Основні поняття

Кам’яновугільна смола Ректифікаційна колона

Бензол Фракційний склад флегми

Металургійний кокс Лігроїни

Надсмольна вода Масляні дистиляти

Шихта Синтез аміаку

Напівкокс Крекінг

Коксова піч Піроліз

Коксова батарея Риформінг

Питання для обговорення

1. Що являє собою кокс і які галузі його застосування?

2. Які основні компоненти одержують при коксуванні вугілля і в чому полягають їх особливості?

3. Яку сировину використовують для одержання коксу?

4. На чому заснований процес перегонки нафти?

5. Продукти прямої перегонки нафти і їхнє застосування.

Змістовий модуль 7.Система технологій будівництва

7.1. Властивості будівельних матеріалів

Придатність будівельних матеріалів для конкретних умов визначають за їхніми властивостями, які є різноманітними, що обумовлено головним чином їхнім речовинним складом. Виділяють фізичні, механічні, хімічні й інші властивості.

Фізичні властивості характеризують фізичний стан матеріалу (фазовий стан, щільність, структуру), а також визначають його відношення до фізичних процесів навколишнього середовища. При цьому фізичні процеси в матеріалі не змінюють будівлю його молекул. Звичайно до таких властивостей відносять щільність, об’ємну масу, теплопровідність, теплоємність, звукопроникність, вологість, водопро­никність, водопоглинання, усадку, вогнетривкість, вогнестійкість, світлостійкість, електроопір.

Механічні властивості – спроможність матеріалу опиратися деформуванню і руйнації під дією напруг, що виникають у результаті дії зовнішніх сил (тривкість, пругкість і в’язкість, пластичність і тендітність, релаксація, повзучість, твердість матеріалів та ін.).

Хімічні властивості матеріалу визначають його спроможність вступати в хімічну взаємодію з речовинами середовища, у якому він знаходиться, при цьому з’являються нові речовини. До хімічних властивостей можна віднести розчинність і кристалізацію, корозійну стійкість, старіння, атмосферостійкість, адгезію, горючість, токсичність і т. ін.

Властивості матеріалів не залишаються стабільними, вони змінюються під впливом фізичних, хімічних, механічних і фізико-хімічних чинників, наприклад, тривкість деревини (сосни) при зволоженні до 20 % знижується в 1,5 рази порівняно з повітряно-сухим станом і т. ін.

Показники властивостей матеріалів є найважливішими критеріями їхньої якості. Вони нормовані в державних стандартах й інших нормативно-технічних документах.

7.2. Виробництво цементу і його різновиди

Будівельними в’язкими мінеральними речовинами називають порошкоподібні матеріали, що при змішуванні з водою утворюють пластичну зручнооброблювану масу, спроможну затвердівати у міцне каменеподібне тіло. Вони відомі людям декілька тисячоліть. До них належать: глина, гіпс, вапно, цемент.

До повітряних в’язких речовин, що після змішування з водою твердіють на повітрі, належать: повітряне вапно, гіпсові й магнезіальні в’язкі, кислототривкі цементи, рідке скло; до гідравлічних – портландцемент, глиноземістий цемент, шлакові цементи.

З усіх в’язких речовин найбільшого застосування набули цементи, що класифікують за видом клінкеру і речовинним складом, міцністю при твердінні, швидкістю твердіння, терміном тужавлення, спеціальними властивостями.

Цементи на основі портландцементного клінкеру підрозділяють на цементи без активних мінеральних добавок (різноманітні види портландцементу) і шлакопортландцементи.

За тривкістю цементного каменю розрізняють високотривкі цементи марок 550, 600 і вище; підвищеної тривкості 500; рядові цементи марок 300 і 400; низькотривкі – марок нижче 300.

За швидкістю твердіння цементи розрізняють: особливо швидко твердіючі (1 доба), швидкотвердіючі (від 3 до 28 діб), звичайні (понад 28 діб).

За термінами тужавлення розрізняють цементи швидкотужавіючі (менше 45 хв), нормальнотужавіючі (від 45 до 90 хв) і повільнотужавіючі (більше 1,5 годин).

Портландцемент являє собою продукт тонкого здрібнювання цементного клінкера, одержуваного в результаті випалу до спікання сировинної маси вапняку і глини, що забезпечує переваження в цементі силікатів кальцію. Цей найважливіший будівельний матеріал за виробництвом і застосуванням посідає основне місце серед інших в’язких.

Якість клінкеру залежить від його хімічного і мінералогічного складу. Для одержання портландцементу високої якості клінкер має містити 75-78 % вапняку і 22-25 % глини. Такою природною сировиною є вапняні мергелі, але в природі їх мало, тому цементні заводи викорис­товують штучні суміші.

Технологічний процес виробництва цементу складається з підготовки сировинних матеріалів, суміші, випалу сировинної маси й одержання цементного клінкеру, здрібнювання його в тонкий порошок і змішування з добавками.

Вихідний матеріал подрібнюють у щокових або валкових дробарках; крейду, глину додають у залізобетонні резервуари, із яких глиняний шлам перекачується в трубний млин. Останній являє собою сталевий циліндр діаметром 3 м і висотою до 15 м, що обертається навколо горизонтальної осі.

Всередині млин розділений перегородками на 3-4 камери. Матеріал, що подається з одного кінця млина, постійно переміщується до другого і подрібнюється сталевими кулями, що перекочуються. Тонко здрібнений матеріал подається насосом у шламбасейни (залізобетонні або сталеві резервуари), в яких коректується хімічний склад шламу.

Випал сировинної суміші відбувається в обертових печах з листової сталі, футерованих всередині вогнетривким матеріалом. Обертові печі працюють за принципом противоплину, тобто сировина і паливно-повітряна суміш рухаються назустріч один одному. Потік розпечених газів розігріває масу до необхідної температури, відбувається вигоряння органічних речовин, спікання маси. Потім розпечений клінкер охолоджується в колосникових холодильниках до 50-200°С і у виді малих гранул передається на склад, де вилежується два тижні.

Розмелювання (здрібнювання клінкеру) здійснюється в трубних стрічкокамерних млинах. Готовий цемент транспортується пневматично в шлоси для охолодження, потім його розфасовують по 50 кг у багатошарові паперові мішки або завантажують у спеціально обладнані автомобілі (цементовози), у залізничні або водяні транспортні засоби. Зберігати цемент необхідно в закритих складах із щільним дахом, стінами і дерев’яною підлогою з метою захисту від впливу вологи. Важливо пам’ятати, що активність цементу знижується при збереженні: через 3 місяці – на 20 %, 6 місяців – 30 % і через рік на 40 %.

Цементна промисловість України випускає різноманітні марки цементів і портландцементів. Швидкотвердіючий портландцемент марок 400, 500 забезпечує підвищену міцність і використовується в немасивних залізобетонних конструкціях. Особливошвидкотвердіючий і надшвидкотвердіючий цементи марок 500, 600 забезпечують високу міцність і застосовуються в основному для аварійно-відбудовних робіт і за тих умов, коли висуваються високі вимоги до темпів початкового твердіння.

Шлакопортландцемент одержують здрібнюванням клінкеру, гранульованого шлаку і гіпсу. Марки цементу 300, 400, 500 застосовуються для виготовлення залізобетонних збірних виробів, при устрої монолітних наземних, підземних і підводних конструкцій, що піддаються дії грунтових вод.

Сульфатостійкий портландцемент марок 300, 400, 500 застосовують для підземних і підводних конструкцій, що піддаються сульфатній корозії, а також для бетонів підвищеної морозостійкості. Його одержують здрібнюванням портландцементного клінкеру з додаванням гіпсу.

Білий і кольоровий портландцементи одержують із чистих вапняків і білих глин (білий) і з додаванням мінеральних і органічних барвників і гіпсу (кольоровий). Вони призначені для архітектурно-оздоблювальних робіт. За кольором портландцементи підрозділяють на червоний, жовтий, зелений, блакитний, рожевий, коричневий і чорний, за механічною міцністю – на марки 300, 400, 500.