Кроме того, необходимо определить, для производства каких строительных материалов может быть использована воздушная известь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Сырье и его свойства

 

Воздушную строительную известь получают в результате обжига горных пород, содержащих кальцит, причем содержание глинистых примесей по массе не должно превышать 6-8 %. Схема производства воздушной извести представлена на рис. 1.

 

Рис. 1. Схема получения, гашения и твердения воздушной извести.

 

 

1.1. Исходные материалы, их физико-механические свойства

Для производства воздушной извести применяют следующие виды известково-магнезиальных карбонатных пород: зернисто-кристаллический мраморовидный известняк, плотный кристаллический известняк, землисто-рыхлый известняк (или мел), известковый туф, известняк-ракушечник, оолитовый известняк, доломитизированный известняк, доломит.

В состав известняков входят углекислый кальций СаСОз и небольшое количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс и др.). В табл. 1 приведен теоретический состав магнезиальных карбонатных пород, а так же получаемая на их основе известь.

 

  Таблица 1. Примерная классификация сырья для производства известковых вяжущих веществ

Сырье	Содержание, %			Получаемая известь
	СаСО3	MgCO3	Глинистые примеси
Чистый известняк	95 – 100	0 – 3	0 – 2,5	Маломагнезиальная жирная
Обычный известняк	87 – 95	0 – 3	3 – 8	Маломагнезиальнаятощая
Мергелистый известняк	75 – 90	0 – 5	8 – 25	Гидравлическая
Доломитизирован-ный известняк	75 – 90	5 – 20	0 – 8	Магнезиальная
Доломит	55 – 75	25 – 45	0 – 8	Доломитовая
Доломитизированный мергелистый известняк	50 – 70	5 – 25	8 – 30	Магнезиальная гидравлическая

 

1.2. Свойства известково-магнезиальных пород, их разновидности

Чистые известково-магнезиальные породы — белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями окислов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями — в серые и даже черные цвета.

Для производства воздушной извести применяют следующие виды известково-магнезиальных карбонатных пород: зернисто-кристаллический мраморовидный известняк, плотный кристаллический известняк, землисто-рыхлый известняк (или мел), известковый туф, известняк-ракушечник, оолитовый известняк, доломитизированный известняк; доломит.

Известково-магнезиальные породы в зависимости от их химического состава являются сырьем для производства не только воздушной, но и гидравлической извести, а также портландцемента. В табл. 2 приведена примерная классификация по ГОСТ 21-27-76 известково-магнезиальных горных пород, применяемых для производства воздушной и гидравлической извести, а также их разновидностей.

Таблица 2. Требования к химическому составу известняков для производства известковых вяжущих

Компоненты	Содержание, %
	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж
СаСО3, не менее	92	86	77	72	52	47	72
MgCO3, не более	5	6	20	20	45	45	8
Глинистые примеси (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3), не более	3	8	3	8	3	8	20

 

Для производства воздушной извести применяют следующие виды известково-магнезиальных карбонатных пород: зернисто-кристаллический мраморовидный известняк; плотный кристаллический известняк; землисто-рыхлый известняк (или мел); известковый туф; известняк-ракушечник; оолитовый известняк; доломитизированный известняк; доломит.

Сырьем для производства воздушной извести могут служить не только специально добываемые для этой цели карбонатные породы, но и отходы при добыче известняков для нужд металлургической, химической, строительной и других отраслей промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Производство извести

 

Принципиальная технологическая схема производства строительной воздушной извести представлена на рис. 2.

 

Рис. 2. Производство строительной воздушной извести.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Требования к сырью

Размеры кусков сырьевой поставляемой с карьера породы достигают 50 — 60 см и более. Требуемая величина кусков породы, поступающих на обжиг, определяется типом обжигового агрегата. Загружаемый в шахтную печь известняк имеет обычно размеры 60 — 200 мм. При обжиге во вращающихся печах применяют фракции 5 — 20 мм или 20 — 40 мм. Поэтому поступающую с карьера породу необходимо дробить. Дробленый материал подвергается рассеву на грохотах, что обеспечивает постоянство фракционного состава.

 

 

2.2. Процесс обжига

Существующий технологический процесс обжига известняка предусматривает применение высококачественного исходного сырья, высокий уровень квалификации операторов и в настоящее время совершенно не отвечает современному уровню производства. [1]

Возможность использования мела в качестве сырья для производства извести является одной из наиболее перспективных технологий её дальнейшего использования в производстве силикатного кирпича и других строительных материалов. [2]

При производстве воздушной извести известняк и мел декарбонизируются и превращаются в известь по реакции: СаСО3 à CaO + СО2 при 900-1200 oС.

Наличие глинистых примесей облегчает удаление СО и снижает температуру обжига. Однако чем больше в извести примесей, тем при более низкой температуре наступает ухудшение ее свойств.

Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Скорость перемещения зоны диссоциации СаСО3 по куску зависит от температуры обжига: при 900 oС она составляет примерно 2 мм/ч, а при 1100 oС — 14 мм/ч, то есть обжиг идет в 7 раз быстрее.

Обжиг ведут в шахтных или вращающихся печах. Типовые конструкции, разработанные в 60 – 70 годах прошлого века, не отвечают современным требованиям к качеству извести, удельному расходу топлива и удельным съемам продукции. В последние годы проводится модернизация печей для обжига за счет перевода их на автономный режим работы, применение компьютерного анализа. [1]

 В шахтных печах можно обжигать только твердые породы, в них не следует обжигать известняки, которые в процессе обжига сильно растрескиваются: при этом они образуют непродуваемый слой, в результате качество обжига извести ухудшается. [3]

 Во вращающихся печах обжигают как твердые породы, так и шламы мягких пород, например мела.

 

2.3. Шахтные известеобжигательные печи

Наибольшее распространение для производства извести получили шахтне известеобжигательные печи (рис. 3), высота которых достигает 20 м.

В зависимости от вида применяемого топлива и  способа его сжигания, различают шахтные печи: работающие на короткопламенном твердом топливе,;

на любом твердом топливе; на жидком топливе; на газообразном топливе.

 

Рис. 3. Шахтная печь

1 – шахта печи; 2 – загрузочный  механизм; 3 – зона подогрева; 4 –  зона обжига; 5 – зона охлаждения; 6 – гребень; 7 – разгрузочный  механизм.

В зоне подогрева из известняка и топлива (в случае использования твердого топлива — кокса или антрацита) удаляется влага. Известняк нагревается до температуры начала диссоциации, а топливо — до температуры воспламенения. В зоне обжига за счет сгорания топлива или поступления продуктов его сгорания из топок (в случае работы печи на жидком или газообразном топливе) достигается максимальная температура материала и активно происходит диссоциация СаСО3 и MgСО3. В третьей зоне материал охлаждается поступающим в печь снизу воздухом.

 

2.4. Вращающиеся известеобжигательные печи

Вращающиеся печи позволяют получать мягкообожженную известь высокого качества из мелкокускового известняка и из мягких карбонатных пород – мела, туфа, известняка-ракушечника, которые нельзя обжигать в шахтных печах из-за склонности этих материалов к «зависанию» в шахте, приводящему к нарушению технологии обжига.

В этих печах возможно достичь более высокой степени обжига (до 98 – 99,5 %), получить известь с временем гашения при 90 oС до 12 – 15 минут и более. Повышенный расход топлива за счет более высоких теплопотерь корпуса в окружающую среду и дополнительный расход энергии является недостатком вращающихся печей. Кроме того, такие печи неудовлетворительно работают на мелах с карьерной влажностью 25-30% из-за повышенной адгезионной способности мела при таких значениях влажности. Поэтому мел либо подсушивают, либо «распускают» до большей, чем карьерная, влажности и, несмотря на увеличение расхода топлива, работают по технологии мокрого способа. [3]

Длина известьобжигательных вращающихся печей составляет 30 — 100 м при диаметре 1,8 — 3 м, производительность достигает 400 — 500 т/сут., что в 2 — 4 раза выше, чем у шахтных печей. Одно из важнейших технологических преимуществ — малое время прохождения материала от места загрузки до выхода из печи. Во вращающихся печах может быть получена известь высокого качества обжигом при средних и достаточно высоких температурах. Из-за малого времени пребывания материала в печи опасность пережога в них минимальна. При этом известь значительно более однородна по составу и содержит меньше примесей.