Цемент өндірісінен шыққан ластаушы заттардың қоршаған ортаға әсерін бақылау. Мониторинг жүргізу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жоспар

КІРІСПЕ

1. Жалпы бөлім

1.1 Цементтің құрамы және оның түлері

1.2 Цементті клинкер

1. 3 Цементті механикалық-химиялық  белсендіру

2. Негізгі бөлім

2.1 Портландцемент цехы

2.2 Портландцементтің негізгі технологиялық қасиеттері

2.3 Портландцемент қатаюының  физика-химиялық негіздері

2.4 Ұсақ тартылған байланыстырғыш цементкүл өндірісінің технологиялық параметрлерін оңтайландыру

2.5 Ұсақ тартылған байланыстырғыш цементкүл өндірісінің      технологиялық  схемасы

3. Цемент өндірісінен  шыққан ластаушы заттардың қоршаған  ортаға әсерін бақылау. Мониторинг жүргізу

3.1 Жұмысшылардың жағдайы

ҚОРЫТЫНДЫ

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Құрылыс материалдар өнеркәсібі – шаруашылықтың жетекші салаларының бірі. Оның барлық өнімі тек құрылысқа жұмсалады. Құрылыс индустриясы шаруашылықтың барлық салаларымен тығыз байланысты, түрлі үй, ғимарат т.б. жобаларынан бастап, салынып біткенге дейінгі барлық қажетін қамтамасыз етеді. Бұл сала күрделі құрылыстың базасы болып табылады.

Құрылыс материалдары өнеркәсібі үш негізгі топқа бөлінеді:

1.Минералды-құрылыс шикізатын (құм, қиыршық тас, ұсақталған тас, гранит, мәрмәр және т.б.) өндіріп алғаш өңдеу.

2.Ұстастыратын материал (цемент, әк, гипс, т.б.) өндіру.

3.Құрылыс үшін бетон және темір-бетон құрылымдары мен бұйымдарын, қабырғалық материалдар жасау.

Минералды-құрылыс шикізатын құрайтын негізгі заттар: кірпіштік саз, әк шикізаты, бетонды толықтырушылар. Олар республиканың барлық жерінде кездеседі. Отқа төзімді және қиын балқитын саз, гипс, асбест (таскендір) Солтүстік,Орталық,Шығыс және Оңтүстік Қазақстанда кең таралған. Керамзит саз Алматы, Шымкент, Қостанай маңынан табылып өндірілуде.

Цемент пен темір-бетон ең қолайлы және әмбебап материалдар ретінде республиканың барлық облыстарында өндіріледі. Барлық қалаларда дерлік ірі және шағын қабырғалық блоктар, темір-бетон құрылымдары мен бұйымдарын өндіретін зауыттар бар. Қазақстанның оңтүстігі мен оңтүстік-шығысында көбіне қызыл кірпіш өндіріледі.Керамзитті саздың Алматы, Шымкент, Қостанай маңындағы ірі кен орындары пайдаланылуда.

Цемент алу үшін әктас, мергель, бор, құм, домна пештері мен глинозем өндірісінің, металлургия және фосфор зауыттарының қалдықтары, жылу электр станцияларының күлі сияқты әр түрлі шикізат пайдаланылады.Олардың қоры республиканың барлық аудандарында кездеседі. Цемент өндіруге қажетті шикізаттың мол қоры Шымкент, Қарағанды,Өскемен,Семей маңынан табылды да,бұл қалаларда ірі цемент зауыттары салынды. Цемент өнеркәсібі базасында асбест-цемент өнімдері өндірісі ұйымдастырылды. Семей асбест-цемент зауыты мен Жітіқара асбест комбинатында (Қостанай облысы) төбе жабатын шифер өндіріледі, Таразда черепица зауыты салынды. Қарағанды ,Семей, Шымкент асбест-цемент өндірісінің ірі кәсіпорындары орналасқан.

Егер цементті ‘’құрылыстың наны’’ деп атайтын болсақ, ал жаңа құрылыс материалы керамзитті ‘’ірі тақталы үй салудың наны’’ деп атайды.

 

 

 

1.ЖАЛПЫ БӨЛІМ

 

1.1 Цементтің құрамы және оның түлері

Цeмент (нем. Zement, лат. Caementum — ұсақталған тас, қиыршық тас) - гидравликалық байланыстырғыш материалдар тобы, негізгі құрылыс материалдарының бірі, гидравликалық тұтқыр материалдардың үлкен тобының жалпы атауы.

Цeмент сумен араласқанда қатаятын қасиеті бар, кальций силикаты мен кальций алюминатынан құралады. Цeменттің кейбір түрі ауада қатаяды. Ал, енді бір түрлері тек тұздардың, қышқылдардың судағы ерітіндісімен араластырғанда ғана байланыстырғыштық қасиетке ие болады. Оның портландцемент, қожды және пуццолан цeмент деп аталатын түрлері бар. Цeмент тің көп тараған түрінің бірі — портландцемент. Ол негізінен жоғары негізді кальций силикатынан тұрады. Кальций алюминатынан алюминатты Цeмент өндіріледі. Цементтің шикізат клинкері мен домналық қождан қожпортландцемент, пуццолан Цeмент, т.б. дайындалады. Цeментті пайдалану үшін, оны алдымен сумен араластырып, цементтік қамыр (ерітінді) дайындайды. Цементтік қамырды құммен, т.б. араластырып, құрылыстық ерітінділер, ал оған қиыршық және уақ тас, т.б. қосу арқылы бетон дайындалады. Кейде асбест қосып асбест цементті бұйым, ағаш жаңқаларын қосу арқылы фибролит жасалады. Арнаулы зауыттарда минералды шикізатты ұсату, араластыру, майдалау, күйдіру арқылы цементтік клинкер алынады.

Цeменттің сапасы маркамен сипатталады.

Оның маркалары :

• 200,

• 300,

• 400,

• 500

• 600 .

Сонымен бірге Цeменттің тез бірігуі мен қатаюы, майдалығы, т.б. белгілі бір стандартқа сәйкес болуы шарт. Цeмент құрылыста біртұтас және құрама бетон мен темір-бетон дайындауда пайдаланылады.

Қазан төңкерісіне дейін Қазақстанда жалғыз Шу цемент зауыты ғана болды. Кейін Састөбе (1952, Оңтүстік Қазақстан облысы), Қарағанды (1953), Шымкент (1958), Семей (1958) және Өскемен (1961) цемент зауыттары іске қосылды.

 

 

 

1.2 Цементті клинкер

Клинкер - цементтің ең басты құрам бөлігі /компоненті/. Цементті клинкер, шикізаттық қоспаны күйдіру нәтижесінде, бірнеше табиғи минералдар  жүйесі түрінде болады. Белгілі бір табиғи минералдардан тұратын гранитпен салыстыру, полиминералдық  жүйе ретінде клинкер туралы жалпы түсінік  бере  алады. Бірақ  гранитке  қарағанда клинкердің жекелеген бөліктерін  қарапайым  көзбен  ажырату мүмкін емес, өйткені клинкер өте майда түйіршікті кристалдық, сондай-ақ аморфтық фазалардан тұрады.

Цемент клинкерін алу үшін қажет негізгі шикізат материалдарын үш түрге бөлуге болады: 1. Күйдіргенде СаО беретін карбонаттық компонент - СаСОз; 2. Көпшілігінде алюмосиликаттан тұратын саздық компонент; 3. Шикізат араласпасында жетіспей тұрған оксидтердің мөлшерін реттеу үшін қолданылатын корректирлеуші /түзеуші/ қоспалар.

Клинкерлік минералдардың сумен әрекеттесуі. Цементті клинкердің минералдары сумен байланысқа түскенде гидратты  құрамалар түзеді. Клинкерлік  минералдар азды-көпті дәрежеде суда ериді,  ал олардың гидратталу өнімі, кальций гидрототығынан басқасы іс жүзінде ерімейді Әйтпегенде, қатқан цемент өзінің беріктігін су ішіп те сақтай алмас еді.

Судың клинкерлік минералдарға әсері кезінде алынатын гидраттық құрамалар, олардың гидролизі мен гидратталуы нәтижесінде түзіледі.

Клинкерде сан  жағынан  кальцийлі силикаттар басым, олар  күшті негіз әлсіз қышқылдан түзілген мұндай тұздар, сулық ерітіндіні гидроксид иондарымен байыта отырып,  гидролитті ыдырауға қабілетті.

Цемент толық гидратацияланғаннан кейін де байланыстырған суының мөлшері 20% аспайды.

 

1. 3 Цементті механикалық-химиялық  белсендіру

А.И. Вильшанский, И.А Кудрявцева, Г.С. Ходаковтардың жұмыстары ұсақ тартылған материалдардың физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгеруі бытырату есебінен ғана емес, бөлшектердің беткі қабаттарының кристаллдық құрылымының  айтарлықтай өзгеруі есебінен де жүретіндігін дәлелдеді. Ұсақ ұнтақтардағы гетерогендік  химиялық процестердің жылдамдығы негізінен олардың өзіндік беттерінің шамасымен емес,  құрылымның ыдырауы мен аморфизациясы салдарынан  белсенділік қуатының азаюымен анықталады.

Механикалық-химиялық белсендіру кезінде белсенділігі бастапқы цементтікіне тең және одан да асатын белсенділікті аралас байланыстырғыш алуға болатыны белгілі. Механикалық-химиялық белсендіру кезінде минералдардың кристалл торшаларында қабаттардың бүлінуі салдарынан торшалардың астындағы электрондардың қозғалысын арттыратын және материалдың үстіңгі қабаттарының сумен өзара әрекетін жылдамдататын ақаулар пайда болады.

Ұсақ ұнтақтардағы гетерогендік  химиялық процестердің жылдамдығы олардың өзіндік беттерінің ұлғаюымен де, кристаллдық және аморфизалық құрылымдардың ыдырауымен де анықталады.

Цементті механикалық-химиялық белсендіру  түрлі минералдық қоспаларды пайдалануға мүмкіндік береді, мұндай жолмен алынған ұсақ тартылған аралас байланыстырғыштың белсенділігі артады немесе  цемент белсенділігінің деңгейінде сақталады, бұл жағдайда өнімнің өзіндік құны айтарлықтай төмендейді. Клинкерді, минералдық қоспаларды және суперпластификаторды қосып тартқанда беріктік көрсеткіштері кең көлемді суды аз қажет ететін байланыстырғыш (САҚБ) алынады.

Ұсақ тартылуы және модификациялаушы қоспалар байланыстырғыштың бірқатар маңызды қасиеттерін болжамдайды: бірінші кезекте  суды аз қажет етеді,  беріктігі жоғары және қарқынды  өсуі, әсіресе қатаюдың бастапқы мерзімінде, осының бәрі  құю әдісімен салынатын жоғары қозғалысты бетон қоспаларын алуға және  монолитті бетон және темірбетон бұйымдары мен құрылымдарын бетондауды айтарлықтай жеңілдетеді. Суперпластификатор қосылған төмен қозғалысты қоспалардың  тығыздау кезіндегі дірілдеу қатаңдығы  қоспасыз,  шоғыры бойынша ұқсас  қоспаларға қарағанда едәуір төмен.

Суды аз қажет ететін көпкомпонентті байланыстырғыштар өндірісінің технологиялық тиімділігі қолданылатын минералдық қоспалардың қасиеттерімен, олардың химиялық-минералогиялық құрамымен, бытыраңқылығымен, гидроксидпен және кальций гидроалюминатымен белсенді химиялық әрекетке түсу қабілеттілігімен едәуір мөлшерде анықталады.

Техногендік өнімдердің арасында жоғары гидравликалық белсенді күл-тозаңдар  ерекше орын алады. Құрамында шақпақтас пен сазбалшықтың молдығының арқасында  мұндай күлдер негізінен алюминсиликаттық шыныдан және аморфизаланған сазды заттан тұрады және пуццоландық қасиеттерге ие.

Алюминшақпақтасты аморфты шынытәрізді фазаның цементтің гидротациясы кезінде бөлінетін әкпен өзара әрекетінің нәтижесінде клинкерлік минералдардың гидротациялық өнімдерінен басқа цементтейтін қосылыстардың- тоберморит гельдің, сондай-ақ гидроалюминаттар мен түрлі құрамды кальций гидросульфоалюминаттардың  қосымша саны түзіледі.

Байланыстырғыш материалдардың технологиясында  механикалық белсендіруді қолдануерекше қасеттері бар цементтер алуға мүкіндік береді және сұраныс жоқ өндіріс қалдықтарын, мысалы ЖЭС шығатын қышқыл күл-тозаңды пайдаланып, сапалы байланыстырғыштар алу мүкіндігіне жол ашады. Құрылысы түрлі қондырғыларда - шар тәріздес, ағыстық, құйындатқыш, роторлық- соққыш және басқа да құрылыс қондырғыларында қосымша үгіп-тарту жолымен аралас цементкүл байланыстырғыштарды белсендіру портландцемент деңгейінде немесе сапасы жағынан одан асып түсетін ұсақ тартылған цементкүл байланыстырғыштар алуға мүмкіндік береді. Цементті минералдық қоспамен және суперпластификатормен қосып ұсату кезіндегі механохимиялық белсендіру аралас байланыстырғыштың клинкерлік бөлігін ғана емес, минералдық қоспаны да байланыстырғыштың бытырауын арттыру  (550 м2/кг дейін)  есебінен және оның бөліктерінің үстіңгі бетін аморфизациялау  мен  активациялау есебінен де белсендіруге  мүкіндік беретіні анықталды.

Күл қосып механикалық белсендірілген байланыстырғыштың  беріктігінің арту динамикасы  клинкерлік минералдардың гидратациясымен қамтамасыз етілген ерте қалыптасқан жоғары беріктікпен қатар жасанды тастың құрылымын қалыптастыруда  күлдің белсенді қатысуы есебінен байланыстырғыштың кейінірек одан да жоғары беріктікке ие болатынын көрсетеді.

Күлшлак қалдықтарын бетонның құрамында  кеңінен  пайдалану  аз қалдықты және қалдықсыз өндірісті ұйымдастыруға әрі жылуэлектрстансалары маңындағы аумақтарда экологиялық жағдайды айтарлықтай жақсартуға жағдайлар жасайды. Сонымен бір мезгілде  бетон дайындауға кететін  цемент пен толықтырғыштардың шығыны қысқарады, техникалық-экономикалық көрсеткіштер жақсарады,  бетонның құрылыс-техникалық қасиеттерін мақсатты өзгерту мүмкіндігі туады.  Күлқұрамды бетондар Қазақстанның климаттық аймақтарына бейімделген, үнемді және экологиялық жағынан таза.

 

2. НЕГІЗГІ БӨЛІМ

 

2.1 Портландцемент цехы.

         Порландцемент дегеніміз клинкердің ,гипстің азғантай қоспасымен  әк пен саз қоспасының қайнауына  дейінгі  және жануынан алынған  жұқа майдаланған өнімді айтады.

         Порландцемент құрамы құрылыстың  құрамын жақсарту үшін клинкерге  оның құрамына гипс пен активті минералды қоспалар қосады.

          Порландцемент өндірісінің процесі  өз ретінде технологиялық операциядан  тұрады, оны екі кешенге бөлуге  болады.Бірінші кешенге клинкер  өндірісіндегі операциялар жатады. Екінші кешенге гипспен гидравликалық  басқа қоспалармен клинкерді  майдалау операциясы жатады , сонымен  қатар клинкерден порландцементті  дайындау қарастырылады.

          Клинкерді алу – бұл ауыр  және энергияны көп қажет ететін  процесс. Ол көптеген капиталды  және эксплуатациялық шығындарды  қажет етеді.

           Клинкерді портландцементті алу  негізгі технологиялық процестерден  тұрады:

• жандыру үшін шикізат материалдарын дайындау;
• отын дайындау;
• шикізат материалдарын күйдіру.

 

2.2. Портландцементтің негізгі технологиялық қасиеттері. 

Цементтің құрылыс материал ретіндегі құндылығы - оның қатайғандағы мықтылығы. Портландцементтің мықтылығы туралы айтқанда қатайған цемент тасының мықтылығын жобалайды. Мықтылық      цементтің      қолдану      мүмкіншілігін      бағалайтын көрсеткіштердің бірі.