Чугун и его разновидности. Транспортировка растворов и бетонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Чугун и его разновидности

Чугун (тюрк.), сплав железа с углеродом (обычно более 2%) содержащий также постоянные примеси (Si, Mn, Р и S). Широко применяемые марки чугунов обычно содержат 2,5-4% углерода, 1-5% кремния, до 2% марганца, а также примеси фосфора и серы. В состав специальных чугунов входят легирующие добавки: ванадий, молибден, никель, титан, хром и др. Температура плавления чугунов зависит от их химического состава и примерно составляет 1200-1250оС.

Виды: белый, серый, ковкий, высокопрочный, половинчатый чугуны.

Структура чугуна зависит от скорости охлаждения и содержания в нём углерода и легирующих примесей. По структуре чугуны разделяют на белые и серые.

Белый чугун получил своё название от вида излома, который имеет белый или светло-серый цвет. Углерод в нём находится в химически связанном состоянии в виде цементита Fe3C. Цементит хрупок и обладает высокой твёрдостью, поэтому белый чугун не поддаётся механической обработке, для изготовления изделий применяется редко и сварке не подлежит. Из белого чугуна путём специальной термической обработки (длительная выдержка при температуре 1000оС) получают ковкий чугун. По механическим свойствам он пластичнее белого чугуна. Название «ковкий» это условное название, чугуны не используют в виде поковок, они практически не куются.

Высокопрочные чугуны получают добавлением в сплав некоторых легирующих элементов (магния, церия и др.). Серый чугун содержит в своём составе почти весь углерод в виде графита, поэтому излом его имеет серебристо-серый цвет. Серый чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом, поэтому он широко применяется как конструкционный материал. Серый чугун дешевле стали, отличается хорошими литейными свойствами, высокой износостойкостью, способностью гасить вибрации, хорошей обрабатываемостью. Отрицательными его свойствами являются пониженная прочность и высокая хрупкость.

Историческая справка. Первые сведения о чугуне относятся к 6 в. до нашей эры. В Китае из высокофосфористых железных руд получали чугун, содержащий до 7% Р, с низкой температурой плавления, из которого отливали различные изделия. Чугун был известен и античным металлургам 4-5 вв. до нашей эры. Производство чугуна в Западной Европе началось в 14 в. с появлением первых доменных печей (штюкофенов) для выплавки чугуна из руд. Полученный чугун использовали или для передела в сталь в кричном горне, или для изготовления различных строительных деталей и оружия (пушки, ядра, колонны и др.). В России производство чугуна началось в 16 в.; в дальнейшем оно непрерывно расширялось, и при Петре I Россия по выпуску чугуна превзошла все страны, но через столетие отстала от западно-европейских стран. Появление во 2-й пол. 18 в. вагранок позволило литейным цехам отделиться от доменных, т.е. положило начало независимому существованию чугунолитейного производства (при машиностроительных заводах). В начале 19 в. возникает производство ковкого чугуна. Во 2-й четверти 20 в. начинают применять легирование чугуна, что дало возможность существенно повысить его свойства и получать специальный чугун (износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие и т.д.). К этому же периоду относится также разработка способов модифицирования чугуна. В конце 40-х гг. был получен модифицированный чугун с включениями графита шаровидной формы вместо обычной пластинчатой. В 60-х гг. в электрических печах начали получать из стальных отходов с добавлением карбюризаторов т. н. синтетический чугун с высокими механическими свойствами при пластинчатой форме графита.

Маркировка. Чугун маркируют по буквенно-цифровой системе: первые буквы (С, К и В) обозначают серый, ковкий и высокопрочный чугун соответственно; вторая буква (Ч) обозначает чугун. В сером чугуне две цифры указывают на временное сопротивление. Например, в марке СЧ10 буквы СЧ обозначают серый чугун, 10 - временное сопротивление. В обозначениях ковкого и высокопрочного чугунов после буквенной маркировки (КЧ и ВЧ) первые две цифры также обозначают временное сопротивление, а вторые две - относительное удлинение, например КЧ 35-10 (ковкий чугун с временным сопротивлением не менее 350 МПа и относительным удлинением не менее 10%).

В промышленности разновидности чугуна маркируются следующим образом:

- передельный чугун - П1, П2;

- передельный чугун для отливок - ПЛ1, ПЛ2, передельный фосфористый чугун - ПФ1, ПФ2, ПФ3, передельный высококачественный чугун - ПВК1, ПВК2, ПВК3;

- чугун с пластинчатым графитом - СЧ (цифры после букв «СЧ», обозначают величину временного сопротивления разрыву в кгс/мм);

- антифрикционный чугун

- антифрикционный серый - АЧС,

- антифрикционный высокопрочный - АЧВ,

- антифрикционный ковкий - АЧК;

- чугун с шаровидным графитом для отливок - ВЧ (цифры после букв «ВЧ» означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм и относительное удлиненние (%);

- чугун легированный со специальными свойствами - Ч.

2. Транспортировка и хранение растворов и бетонов

1. Растворную смесь с противоморозными добавками следует перевозить в неутепленной таре.

Для сохранения необходимой удобоукладываемости растворной смеси с противоморозными добавками температура ее при транспортировании и укладке не должна быть ниже -3°С и выше 15°С.

Растворную смесь следует перевозить в автомашинах со специальными кузовами, в т.ч. в автомашинах, имеющих установку для перемешивания раствора во время перевозки. Транспортирование растворных смесей в обычных кузовах бортовых автомобилей запрещается.

Выгрузка растворных смесей на землю запрещается.

Смеси, расслоившиеся при перевозке, перед употреблением должны быть перемешаны.

2. Растворная смесь на строительных площадках должна храниться в утепленных ящиках с крышками. Запрещается использовать замерзшую и отогретую горячей водой смесь.

3. Запрещается добавлять воду или водные растворы противоморозных добавок в готовую растворную смесь.

4. Готовая растворная смесь и сухая растворная смесь при транспортировании и хранении должны быть защищены от попадания снега или воды, загрязнения посторонними примесями распыления и утечки.

5. Транспортирование сухих цементно-песчаных смесей должно производиться в условиях, исключающих их увлажнение.

6. Предприятие-изготовитель сухих цементно-песчаных смесей обязано сопровождать каждую отправляемую партию продукции паспортом, в котором указывается:

- наименование предприятия-изготовителя;

- наименование и назначение продукции;

- номер рецепта, номер технических условий;

- номер партии готовой продукции и дата ее изготовления;

- количество отгруженной продукции;

- состав сухой смеси с указанием добавки (неслеживающегося нитрита натрия) - «ЯД»;

- количество воды затворения;

- условия и срок хранения.

7. Монтажные смеси, затаренные в транспортные капсулы и неупакованные, транспортируются только специальным автотранспортом.

8. Механизированная подача растворов по этажам производится растворонасосами по шлангам или трубопроводам. Раствор транспортируется на этажи по инвентарным трубопроводам двумя основными схемами - тупиковой и кольцевой

При тупиковой схеме раствор поступает по стояку и шлангам в одном направлении в запасные бункеры или непосредственно через форсунку на оштукатуриваемые поверхности.

Тупиковая схема рекомендуется, только для зданий не выше двух этажей. В этой схеме стальные раствороводы могут быть заменены гибкими шлангами (рис. 98А).

При кольцевой схеме раствор движется непрерывно по замкнутому кольцу стального растворовода состоящего из напорной и обратной линий, собранных из труб диаметром На обратной линии в каждом этаже установлены трехходовые краны, обеспечивающие выдачу раствора в поэтажные бункеры. При закрытии кранов раствор свободно циркулирует по раствороводу, возвращаясь в бункер растворонасоса (рис. 98).

Растворонасосы, применяемые для транспортирования штукатурных растворов, приведены в табл. 237.

Рис. 97. Передвижная растворосмесительная станция треста Министерства строительства БССР для приготовления штукатурных растворов, транспортирования и нанесения их на поверхность:

1 - пульт управления; 2 - вибросито; 3 - растворомешалка; 4 - бункер; 5 - растворонасос; 6 - компрессор; 7 - электростанция.

Транспортировка бетона

C завода смеси доставляют на строительство автомобилями-самосвалами, автобетоносмесителями или автобетоновозами. Основной объем бетонной смеси доставляется на объекты автосамосвалами, поскольку они универсальны, выпускаются серийно и имеют сравнительно низкую стоимость. Однако перевозка смеси в этих транспортных средствах на большие расстояния приводит к значительным расходам из-за применения ручного труда для ее дополнительного перемешивания после разгрузки и очистки кузова. Поэтому такие транспортные средства целесообразно использовать для перевозок по дорогам с асфальтобетонным покрытием на расстояние до 25-30 км, а по другим, более низким типам покрытий - в радиусе до 15-20 км.

Более совершенный вид транспорта для доставки бетонной смеси - автобетоновозы, перевозящие ее в зависимости от дорожных условий на расстояния до 25-30 км. Они имеют опрокидной кузов мульдооб-разной формы, смонтированный на шасси автомобиля. Разгрузочное отверстие расположено выше уровня транспортируемой смеси, что предотвращает расплескивание ее и вытекание цементного «молока» (клея). Схема опрокидывания кузова обеспечивает полную выгрузку смеси без применения ручного труда. Кузов оснащен гидропобудителем, встряхивающим его в крайнем верхнем положении при выгрузке смеси.

Особое место занимают получившие в последнее время большое распространение автобетоносмесители. Они приготовляют бетон непосредственно на месте его укладки, а потому можно избежать сегрегации бетонной смеси при транспортировании на значительном расстоянии от бетонного завода.

Смесительные барабаны автобетоносмесителей гравитационного перемешивания циклического действия имеют привод от коробки отбора мощности базового автомобиля или от автономного двигателя внутреннего сгорания. Монтируют смеситель в зависимости от объема замеса непосредственно на шасси автомобиля или на полуприцепной платформе.

Автобетоносмесители загружают на бетонном заводе отдозированными сухими составляющими и водой, которые превращаются в бетонную смесь по пути следования машин к месту укладки. Они могут быть использованы и для перевозки готовых бетонных смесей. Изготовляют автобетоносмесители с объемом готового замеса до 10 м³. Внутри барабана укреплены две спиральные лопасти, которые при изменении направления вращения барабана выгружают бетонную смесь по веерному разгрузочному лотку.

Значительный недостаток автобетоносмесителей - необходимость промывки смесительных барабанов после каждого замеса во избежание схватывания прилипшего к стенкам барабана бетона, что требует дополнительных затрат воды и времени.

При движении по дорогам с плохим покрытием или частыми и крутыми поворотами вращение барабана бетоносмесителя затрудняет управление автомашиной. В таких случаях водители предпочитают перемешивать смесь после прибытия на объект.

Если автобетоносмеситель загружают готовой бетонной смесью, то технологически допустимое расстояние перевозки 70-90 км.

Очень важную технологическую операцию представляет разгрузка бетонной смеси на объекте. Время опорожнения барабана зависит от вместимости и формы барабана, частоты его вращения, подвижности смеси и т.д. Средняя скорость разгрузки составляет в зависимости от подвижности смеси от 1 до 5,5 м³/мин.

Технико-экономический анализ показал, что наиболее экономично и перспективно использовать автобетоносмесители на больших расстояниях. При перевозке готовой смеси на короткие расстояния (технологически допустимые для самосвалов) их применять неэкономично.

Транспортирование и хранение

1 Готовые бетонные смеси доставляют потребителю транспортом специализированных видов, предназначенным для доставки смеси.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается доставлять бетонные смеси автосамосвалами.

Сухие смеси доставляют в мешках, пакетах транспортом всех видов.

2 Применяемые способы транспортирования бетонных смесей должны исключать возможность попадания в них атмосферных осадков, нарушения однородности, потери цементного раствора, а также обеспечивать предохранение смеси в пути от воздействия ветра и солнечных лучей.

3 Срок хранения сухой бетонной смеси - 6 мес со дня приготовления.
По истечению срока хранения смесь должна быть проверена на соответствие требованиям настоящего стандарта. В случае соответствия смесь может быть использована по назначению.

3. Портландцемент. Сырьё, основы технологии

Портландцемент - гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса (1,5…3%). Клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей в портландцементе преобладание силикатов кальция. К клинкеру для замедления схватывания цемента добавляют гипс. Для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости портландцемента допускается введение минеральных добавок.

Производство. Основные операции при получении портландцемента: приготовление сырьевой смеси, обжиг ее до получения цементного клинкера и помол его совместно с добавками. Клинкер имеет следующий химический состав(%): СаО - 62…68, SiO₂ - 18…26, А1₂О₃ - 4…9, Fе₂О₃ - 2…6. Чаще используют известняк и глину в соотношении 3:1. В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки и промышленные отходы, обеспечивающие требуемый состав клинкера.

Тщательно подготовленную сырьевую смесь (рис. 8.1.) подают на обжиг во вращающуюся печь, диаметром до 7 м и длиной до 185 м. Изнутри печь выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3…4?) углом к горизонту и вращается (0,8…1,3 мин^-1), благодаря этому сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига 1450° С. При таких высоких температурах оксид кальция СаО, образовавшийся в результате разложения известняка, взаимодействует с оксидами SiO₂, А1₂О₃ и Fе₂О₃, образующимися при разложении глины. Продукты взаимодействия, частично плавясь и спекаясь друг с другом, образуют портландцементный клинкер - плотные твердые гранулы серого цвета. В состав портландцементного клинкера входят четыре основных минерала (табл. 8.1) и небольшое количество стеклообразного вещества.

Таблица 8.1. Минеральный состав портландцементного клинкера

чугун портландцемент клинкер бетон

Примечание: В скобках сокращенное обозначение клинкерных минералов.

Портландцементный клинкер (на 60…80%) состоит из силикатов кальция, из-за чего портландцемент называют силикатным цементом.

Для получения портландцемента клинкер размалывают в трубных или шаровых мельницах с гипсом и другими добавками. Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола клинкера. При взаимодействии с влагой воздуха активность портландцемента падает, поэтому его предохраняют от действия влаги. Портландцемент хранят в силосах, а транспортируют в специальных вагонах, автомобилях-цементовозах.

4. Список литературы

1. Гуляев А.П. Металловедение, М., 1986

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение, М., 1986

Размещено на Allbest.ru