Оценка уровня качества цемента

 

 

 

 

 

 

                                                            

 

 

 

 

 

                                      Сухой способ производства

Производство портландцементного клинкера по сухому способу складывается из следующих операций.

 
 
Известняк и глину предварительно дробят, затем высушивают до влажности  примерно 1% и измельчают в сырьевую муку. Сушат известняк и глину  либо раздельно, используя для этой цели сушильные барабаны или другие тепловые аппараты, либо совместно  в сырьевых сепараторных мельницах, в которых одновременно осуществляются помол и сушка материалов. Последний  способ более эффективен и применяется  на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу. 
Для получения сырьевой муки определенного химического состава мельниц ее направляют сначала в смесительные, а затем в корректирующие силосы, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием CаCO3). В силосах мука перемешивается сжатым воздухом. 
Подготовленная сырьевая смесь поступает в систему циклонных теплообменников, состоящую из нескольких (обычно четырех) степеней циклонов, соединенных между собой и с короткой (40-70 м) вращающейся печью газоходами. Проходя последовательно через все циклоны, сырьевая мука нагревается движущимися ей навстречу дымовыми газами, выходящими из печи. Время пребывания смеси в циклонных теплообменниках не превышает 25-30 с. Несмотря на это, сырьевая мука не только успевает нагреться до температуры 700-800 С, но и полностью дегидратируется и частично (на 20-25%) декарбонизируется. Из циклонов материал поступает в печь, где происходят дальнейшие реакции образования цементного клинкера. Из печи клинкер пересыпается в холодильник, и после охлаждения направляется на клинкерный склад. 
Другие технологические операции при сухом способе производства - подготовка гидравлических добавок и гипса, помол цемента, его хранение и отправка потребителю - такие же, как и при мокром способе.

 

                        Полусухой способ производства

Схема получения портландцементного клинкера при полусухом способе производства состоит из следующих операций.

 
 
Приготовление сырьевой муки в этом случае производится как и при сухом способе производства. Полученная мука проходит стадию грануляции в барабанных или тарельчатых грануляторах, и в виде гранул размером 10-20 мм и влажностью 11-16% поступает на обжиг. 
Гранулированную сырьевую смесь обжигают в коротких вращающихся печах, оборудованных конвейерными кальцинаторами (эти установки для получения клинкера называют печами Леполь). 
Гранулы сначала поступают на конвейерный кальцинатор - бесконечную, заключенную в неподвижный кожух колосниковую решетку, движущуюся со скоростью 25-50 м/ч. Выходящие из печи газы проходят через слой гранул, лежащий на решетке, и нагревают материал до температуры около 900 С, полностью высушивая его и частично на 20-30% декарбонизируя. Подготовленный таким образом материал поступает во вращающуюся печь, в которой завершается образование цементного клинкера. 
Гранулированную или брикетированную сырьевую смесь можно обжигать в шахтных печах, которые представляют собой вертикальную шахту, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. В этом случае гранулирование или брикетирование сырьевой смеси производится совместно с частицами угля, которые добавляют в муку при ее помоле (способ "черного брикета"). 
Гранулы или брикеты поступают в шахтную печь сверху, нагреваются горячими дымовыми газами и за счет сгорания запрессованных в них частичек угля. Образовавшийся клинкер выгружается внизу шахты и направляется на склад. 
Остальные операции производства портландцемента не отличаются от соответствующих стадий мокрого способа производства.

 

                             Комбинированный способ производства

Комбинированный способ производства портландцемента заключается в подготовке сырьевых материалов по мокрому способу, а обжиге смеси - по схеме полусухого. Основные технологические операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе получения клинкера следующие.

 
 
Приготовленный в сырьевой мельнице шлам влажностью 35-45% после его корректировки  поступает в дисковый или барабанный вакуумфильтр, где он обезвоживается до влажности 16-20%. Образующийся при  этом "сухарь" смешивается затем  с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка  пыли предотвращает слипание "сухаря" и снижает остаточную влажность  в нем до 12-14%. 
Приготовленная таким образом сырьевая смесь поступает на обжиг, который может осуществляться в печах полусухого способа производства. 
Остальные операции производства портландцемента по комбинированному способу не отличаются от соответствующих стадий мокрого способа производства. 

                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         6.Номенклатура показателей качества цемента

 

Наименование критерия, показателя качества и единицы измерения	Условное обозначение  показателей качества
1. Технический  уровень
1.1. Показатели назначения	Н з
1.1.1. Показатели назначения общие
1.1.1.1. Предел прочности  при сжатии, МПа (кгс/см2)	R сж
1.1.1.2. Предел прочности  при изгибе, МПа (кгс/см2)	R изг
1.1.1.3. Сроки схватывания,  ч, мин	-
1.1.1.4. Вещественный состав, % по массе	-
1.1.1.5. Тонкость помола (степень  дисперсности), по остатку на сите, % по массе или по удельной  поверхности, м2/кг (см2/г)	-
1.1.1.6. Содержание окиси  магния ( MgO ), % по массе	-
1.1.1.7. Содержание ангидрида  серной кислоты ( SO 3 ), % по массе	-
1.1.2. Показатели назначения дополнительные
1.1.2.1. Минералогический состав  клинкера, % по массе	-
1.1.2.2. Содержание в клинкере  свободной окиси кальция ( CaO св ), % по массе	-
1.1.2.3. Содержание щелочных  окислов, % по массе	-
1.1.2.4. Содержание нерастворимого  остатка, % по массе	-
1.1.2.5. Содержание окиси  алюминия ( Al 2 O 3 ), % по массе	-
1.1.2.6. Подвижность цементнопесчаного  раствора, мм	-
1.1.2.7. Гидрофобность, мин	-
1.1.2.8. Экзотермия, кДж/кг (кал/г)	-
1.1.2.9. Ложное схватывание	-
1.1.2.10. Линейное расширение, %	-
1.1.2.11. Самонапряжение, МПа  (кгс/см2)	-
1.1.2.12. Растекаемость цементного  теста, мм	-
1.1.2.13. Водонепроницаемость	-
1.2. Показатели долговечности	Н д
1.2.1. Равномерность изменения  объема	-
1.3. Показатели сохраняемости	Н с
1.3.1. Гарантийный срок  хранения, мес.	-
1.3.2. Условия хранения	-
1.4. Эстетические показатели	Эг
1.4.1. Степень белизны, %	-
1.4.2. Цвет	-
1.5. Показатели технологичности	Т х
1.5.1. Удельный расход топлива,  кг усл. топлива/т цемента	Q т
1.5.2. Удельная энергоемкость,  кВт · ч/т цемента	Э э
1.6. Показатели транспортабельности	Т р
1.6.1. Показатели транспортабельности общие
1.6.1.1. Масса нетто одной  упаковки, кг (т)	М
1.6.2. Показатели транспортабельности дополнительные	-
1.6.2.1. Температура отгружаемого  цемента, ° С
1.7. Эргономические показатели	Э р
1.7.1. Степень токсичности  цемента	Х с
2. Показатели стабильности  качества	С
2.1. Показатели однородности	-
2.1.1. Показатели однородности общие	-
2.1.1.1. Доля партий при  текущем контроле с показателями  прочности, сниженными не более  чем на 5% против минимальных значений, установленных стандартом или  другими нормативными документами	-
2.1.1.2. Доля партий при  текущем контроле с показателями  прочности, сниженными более чем  на 5% против минимальных значений, установленных стандартом или  другими нормативными документами	-
2.1.2. Показатели однородности  дополнительные	-
2.1.2.1. Коэффициент вариации  предела прочности при сжатии, %	-
3. Показатели экономической  эффективности
3.1. Себестоимость, руб./т	С
3.2. Отпускная цена, руб./т	-
3.3. Рентабельность, %	Р
3.4. Годовой экономический  эффект, получаемый в народном  хозяйстве, руб.	Э
3.5. Потери от экономических  санкций и рекламаций, руб.	-
4. Показатели конкурентоспособности  на внешнем рынке	-
4.1. Показатель патентной  чистоты	П ч
4.2. Показатель патентной  защиты	П з
4.3. Наличие экспорта	-
5. Состояние стандартов
5.1. Соответствие Государственной  системе стандартизации	С п
5.2. Соответствие стандартам  СЭВ	-

 

В своей курсовой работе я выбрал такие показатели качества как морозостойкость, насыпная плотность, дробимость, прочность на изгиб при нормальном твердении(28сут),прочность на сжатие при нормальном твердении(28сут), время загустевания цемента, капилярно-открытая пористость. Я считаю эти 7 показателей самыми важными, так как основное назначение цемента – это использование для приготовления бетона.Это говорит о том, что эти показатели являются важнейшими, и в дальнейшем я буду использовать их в своей работе.

 

 

Наименование  критерия, показателя качества и единицы  измерения	Условное обозначение  показателей качества
Морозостойкость
Насыпная плотность
Дробимость
Прочность на изгиб при  нормальном твердении(28сут):
Прочность на сжатие при  нормальном твердении(28сут):
Время загустевания цемента	-
Капилярно-открытая пористость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             7. Выбор метода определения показателей качества цемента

При определении показателей  качества продукции пользуются различными методами:

-измерительный

-регистрационный

-органолептический

-расчетный

-экспертный

-социологический

-статистический

Измерительный метод - основан на информации, получаемой с использованием технических измерительных средств. Результаты непосредственных измерений при необходимости приводятся путем соответствующих пересчетов к нормальным или стандартным условиям, например, к нормальной температуре, к нормальному атмосферному давлению и т. п. С помощью измерительного метода определяются значения: масса изделия, сила тока, число оборотов двигателя, скорость автомобиля и др. 
Регистрационный метод - основан на использовании информации, получаемой путем подсчета числа определенных событий, предметов или затрат, например, отказов изделия при испытаниях, числа частей сложного изделия (стандартных, унифицированных, оригинальных, защищенных авторскими свидетельствами или патентами и т. п.). Этим методом определяются показатели унификации, патентно-правовые показатели и др. 
Органолептический метод - основан на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятии органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. При этом органы чувств человека служат приемниками для получения соответствующих ощущений, а значения показателей находятся путем анализа по" лученных ощущений на основе имеющегося опыта и выражаются в баллах. Точность и достоверность этих значений зависят от способностей, квалификации и навыков лиц, их определяющих. Этот метод не исключает возможности использования некоторых технических средств (лупа, микрофон и т. д.). С помощью органолептического метода определяются показатели качества кондитерских, табачных, парфюмерных изделий и другой продукции, использование которой связано с эмоциональным воздействием на потребителя. 
Расчетный метод - основан на использовании информации, получаемой с помощью теоретических или эмпирических зависимостей. Этим методом пользуются при проектировании продукции, когда последняя еще не может быть объектом экспериментальных исследований. Расчетный метод служит для определения значений массы изделия, показателей производительности, мощности, прочности и др.

Экспертный метод - осуществляется группой специалистов-экспертов, например, товароведов, дизайнеров, дегустаторов и т. п. С помощью экспертного метода определяются значения таких показателей качества,которые не могут быть определены более объективными методами. Этот метод используется при определении значений некоторых эргономических и эстетических показателей. 
Социологический метод - осуществляется фактическими или потенциальными потребителями продукции. Сбор мнений потребителей производится путем устных опросов или с помощью распространения специальных анкет-вопросников, а также путем организации конференций, выставок и т. п. При необходимости используются совместно несколько методов определения значений показателей качества продукции. 
Статистические методы - основаны на определении значений показателей качества продукции с использовании методов теории вероятности и математической статистики. Область применения статистических методов чрезвычайно широка и охватывает весь жизненный цикл товара (проектирование, производство, использование и т.д.). Статистические методы применяются в системах качества, при сертификации продукции систем качества. Методы математической статистики позволяют с заданной вероятностью проводить оценку качества изделий. Статистические методы способствуют сокращению затрат времени на контрольные операции и повышению эффективности контроля.

 

 

Показатель качества, расчетная  формула	Метод определения
Морозостойкость: =+   Где - фактический коэффициент повышения прочности цемента  и  – соответственно максимальная и минимальная морозостойкость цемента, цикл  и  – соответственно максимальный и минимальный коэффициенты повышения прочности цемента	Расчетный метод
Капилярно-открытая пористость: = - объём воды  затворения в 1л уплотненной  смеси образца цемента за вычетом  водоотделения или водопоглощения заполнителями в процессе уплотнения - удельная  контракция применяемого цемента  к сроку испытания материала  на морозостойкость - масса песка  в 1л цементной смеси - стехиометрический  коэффициент контракции цемента	Расчетный метод
Насыпная плотность: рн= где m – масса заполнителя в насыпном состоянии V- объём заполнителя	Расчетный метод
Дробимость: Др=100%   Где  - масса испытанной пробы - масса остатка  на контрольном сите после  испытания	Расчетный метод
Прочность на изгиб при  нормальном твердении(28сут):   =	Расчетный метод
Прочность на сжатие при  нормальном твердении(28сут):   =	Расчетный метод
Время загустевания цемента	Измерительный метод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   8.Методы оценки показателей качества цемента.

Методы оценки уровня качества продукции делятся на:

дифференциальный;

комплексный;

смешанный.

Дифференциальным называется метод оценки качества продукции, основанный на сопоставлении единичных показателей ее качества. При этом для каждого из показателей рассчитываются относительные показатели качества по формулам:

                                                                                      (1)

                                                                                      (2)

где       P_i – числовое значение i-го показателя качества оцениваемой продукции;

P_iбаз – числовое значение i-го показателя качества базового образца.

Формула (1) используется, когда  увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует улучшение  качества продукции. Формула (2) используется, когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует  ухудшение качества продукции.

Комплексным называется метод оценки уровня качества продукции, основанный на сопоставлении комплексных показателей качества оцениваемого и базового образцов продукции:

,

где       Q_оц – обобщенный показатель качества оцениваемой продукции;

Q_баз – обобщенный показатель качества базовой продукции.

Смешанный метод оценки уровня качества продукции на совместном применении единичных и комплексных показателей качества:

1)      При смешанном методе часть единичных показателей объединяют в группы и для каждой определяют комплексный (групповой) показатель. Некоторые особо важные показатели в группы не включают, а рассматривают отдельно. Объединение в группы должно производится в зависимости от цели оценки.

2)      Найденные величины групповых комплексных показателей и отдельно выделенных единичных показателей подвергают сравнению с соответствующими значениями базовых показателей, т.е. применяют принцип дифференциального метода.

     

 

 

 

 

                                  9.Выбор базовых показателей цемента.

В своей курсовой работе я выбрал такие показатели качества как морозостойкость, насыпная плотность, дробимость, прочность на изгиб при нормальном твердении(28сут),прочность на сжатие при нормальном твердении(28сут), время загустевания цемента, капилярно-открытая пористость. Я считаю эти 7 показателей самыми важными, так как основное назначение цемента – это использование для приготовления бетона.