Способы производства гипсовых вяжущих веществ
Процесс производства гипсовых вяжущих складывается из двух основных операций: измельчения исходного сырья (природного гипса) и обжига, т. е. превращения двуводного гипса в полуводный. Различают три принципиальные технологические схемы изготовления гипсовых вяжущих с преобладающим содержанием р-полугидра- та: предварительная сушка и измельчение гипсового камня в порошок и последующий обжиг в гипсоварочных котлах; совмещение операций сушки, помола и обжига двуводного гипса; обжиг гипса в виде кусков с последующим измельчением полугидрата в порошок.
технологическая схема производства гипсового вяжущего с применением гипсовароч- ного котла периодического действия. Гипсовый камень попадает в приемный бункер и пластинчатым питателем 2 направляется вначале в щековую дробилку, а затем в молотковую. Элеватором 3 гипсовая щебенка поднимается в бункер 4 и с помощью тарельчатого питателя подается в шахтную мельницу. Здесь одновременно с измельчением происходит сушка гипсовой крупки горячими газами, выходящими из гипсоварочного котла 13. Молотый гипс потоком горячего газа из мельницы увлекается в пылеосадительную систему 6, состоящую из циклонов, рукавного фильтра и бункеров 8 и 20, и далее системой винтовых питателей — в гипсоварочный котел 13. Тонкая фракция гипса из рукавного фильтра с помощью винтового конвейера 11 отводится в бункер 12. Одновременно с гипсом в гипсоварочный котел из бака 9 подают солевые добавки. Обогревают котлы твердым или газообразным топливом. Пар из котла отводится в атмосферу. После завершения варки (обжига) вяжущее выгружают в камеру томления для выдержки и выравнивания модификационного состава.
Гипсоварочный котел ( 2.11) — стальной барабан с разборным сферическим днищем, снабженный мешалкой для перемешивания гипса. Котел обмуровывают кирпичной кладкой. Обогрев котла осуществляют топочными газами, которые подогревают не только днище, но и боковые стенки, проходя по кольцевым каналам, попадают в жаровые трубы, откуда подаются в шахтную мельницу или дымовую трубу. Вместимость гнпсо- варочных котлов 12—15 м3. Варочные котлы позволяют получать вяжущее хорошего качества, так как при варке не происходит непосредственного контакта теплоносителя и гипсового порошка, и он не засоряется продуктами сгорания топлива.
В процессе варки происходит дегидратация двуводного гипса с выделением воды в виде пара. В это время гипсовый порошок «кипит». Температура его практически не меняется, так как идет интенсивное испарение воды. Чем больше двуводного гипса переходит в полуводный, тем интенсивность «кипения» снижается, что указывает на завершение процесса варки. Несоблюдение технологии варки может привести к снижению качества гипсового вяжущего. Так, увеличение температуры более 200 °С приводит к обезвоживанию гипса и снижению его качества. Изменение времени выдержки тоже отрицательно сказывается на свойствах гипса.
Гипсовое вяжущее хорошего качества получается при варке его в течение 3—4 ч при 140—160°С. Такое вяжущее характеризуется водогипсовым отношением 0,4— 0,45, а предел прочности при сжатии 15—16 МПа. В варочных котлах получают в основном p-полугидрат. Увеличить содержание а-полугидрата можно введением в варочный котел солевых растворов (например, 0,1 %- ного раствора поваренной соли).
Гипсоварочные котлы отличаются простотой конструкции и обслуживания. Расход электроэнергии составляет 20—25 кВт-ч на 1 т гипса. К недостаткам котлов можно отнести периодичность работы, быстрый выход из строя днищ и сложность автоматизации производственного процеса. Гипсоварочные котлы непрерывного действия пока не нашли распространения из-за сложности конструкции и недостаточной надежности работы движущихся частей при повышенных температурах.
В практике используют и другие, схемы совместного помола и обжига. Они отличаются от рассмотренной применением других типов мельниц или рециркуляции газов, прошедших пылеосадительные устройства. В этом случае удается полнее использовать теплоту топочных газов. Однако при этом увеличивается расход электроэнергии— до 30—35 кВт-ч на 1 т гипсового вяжущего.
При получении гипсового вяжущего по данной схеме дегидратация двуводного гипса может происходить в самой мельнице, в трубопроводах и в пылеосадитель- ной системе. Причем зависит это от типа мельницы. В тихоходных мельницах дегидратация проходит почти полностью в ее камерах, а в быстроходных дегидратация в камерах осуществляется лишь частично и продолжается в основном в трубопроводе и пылеосадительной системе.
При обжиге гипса в кусках во вращающихся сушильных барабанах (печах) с последующим помолом ( 2.13) поступивший на заводе гипсовый камень дробят до размеров 10—35 мм. Куски подают в приподнятый конец барабана, а топочные газы направляют как по ходу движения материала — прямотоком, так и противотоком. При прямотоке температура газов может достигать 900 °С, а при противотоке она не должна превышать 600—700 °С. Температура отходящих газов при прямотоке 160—180°С, при противотоке—100°С. Куски, прошедшие барабан, поступают в бункера, где выдерживаются в течение 2 сут. Вызвано это неравномерностью обжига гипса. Во время вылеживания происходит дегидратация неразложившегося природного гипса и переход безводного гипса в полугидрат.
Размалывают вылежавшийся гипс в трубных мельницах до нужной тонкости помола. Полученное гипсовое вяжущее отличается пониженным водопотреблением по сравнению с вяжущим из варочных котлов, а значит, большей прочностью.
Для получения из обычного природного гипса гипсового вяжущего «-модификации существуют два способа: обработка паром под давлением и варка в жидких средах.
По способу Ф. Т. Садовского и А. С. Шкляра гипсовое вяжущее с преобладанием «-модификации получают в автоклаве (демпфере) — вертикально установленном металлическом резервуаре высотой до 4 и диаметром около 2 м. В его верхней части расположены два герметически закрывающихся люка для загрузки гипсовой щебенки, внизу устроен люк для разгрузки.
В демпфер подают под давлением пар в течение 5 ч. Выделяющаяся из двугидрата вода по системе трубопроводов отводится наружу. После прогрева гипсовой щебенки в аппарат подают горячие топочные газы для сушки полугидрата. Сушат гипс 3—5 ч при температуре 120—140 °С. Готовый материал выгружают и измельчают в мельницах. Недостатки данного способа — его периодичность и длительность (10—12 ч). Кроме того, необходимость соблюдения фракционного состава щебня гипсового камня сопровождается получением большого количества отсева мелкой фракции, что удорожает процесс. Прогрев паром требует устройства котельной установки.
Существуют и другие методы получения а-полугидрата под давлением. Так, Б. Г. Скрамтаев и Г. Г. Булычев предложили способ «самозапаривания», при котором дымовые газы обогревают герметически закрытый сосуд с гипсом. Гипсовый камень разогревается, и вода испаряется. В результате в сосуде создается повышенное давление, и дегидратация проходит аналогично вышеописанному способу. Гипсовое вяжущее, полученное обработкой паром под давлением, отличается увеличенными размерами кристаллов, меньшей водопотребностью и большей прочностью.
Получение гипсового вяжущего а-модификации варкой в жидких средах позволяет отказаться от аппаратов, работающих под давлением. Процесс дегидратации проходит в обычных условиях, а химические реакции протекают при 105—110 °С и идут более равномерно. Этот способ основан на том, что температура кипения растворов выше, чем чистой воды. Недостатком способа является необходимость тщательной промывки и длительной сушки вяжущего.
Основные свойства гипсового вяжущего—сроки схватывания, нормальная густота и прочность при сжатии и растяжении, которые регламентируются ГОСТ 125—79. Марку гипсового вяжущего определяют по прочности на сжптие образцов-балочек размером 40X40X160 мм и через 2 ч после затворения водой, соответствующей нормальной густоте.
Согласно ГОСТ 125—79, гипсовое вяжущее подразделяется на три группы (А, Б и В) в зависимости от сроков схватывания. Группа А (быстротвердеющее) — начало схватывания не ранее 2, конец — не позднее 15 мин. Группа Б (нормальнотвердеющее)—начало схватывания не ранее 6, конец — не позднее 30 мин. Группа В (медленнотвердеющее)—начало схватывания не ранее 20 мин, а конец схватывания не нормируется.
Регламентируется стандартом и тонкость помола гипсового вяжущего. Различают вяжущее грубого (индекс I), среднего (индекс II) и тонкого (индекс III) помола, что соответствует остаткам на сите № 02 соответственно 23, 14 и 2 %.
Различают гипсовое вяжущее марок от Г-2 до Г-25 (2—25 МПа). Применение индексов позволяет сокращенно записывать свойства гипсового вяжущего. Так, гипсовое вяжущее марки Г-4, нормального твердения и среднего помола обозначают Г-4БП.
Применяют гипсовые вяжущие в строительстве довольно широко при изготовлении гипсовых перегородок, сухой гипсовой штукатурки, вентиляционных коробои и других деталей, работающих в условиях относительной влажности ниже 65%’» мелкоштучных стеновых камней для малоэтажных зданий, а также для изготовления декоративно-художественных деталей и украшений. Используют гипс и в медицине, и в машиностроении, и в керамической промышленности. Общее производство гипсовых вяжущих составляет около 5 % всех минеральных вяжущих веществ.
1600 кг/м3, твердость по шкале Мооса — 2. Растворимость гипса в воде (г/л) в пересчете на сульфат кальция при
Применяется он для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.
. по производству строительного гипса и других вяжущих следует руководствоваться «Санитарными нормами промышленных предприятий» и
На заводах вяжущих веществ, в том числе и гипсовых применяют: автоматический контроль технологических параметров (давления.
Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества, состоящие из полуводного гипса (далее: гипсовые вяжущие), производят в соответствии
Используемый для производства гипсовых вяжущих гипсовый камень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4013, а фосфо-гипс.
По ГОСТ 4013—82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95 % двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90 % в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70 % в сырье 3-и 4-го сортов.
• Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при нагревании двухводного гипса CaS04-2H20 до температуры 150. 160°С с
Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат природ. ный гипсовый камень и природный ангидрид CaSCu, а также отходы химической.
Сырьем для производства гипсовых вяжущих являются природный гипсовый камень CaSC>4-2H2O и природный ангидрит CaSO4, а также отходы
Строительный гипс. Строительным гипсом называется воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из.
Для изготовления гипсовых изделий в основном используют низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 125, марок Г-2
В производстве гипсовых изделий широко применяют добавки, регулирующие скорость твердения гипса.
Производство гипсовых вяжущих веществ с каждым годом увеличивается, Себестоимость товарного гипса составляет в среднем около 12 руб. за 1 т и существенно колеблется на различных заводах.
Гипсовые и ангидритовые, вяжущие вещества и сырье для их производства. Гипсовое вяжущее.
А. С. Разоренов и М. Т. Власова в 1940 г. показали возможность получения гипсовых изделий тепловой обработкой двуводного гипса в автоклавах.
Гипсовые и ангидритовые, вяжущие вещества и сырье для их производства. Технология гипсовых вяжущих а- и Р-модификаций полугидрата сульфата
Производство строительного гипса с применением гипсоварочных котлов ( 2). Гипсовый камень доставляют.
Источник
Гипсовые вяжущие вещества: описание,виды,применение,фото,видео
Гипсовые вяжущие — группа воздушных вяжущих веществ, в затвердевшем состоянии состоящих из двуводного сульфата кальция (CaSO4 • 2Н2О), включает в себя собственно гипсовые вяжущие (далее для краткости — гипс) и ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент и эстрихгипс).
Гипс(в строительной практике иногда используют устаревший термин алебастр от гр. alebastros — белый) — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO4 • 0,5Н2О, получаемого низкотемпературной ( 3 , футерованный кирпичной кладкой. Внутри котла находятся четыре жаровые трубы и мешалка в виде вертикального вала с лопастями. Под котлом расположена топка. Топочные газы после обогрева днища поступают в кольцевые газоходы и омывают последовательно нижнюю, среднюю и верхнюю часть стенки котла, а также проходят через жаровые трубы нижнего и верхнего ярусов.
Предварительно измельченный и подсушенный порошок гипсового камня загружают через загрузочный люк в варочный котел, где в течение 1…3 часов двуводный гипс обезвоживается и превращается в полуводный. В процессе варки гипс интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества. После окончания варки гипс через разгрузочное отверстие в нижней части котла поступает в бункер томления и выдерживается там в течение 20…40 минут. Здесь за счет теплоты выгружаемого материала в нем продолжается дегидратация оставшихся в большом количестве зерен двуводного гипса. Из бункера томления гипс направляется на склад готовой продукции.
Также имеет распространение совместный помол и обжиг гипсового камня в шаровых мельницах. В них гипсовый камень измельчается, мелкие частицы его подхватываются потоком поступающих в мельницу горячих дымовых газов с температурой 600…700°С. Находясь во взвешенном состоянии, частицы гипсового камня обезвоживаются до превращения в полуводный гипс и выносятся дымовыми газами из мельницы в пылеосадительные устройства. Основное преимущество данного способа по сравнению с производством гипса в варочных котлах − более высокая производительность за счет непрерывности процесса производства.
Твердение строительного гипса.
При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, которое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Процесс твердения полуводного гипса происходит в результате гидратации полуводного гипса, т.е. присоединения к нему воды и перехода его в двуводный гипс:
Процесс твердения можно разделить на три этапа. В первый период, начинающийся с момента смешивания гипса с водой, полуводный гипс растворяется. Одновременно он гидратируется, присоединяя 1,5 молекулы воды и превращаясь в двуводный гипс. Так как двуводный гипс менее растворим, чем полуводный, то образовавшийся вначале насыщенный раствор полуводного гипса становится пересыщенным по отношению к двуводному гипсу и тот выпадает из раствора. Во втором периоде вода взаимодействует с полуводным гипсом с прямым присоединением ее к твердому веществу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде мельчайших кристаллических частичек и к образованию коллоидной массы-геля. При этом происходит схватывание массы.
В третьем периоде коллоидные частички двуводного гипса перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, которые срастаются между собой с образованием кристаллических сростков, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности. Однако рассмотренные периоды не протекают в строгой последовательности, а налагаются один на другой.
Дальнейшее высыхание твердеющей массы приводит к значительному повышению прочности гипса. Для ускорения твердения применяют искусственную сушку гипсовых изделий при температуре не выше 60…65°С. При более высокой температуре может начаться процесс разложения двуводного гипса, сопровождаемый резким понижением прочности. При твердении гипс увеличивается в объеме до 1%, хорошо заполняя формы при отливке гипсовых изделий.
Свойства гипсовых вяжущих веществ.
Качество строительного гипса устанавливают на основании ГОСТ 125-79* «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и данных, полученных в результате определения: тонкости помола, нормальной густоты гипсового теста, сроков схватывания, предела прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 23789-79* «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».
Определение тонкости помола гипса.
Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Пробу вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1 г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (50±5) °С, высыпают на сито и производят просеивание вручную или на механической установке. Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г вяжущего. Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. В зависимости от степени помола различают виды вяжущих, приведенные в табл. 1.
Виды гипса в зависимости от степени помола (ГОСТ 125-79)
Источник
