Безопасность технологического производства бетонных смесей

     Существует градация и по величине зерен, иначе говоря, по модулю крупности. Здесь присутствуют три раздела – мелкозернистый (с частичками до 2 мм), среднезернистый (от 2-х до 3-х мм) и крупнозернистый (от 3 мм).

     Карьерный песок получил наибольшее распространение среди всех остальных видов этого материала. Это объясняется просто – он весьма доступен. Добывают его в карьерах, откуда он и получил свое название, на небольшой глубине залегания. Из-за простоты разработки и стоимость его невысока. Однако качество такого строительного песка позволяет с успехом использовать его при производстве бетонов, жилищном строительстве и при устройстве дорожного покрытия из асфальта. Небольшое присутствие глинистых частиц, характерное для него, приносит даже пользу – растворы менее подвержены оседанию частиц.

     Намывной песок - добывается тоже в карьерах, но с использованием специальной водяной технологии. Он востребован в тех областях строительства, где нужна высокая однородность исходного сырья, например, при изготовлении гладких бетонов, предназначенных для изготовления тротуарной плитки. Модуль крупности для песка из карьеров не имеет четких границ. Здесь можно встретить все его градации.

     Речной песок - в дополнительной обработке не нуждается, он и так имеет по своей природе высокую степень очистки. Потоки воды освободили его от посторонних включений типа органики и глинистых примесей. Добыча его осуществляется со дна рек и строго регламентируется экологическими нормами. Поэтому такой строительный песок распространен не так широко как предыдущий его вид и по этой причине имеет более высокую стоимость. Однако его уникальные свойства, обусловленные чистотой и однородностью, делают его в отдельных случаях незаменимым. Величина песчинок у него редко когда превышает полтора миллиметра.

     Морской песок - стоит на вершине природной технологической цепочки. В нем практически не существует посторонних примесей, а в процессе очистки участвовала еще и соль. Практически всюду он желанный компонент, – начиная от бетонных конструкций и заканчивая мелкодисперсными сухими смесями. Область его применения ограничена невозможностью массовых выработок и высокой ценой. Поэтому, несмотря на уникальные характеристики, для песка такого типа присутствует определенный дефицит.

Щебень

     Гранитный щебень — это щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространенной на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, застывшую на больших глубинах. Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. И имеет цвет красный, розовый или серый, оправляемый от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путем взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня.

     Гравийный щебень — щебень, получаемый путем просеивания карьерной породы, а также путем дробления природной каменной скалы. По прочности гравийный щебень уступает гранитному щебню, но есть и преимущества — радиоактивный фон его обычно очень низкий и цена ниже, чем на гранитный. Гравийный щебень применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог.

Существует два вида гравийного щебня:

Колотый щебень — это обычный природный или дробленный.

Гравий — это округлые камушки, как правило речного или морского происхождения.

     Известняковый щебень — продукт дробления осадочной горной породы (известняка), состоящего, главным образом, из кальцита (карбонат кальция СаСО3).

     Известняковый щебень (иногда его ещё называют известковый или доломитовый щебень) — один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий. Так же допускается его использование при устройстве дренажей, при условии того, что он имеет достаточно плотную структуру.

     Вторичный щебень - щебень, получаемый при дроблении строительного мусора — бетона, кирпича, асфальта. Стандарты описаны в ГОСТ 25137-82. Для его получения используется то же самое оборудование, что и при производстве других видов щебня. Процесс состоит из следующих основных стадий: сначала строительный мусор с помощью погрузчика помещается в бункер питателя, затем дробилка разбивает крупные куски на щебень, после этого проводится выборка металлических включений (на металлолом) и дальнейшее фракционирование щебня на грохоте (спросом пользуется и несортированная фракция).

     Шлаковый щебень - получают дроблением отвальных металлургических шлаков или специальной обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень). В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20-30 % меньше, чем традиционных. В зависимости от крупности зерен щебень делится на фракции: 5- 10, 10-20, 20-40, 40-70, 70-120 мм. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного - не более 15%; улучшенного - 25; обычного - 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину.

Вода

     Вода в бетонной смеси выполняет две функции: во-первых, участвует в химических реакциях, которые вызывают схватывание и твердение бетона, и, во-вторых, служит смазкой для смеси гравия, песка и цемента, облегчающей ее укладку.

     Её качество должно находиться на высоком уровне, поскольку оно влияет на сложные процессы формирования твердых структур и гидратных новообразований, которые зарождаются в их окружении. Кроме того, для большинства минеральных вяжущих компонентов, вода не только растворитель, но и химический компонент, активно вступающий в реакции. Если рассматривать процесс взаимодействия внутри состава, то вода для бетона необходима для того, чтобы обеспечить составу реакцию с цементом и превращение его в монолитную массу. Соответственно, её количество строго рассчитывается для каждой марки. Данный параметр должен быть таковым, чтобы произошла реакция с вяжущим материалом, и в процессе этого взаимодействия не осталось лишней воды, поскольку это приведёт к образованию в материале пустот после того, как состав станет монолитным.

2. Технология производства  бетонных смесей.

2.1. Общие сведения  о технологии производстве бетонных  смесей.

     Изготовление бетона – это долгий и трудный процесс. Сначала по рецепту лаборатории отмеривают в сухом виде требуемое количество цемента и заполнителей. Затем взвешенные составные части высыпают в бетономешалку и одновременно подают в нее воду. Бетономешалку приводят в движение в помощью электродвигателя. Цель перемешивания – это получение из зернистых материалов однородной смеси. Продолжительность перемешивания устанавливают заранее. После перемешивания исходные материалы образуют пластичную смесь, похожую на тяжелую жидкость. Поэтому свежеприготовленный бетон называют не бетоном, а бетонной смесью. Лишь через некоторое время смесь затвердевает и превращается в камень, а окончательную прочность приобретает еще позже. Этот камень и является бетоном. Однородность бетонной смеси – одно из важнейших к ней требований: если смесь будет неоднородной, бетон буден неодинаково прочным в различных участках конструкции и легко может разрушиться при нагрузке. Как же узнать, однородна полученная смесь или нет? Для этого из разных мест берут несколько проб объемом, превышающим размеры  самого крупного зерна заполнителя. Если все пробы имеют один и тот же постоянный состав, т. е. одинаковое количество щебня или гравия, песка цемента и воды, то бетонную смесь можно признать однородной. После перемешивания бетонную смесь часто приходиться  транспортировать от бетономешалки к месту укладки, при этом очень важно, чтобы смесь сохранила свою однородность, так как при перевозке смеси угрожает расслаивание. Почему? Потому что зерна заполнителя в бетонной смеси стремятся опуститься. Установлено, что расслаивание будет тем больше, чем  слабее сцепление между раствором и заполнителем. Расслаивания бетонной смеси при перевозке можно избежать, если продолжить перемешивание смеси во время движения в автобетономешалке.

3. Анализ вредных  и опасных производственных факторов.

3.1. Общие положения.

     При выполнении работ по производству бетонных смесей должна быть обеспечена безопасность для работающих при возникновении следующих опасных и вредных производственных факторов: запыленность и загазованность воздуха, уровень шума и вибрации, недостаточная освещенность, отклонения от оптимальных норм температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне; электробезопасность применяемых машин и оборудования.

     Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и параметры микроклимата не должны превышать норм, установленных ГОСТ 12.1.005-88. Допустимые значения уровней шума и вибрации, создаваемые машинами на рабочих местах, соответственно по ГОСТ12.1.003-83 и ГОСТ12.1.012-90.

     При выполнении работ по приготовлению бетонной смеси в опасных зонах порядок допуска к производству работ , а также границы опасных зон , в пределах которых действуют опасные факторы, должны соответствовать СНиП III-4-80.

3.2. Требования  безопасности к производственному  оборудованию при производстве  бетонной смеси.

     При производстве бетонной смеси существуют опасные и вредные производственные факторы, которые негативно воздействуют организм на человека. Следовательно, нужно выявить и знать какие ОВПФ существуют при производстве бетона для их устранения.

На территории бетонных заводов выделение загрязняющих веществ происходит в основном следующих цехах:

- в цехе подготовки  битума,

- в цехе производства  и подготовки минеральных материалов (склады щебня, песка, ленточные транспортеры, грохоты);

- в котельной, гараже, складе  ГСМ.

     В воздух рабочей зоны могут выделяться в основном следующие вещества: неорганическая пыль с разным содержанием диоксида кремния, углеводороды, оксиды углерода карбита, ангидрид сернистый, оксид серы, сажа, свинец и его неорганические содержания.

     Для обеспечения минимального загрязнения окружающей среды используют три типа оборудования: сухие пылеуловители, мокрые пылеуловители (скрубберы) и пылеуловители с рукавными фильтрами. Сухой пылеуловитель обычно устанавливается перед остальными системами очистки и называется первичным пылеуловителем. Мокрый пылеуловитель (мокрый скруббер) и пылеуловитель с рукавными фильтрами являются вторичными пылеуловителями. Первичный пылеуловитель используется для очистки дымовых газов от более крупных частиц заполнителя. Вторичный пылеуловитель используется для очистки дымовых газов от мелких частиц минеральных материалов (пыли).

     Для работы горелки требуется определенное количество воздуха.

     Этот воздух вместе с продуктами сгорания топлива и выпаренной из минеральных материалов влагой перемещается через сушильный или сушильно-смесительный агрегат со скоростью, зависящей от режима работы  бетоносмесительной установки. Содержание пыли в дымовых газах возрастает пропорционально увеличению производительности  дымососа. На бетоносмесительных установках непрерывного действия количество попадающей в дымовые газы пыли можно значительно сократить путем ускорения подачи в сушильно-смесительный агрегат битума. Чем раньше осуществляется подача битума в сушильно-смесительный агрегат, тем меньше пыли захватывается потоком дымовых газов. Загрязненность дымовых газов зависит от режима работы сушильно-смесительного агрегата - степени заполнения барабана материалом, расположения точки подачи битума и скорости движения газов. Загрязненность дымовых газов может резко колебаться при изменении зернового состава минеральных материалов и режимов работы асфальтосмесительной установки.

Под эффективностью работы оборудования для очистки дымовых газов подразумевается отношение количества пыли, оставшейся в пылеуловителе, к количеству пыли, содержавшейся в дымовых газах до его прохождения через пылеуловитель. В частности эффективность пылеуловителя можно определить по количеству частиц, выбрасываемых из вытяжной трубы. Основным загрязнителем дымовых газов являются мелкие фракции, мелкодисперсная пыль, которая попадает в атмосферу через негерметичное оборудование или трубопроводы. Для асфальтосмесительных установок периодического действия можно назвать три основных источника утечки мелкодисперсной пыли: элеватор для подачи горячего материала на грохоты и в смесительный агрегат. В результате разгрохотки горячих материалов появляется мелкодисперсная пыль. Она также появляется в процессе цикла сухого смешивания в смесительном агрегате. Для предотвращения выбросов мелкодисперсной пыли в атмосферу необходимо закрыть грохоты герметичным кожухом и свести цикл сухого перемешивания к минимуму.

Кроме этого возможно применение специальной системы очистки дымовых газов от мелкодисперсной пыли. Эта система состоит из трубопровода с регулируемыми заслонками, который подводится с одной стороны к кожуху грохотов, бункерам для хранения горячих материалов, весовому бункеру-дозатору и смесительному агрегату, а с другой стороны - к вентилятору-дымососу, который подает пыль в пылеуловитель второй стадии очистки. Если на асфальтосмесительных установок вентилятор-дымосос для не используется, то трубопровод соединяется с пылеуловителем второй ступени очистки. Как на асфальтосмесительных установках периодического действия, так и на асфальтосмесительных установках непрерывного действия трубопровод между сушильным и сушильно-смесительным агрегатом и оборудованием для очистки дымовых газов может служить причиной попадания в атмосферу мелкодисперсной пыли. Все отверстия в трубопроводе необходимо герметично закрыть, чтобы вся находящаяся в дымовых газах пыль попадала в пылеуловитель. Рекомендуется сразу устранить имеющиеся неплотности, чтобы вентилятор-дымосос не осуществлял подсос дымовых газов, уменьшая тем самым его количество, подаваемое к горелке. Таким образом, при работе с оборудованием для очистки дымовых газов необходимо обращать внимание на следующее:

-  необходимо периодически  контролировать цвет выходящих  из вытяжной трубы дымовых  газов.

-  при использовании  мокрого скруббера необходимо  регулярно проверять форсунки  трубы Вентури.

-  необходимо проверять  чистоту воды в резервуаре-отстойнике  в том месте, где вода откачивается  из резервуара.

-  при использовании  пылеуловителя необходимо следить  за тем, чтобы перепад давления  в рукавных фильтрах был в  интервале от 50,4 до 152,4 мм водяного  столба.