Контрольная работа по "Производственные технологии"

Министерство  образования Республики Беларусь 

Полоцкий  государственный университет 
 
 
 

Факультет – заочный

Кафедра – «Трудовое обучение» 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу  «Производственные технологии» 
 
 
 
 
 

Курс  – 1

Группа  – 10-ЭПз-3

Фамилия, имя, отчество – Потапенко Кристина Александровна

Домашний  адрес – 211400, г.Полоцк, ул. Е. Полоцкой дом 23 кв.116  
 
 

Номер зачётной книжки – . . . . . .

Номера  вопросов –

1 раздел  – 15

2 раздел  – 15, 32, 52, 64

3 раздел  – П.К.А. 
 
 
 
 
 
 
 

Новополоцк, 2010 г. 

1 РАЗДЕЛ 

ВОПРОС: Научно-технический прогресс в производстве вяжущих веществ. Новые виды вяжущих веществ (фосфатные цементы, цементно-полимерные композиции) 

Вяжущими или  цементирующими веществами называются массы, употребляемые в полужидком, тестообразном состоянии, преимущественно для соединения (сцепления, связывания) между собою строительных камней, впоследствии отвердевающие и принимающие каменистый характер 1).

Большей частью к этим веществам примешивают  песок или иное, ему подобное, отощающее тело — отчасти в видах экономии, отчасти же, чтобы предупредить растрескивание тестообразной массы при ее высыхании; такие смеси вяжущих веществ с песком собственно и называются в строительной технике растворами.

Рассматриваются возможные нанотехнологические  приемы, позволяющие на атомно-молекулярном уровне управлять процессами структурообразования цементного камня и бетона с целью получения высококачественной продукции с заведомо заданными эксплуатационными свойствами.

Производство  строительных материалов, отвечающих требованиям времени, в условиях жесточайшей конкуренции возможно только на основе современных технологий с учетом ранее достигнутых результатов.

Когда мы говорим  о технологии, то следует помнить, что это не только совокупность методов обработки и изготовления продукции, это еще и наука, изучающая физико-химические, механические и другие закономерности с целью изменения потребительских свойств продукции, поиска наиболее эффективных и экономичных производственных процессов.

В последние  годы не только в специальной научной литературе, но и в популярной, обращается внимание на развитие и перспективы нанотехнологии в разных отраслях промышленности и, в частности, в производстве строительных материалов, в которых компоненты имеют нанометрические масштабы. На этапе начального развития любой науки и технологии преобладает так называемое сравнительное изучение того или иного явления или процесса. Затем оно перерастает в форму прогнозирования, проектирования, дизайна и предначертанного создания нового. Так происходит и со строительным материаловедением.

Использование уже известных знаний о гидратационных процессах и связанных с ними процессах структурообразования на наноуровне, влияние различных модификаторов открывает возможность «легирования» цементосодержащих (и не только их) систем.

Легирование происходит от немецкого legiren - сплавлять и латинского ligo -связываю, соединяю и означает ввод в какую-либо систему легирующих элементов, в т.ч. и посторонних атомов для получения новых свойств.

Легирование цементных, гипсовых, известковых и смешанных композиций органоминеральными и химическими добавками, а также армирование тонкодисперсными фибрами и углеродными трубками часто приводит к возникновению бифуркационных процессов с образованием новых свойств материалов, ранее не характерных.

Одним из широко применяемых сегодня приемов  нанотехнологии в производстве бетонов, растворов, паст на основе минеральных вяжущих веществ является использование различных добавок, в том числе и ПАВ. Они во многом предопределяют заранее заданные свойства, а иногда и непредсказуемые.

Новые виды вяжущих веществ

Цинк-фосфатные  цементы (ЦФЦ) имеют широкий диапазон применения — от цементирования или фиксации ортопедических несъемных конструкций из сплавов и фарфора и ортодонтических аппаратов до применения их в качестве прокладочных материалов для защиты пульпы от токсического воздействия постоянной пломбы.

Состав и отверждение. Порошок на 75-90 % состоит из окиси  цинка с добавлением окиси магния, окиси кремния и окиси алюминия. Жидкость представляет собой водный раствор фосфорной кислоты, содержащий Н,РО4 от 45 до 64 %. В жидкость также входят 2-3 % алюминия и 0-9 % цинка. Алюминий необходим для реакции образования цемента, тогда как цинк является замедлителем реакции между порошком и жидкостью, что обеспечивает достаточное время для работы.

Некоторые цементы  имеют модифицированный состав. Они  в качестве добавок могут содержать ионы серебра, фторид натрия, гидроокись кальция, окись меди и др. Отверждение ЦФЦ идет по схеме: окись цинка + фосфорная кислота => аморфный фосфат цинка. Образовавшийся фосфат цинка связывает вместе непрореагировавший оксид цинка и другие компоненты цемента. Структура затвердевшего цемента содержит частицы непрореагировавшего оксида цинка, окруженные фосфатной матрицей.

Способ применения и свойства. Для достижения устойчивого успеха требуются точная дозировка компонентов и соблюдение времени перемешивания. Пластинка должна быть тщательно высушена. Порошок добавляется к жидкости небольшими порциями для достижения необходимой консистенции. Цемент не нужно трогать до окончания времени затвердевания. Помутневшую жидкость использовать нельзя. При увеличении соотношения порошок/жидкость смесь получается более вязкой, время затвердевания сокращается, увеличивается прочность, уменьшаются растворимость и количество свободной кислоты.

При комнатной  температуре (21-23 °С) рабочее время  для большинства цементов этой группы составляет 3-6 мин., время затвердевания 5-14 мин. Можно получить более короткое время затвердевания, если использовать охлажденную пластинку для замешивания.

Преимущества  ЦФЦ:

    * легкость  применения,

    * достаточная  прочность,

    * рентгеноконтрастность.

Недостатки ЦФЦ:

    * плохая  адгезия,

    * растворимость  во внутриротовой жидкости,

    * отсутствие  антибактериального эффекта,

    * раздражающее  действие на пульпу зуба,

    * неэстетичность. 

Цементно-полимерные композиции.

Исходные материалы  представляют из себя смесь портландцемента  или глиноземистого цемента с фракционированным кварцевым песком, полимерными добавками, поверхностно-активными Самонивелирующиеся цементно-полимерные композиции веществами и пигментами. Технология устройства таких полов достаточно проста и высокопроизводительна. После смешивания исходной композиции с водой образуется маловязкая текучая смесь, которая наносится на предварительно подготовленное и загрунтованное основание, распределяется специальными раклями до достижения необходимой толщины и тщательно прокатывается игольчатыми валиками для удаления вовлеченного воздуха. Средняя толщина цементно-полимерного слоя 6-8 мм. При необходимости создания более толстых слоев (10-20 мм) исходная композиция может наполняться крупным фракционированным кварцевым песком. При укладке на слабое основание, для снижения вероятности трещинообразования, цементно-полимерный слой армируется полипропиленовыми волокнами или щелочестойкой стеклосеткой.

Цементно-полимерные полы (рис. 1) используются при реконструкции действующих производств, когда замена бетона представляется нецелесообразной или крайне сложной. Использование цементно-полимерных полов в качестве самостоятельных покрытий в помещениях с интенсивными механическими на грузками, из-за незначительной толщины, возможно только при достаточной прочности бетонного основания, на которое они укладываются.                                                                        Рисунок 1

Некоторы типы самонивелирующихся цементно-полимерных покрытий на глиноземистом цементе  по своим эксплуатационным свойствам  превосходят бетон с верхним  упрочненным слоем (при использовании сухого упрочнителя на кварцевом наполнителе).

При невысокой  и средней интенсивности эксплуатации на цементно-полимерный слой можно  нанести тонкослойное эпоксидное или  полиуретановое покрытие, что придает полу декоративность, повышенную износостойкость и химическую стойкость.

Использование дробеструйной обработки бетона перед нанесением самонивелирующихся цементно-полимерных систем (впрочем, как и перед нанесением любых полимерных) обязательно

2 РАЗДЕЛ 

15. Значение минеральных кислот (серной, азотной, фосфорной, соляной.) Технико-экономическая оценка видов сырья, применяемых для производства минеральных кислот (на примере серной кислоты). 

Производство  серной кислоты (рис. 2) — одной из самых сильных и дешевых кислот — имеет важное народнохозяйственное значение, обусловленное ее широким применением в различных отраслях промышленности. 

     

Рисунок 2 

Крупные потребители серной кислоты должны производить ее на своих предприятиях вне зависимости от ведомственной  принадлежности; это позволит в 3 раза сократить загрузку железнодорожного транспорта и потребность в цистернах.

Увеличится  использование в производстве минеральных  удобрений отработанных серных кислот после их очистки и регенерации. 
 
 
 

Азотная кислота (рис. 3) является одним из основной исходной продукции для полу чения множества азотсодержащих веществ. До 80% азотной кислоты расходуется с целью получения минеральных удобрений ( аммиачная и кальциево-аммиачная селитра, растворы карбамида-нитрата аммония, сульфат-нитрат аммония, нитрат-магния-аммония) Наиболее важное значение имеют нитраты натрия, калия, аммония и кальция,

      Рисунок 3           которые еще называются селитрами.

Как отмечает в  своем исследовании британское консалтинговое агентство Merchant Research & Consulting Ltd., в  целом мировой рынок азотной кислоты в настоящее время является достаточно насыщенным, однако спрос на промышленные химикаты неуклонно повышается.

Мировое производство азотной кислоты (рис. 4) оценивается в 750-800 млн. тонн. При этом только около 15-20% азотной кислоты поступает на рынок. Производство промышленных химикатов (главным образом, адипиновой кислоты, толуилендиизоцианатов (ТДИ) и нитробензола на базе азотной кислоты) сконцентрировано, в основном, в Западной Европе и США.

                       Рисунок 4

Фосфорная  кислота  имеет  большое  значение  как   один   из   важнейших

компонентов питания  растений. Фосфор используется растениями для  построениясвоих самых жизненно важных частей - семян и плодов.

Производные ортофосфорной  кислоты очень нужны не только растениям,  но  и животным. Кости, зубы,  панцири,  когти,  иглы,  шипы  у  большенства  живых  организмов  состоят,  в  основном,  из  ортофосфата  кальция.  Кроме   того, ортофосфорная  кислота,  образуя  различные   соединения   с   органическими веществами, активно участвуют в процессах обмена веществ живого организма  сокружающей средой. В  результате  этого  производные  фосфора  содержатся  в костях,  мозге,  крови,  в  мышечных  и  соединительных  тканях   организмов  человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в составе  нервных(мозговых)  клеток,  что  позволило  А.Е.  Ферсману,  известному  геохимику, назвать фосфор "элементом мысли". Весьма отрицательно (заболевание  животных рахитом, малокровие, и др.) сказывается  на  состоянии  организма  понижение содержания  в  рационе  питания  соединений  фосфора  или  введение   их   в неусвояемой форме.

Применение фосфорной  кислоты 

  Применяют   ортофосфорную  кислоту  в   настоящее  время  довольно  широко. Основным ее потребителем служит  производство  фосфорных  и  комбинированных удобрений.   Для   этих   целей   ежегодно   добывается   во    всем    мире фосфоросодержащей руды около 100  млн.  т.  Фосфорные  удобрения  не  только способствуют повышению урожайности различных  сельскохозяйственных  культур, но   и   придают   растениям   зимостойкость   и   устойчивость   к   другим неблагоприятным климатическим условиям, создают условия для  более  быстрого созревания урожая в районах с  коротким  вегетативным  периодом.  Они  также благоприятно действуют на почву, способствуя  ее  структуированию,  развитию почвенных бактерий, изменению  растворимости  других  содержащихся  в  почве веществ и подавлению некоторых образующихся вредных органических веществ.