Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Формирование ассортимента и экспертиза качества цемента

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ростовский государственный строительный университет

Институт строительных технологий и материалов

Кафедра вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Товароведение и экспертиза силикатных товаров. Часть I

Товароведение и экспертиза минеральных вяжущих веществ»

на тему: «Формирование ассортимента и экспертиза качества

цемента»

г. Ростов-на-Дону

2009г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………… 3

1. Общие положения

1.1 Ассортимент и классификация цементов на основе портландцементного

клинкера……………………………………………………………………………… 5

1.2. Характеристика используемых в производстве сборного железобетона

цементов……………………………………………………………………………… 13

2. Расчетная часть

2.1 Расчет потребности в вяжущих (с учетом норм естественной убыли и труд-

ноустранимых потерь сырья) в процессе производства, от момента их постав-

ки на предприятие до момента изготовления бетонной смеси…………………… 17

2.2 Расчет потребности в цементах по заданной годовой производительности по отдельным видам изделий………………………………………………………….. 18

2.3 Определение количества и объема складских емкостей……………………… 19

2.4 Разработка условий транспортирования, приемки и хранения получаемого предприятием вяжущего……………………………………………………………. 20

2.5 Определение основных показателей качества цементов…………………….. 24

2.6. Составление плана лаборатории по испытанию вяжущих, разработка ее оснащенности…………………………………………………………………………... 26

2.7 Составление контрольных карт, журналов контроля, составление паспорта качества, маркировка цементов………………………………………………………. 30

2.8. Определение основных сопроводительных документов при поставке цементов…………………………………………………………………………………….. 35

3. Охрана труда, техника безопасности и охрана окружающей среды…………. 35

Список использованной литературы………………………………………………. 39

Введение

Вяжущие вещества и бетоны на их основе – древнейшие строительные материалы. Первым природным вяжущим была глина. Однако в виду низких потребительских качеств данных материалов люди занимались поиском более совершенных вяжущих.

Развитие производства вяжущих материалов на Руси было связано со строительством древних городов — Киева, Новгорода, Ростова, Владимира, Москвы.

Рождением же цемента в современном понимании считается 1822 год, когда русский строитель Егор Челиев получил вяжущий материал из смеси извести и глины. Свои результаты он изложил в книге «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», изданной в Петербурге. Несколько лет спустя, он же выпустил книгу, где описал способ приготовления цемента и бетона, а так же плюсы его использования для кладки кирпичей при строительстве зданий и набережных.
В Англии в этом же направлении работал Д. Аспдин, получивший в 1824 г. патент на «Усовершенствованный способ производства искусственного камня», названного портландцементом из-за своей схожести с камнем, добываемым вблизи г. Портленда. Но, несмотря на то что это название сохранилось до наших дней, полученное Аспдином вяжущее не было портландцементом в современном смысле этого слова, в отличии от гидравлического вяжущего, описанного Челиевым. Начиная со второй половины 19 в. портландцемент прочно входит в строительную практику.

Сегодня цемент применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, облицовочных плит, труб, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов конструкций и сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе современные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие обычные материалы. Существует множество разновидностей цемента и все они, в той или иной степени, отличаются по своим технологическим свойствам. Существуют особенности применения каждого вида цемента, области строительства и отделки, для которых наилучшим образом подходит какой-то определенный вид цемента.

В настоящее время Россия занимает пятое место в мире по объемам производства цемента, уступая Китаю, Индии, США и Японии. Российская цементная промышленность находится в числе самых быстрорастущих мировых индустрий с темпами около 9%, при этом в ближайшие годы можно прогнозировать увеличение темпов роста.

Цель данной курсовой работы заключается в обобщении и закреплении полученных теоретических знаний. Основными задачами работы являются: изучение ассортимента и классификации цементов, их основных свойств и характеристик, установление показателей качества и области применения цементов, рассмотрение условий транспортирования, приемки и хранения цементов.

В курсовой работе также были произведены расчет потребности предприятия по производству сборного железобетона в цементах (на примере завода ККПД, г. Красный Сулин) и определение количества и объема складских емкостей для хранения цементов.

1. Общие положения

1.1 Ассортимент и классификация цементов на основе портландцементного клинкера

Минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, затвердевающую со временем в камневидное прочное тело. В зависимости от условий твердения различают вяжущие материалы: воздушные, гидравлические, кислотоупорные и автоклавного твердения. Каждую из этих групп в свою очередь делят на подгруппы в соответствии с составом и основными свойствами отдельных вяжущих веществ.

Воздушными вяжущими веществами называют материалы, способные схватываться, твердеть, превращаться в камневидное тело и длительно сохранять прочностные характеристики только в воздушной среде. Это определяет рациональную область применения в надземных сооружениях, не подвергающихся воздействию влаги. К этой группе относят строительную известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие вещества.

Кислотоупорные вяжущие вещества после затвердевания на воздухе способны длительное время сохранять прочность при воздействии минеральных кислот. К этой группе относят кислотоупорный цемент, кварцевый кремнефтористый цемент и др.

Вяжущие вещества автоклавного твердения - превращаются в камень только при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара 0,9…1,3 МПа и температуре 167…198^оС. К этой группе относят известково-кремнеземистые вяжущие, известково-шлаковые и др.

Гидравлическими вяжущими веществами (цементами) называют материалы, способные при затворении водой, после предварительного затвердевания на воздухе, продолжать твердеть в воде, сохраняя и увеличивая свою прочность.

Таблица 1 - Классификация гидравлических вяжущих веществ

Признак классификации	Вид цемента
1. По назначению:	- общестроительные - специальные
2. По виду клинкера, на основе:	- портландцементного клинкера (портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатостойкий портландцемент, пуццолановый портландцемент, гидрофобный, пластифицированный, быстротвердеющий портландцемент, портландцемент нормированного минералогического состава, ВНВ и др.); - глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера; - сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера
3. По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы:	22,5; 32,5; 42,5; 52,5
4. В зависимости от величины марочной прочности:	-высокопрочные (М500, М550, М600); - рядовые (М400 и М300); - низкомарочные (ниже М300)
5. По скорости твердения:	- нормальнотвердеющие - с нормирование прочности в возрасте 2(7) и 28 суток; - быстротвердеющие - с нормированием прочности в возрасте 2 суток, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 суток
6. По срокам схватывания:	- медленносхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч; - нормальносхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч; - быстросхватывающиеся - с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин

Портландцемент (ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия») – это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с гипсом, а также со специальными добавками. Портландцементный клинкер - продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей преимущественно из высокоосновных силикатов кальция, а также алюминатов и алюмоферритов кальция. Содержание оксида магния MgO в клинкере не должно быть более 5,0 % массы клинкера. Содержание SO₃ в обычных цементах должно быть не менее 1,0 и не более 3,5 %, а в высокопрочных и быстротвердеющих - не менее 1,5 и не более 4,0%.

Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при

помоле добавляют двуводный гипс. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Выпускают портландцемент без минеральных добавок: ПЦ-Д0(обычный портландцемент) и два вида портландцемента с минеральными добавками: ПЦ- Д5 ( добавок до 5%) и ПЦ-Д20( добавок свыше 5 до 20%) . Содержание активных минеральных добавок не должно быть более 20%. По прочности при сжатии цемент подразделяют на марки: портландцемент – 300, 400, 500, 550 и 600.

Наряду с портландцементом цементная промышленность выпускает ряд его разновидностей, отличающихся особенностями технологии и строительно-техническими свойствами.

Быстротвердеющий портландцемент (ПЦ - Б) (ГОСТ 10178-85) - это цемент на основе портландцементного клинкера с минеральными добавками, отличающийся быстрым набором прочности в первые сроки твердения.

Получить его можно либо путем более тонкого помола обычного клинкера, либо применением клинкера определенного минералогического состава. Ускорению твердения цемента в начальный период способствует также уменьшение содержания в нем активных минеральных добавок. Содержание SO₃ в цементе не менее 1,5% и не более 4%. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Прочность нормируется в возрасте 2 и 28 суток. Быстротвердеющий портландцемент выпускают только с добавками и двух марок: 400 и 500.

Предназначен такой цемент для изготовления сборных железобетонных конструкций и изделий в заводских и полигонных условиях, а также для скоростного строительства.

Гидрофобный цемент (ПЦ - ГФ) (ГОСТ 10178 - 85) - получают при помоле портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой (не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки). В качестве гидрофобизирующих добавок используют мылонафт, асидол, олеиновую кислоту, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др. По ГОСТу такой цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента. Добавки понижают гигроскопичность цемента при его хранении и повышают подвижность, удобоукладываемость растворных (бетонных) смесей и морозостойкость затвердевших материалов. Гидрофобный портландцемент не комкуется и практически не теряет прочности при длительных перевозках и хранении.

Применяют их, когда требуется длительное хранение цемента или перевозка его на дальние расстояния, а также для наружной штукатурки зданий, в дорожном и гидротехническом строительстве.

Пластифицированный портландцемент (ПЦ - ПЛ) (ГОСТ 10178- 85) получают, вводя при помоле клинкера и гипса не более 0,3 % ЛСТ( лигносульфонаты кальция) массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Это ПАВ пластифицирует бетонные смеси, преимущественно жирные, позволяет снижать водоцементное отношение без ухудшения подвижности смесей и в ряде случаев дает возможность уменьшать расход цемента. Вместе с тем повышается морозостойкость отвердевшего бетона. По ГОСТу подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех видов должна быть такой,

чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) (ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия») - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного или электротермофосфорного шлака (по ГОСТ 3476 - 74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов»). Количество шлака в шлакопортландцементе должно быть свыше 20% и не более 80%. Допускается замена части шлака активными минеральными добавками (не более 10%). Содержание ангидрида серной кислоты (SO₃) в цементе должно от 1,0% до 4,0%, окиси магния (MgO) в исходном клинкере не более 5%.

Повышение дозировки гипса обеспечивает рост прочности шлакопортландцемента. Скорость твердения ШПЦ зависит от минералогического состава клинкера, вида и содержания шлака в цементе и тонкости измельчения компонентов. Наиболее высокие прочностные показатели у шлакопортландцемента, приготовленных на основе клинкеров с повышенным содержанием C₃S и C₃A.

Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400 и 500, а также быстротвердеющий шлакопортландцемент марки 400.

Как правило, ШПЦ применяют при гидротехническом строительстве в зонах постоянного погружения, при строительстве шахт и портовых сооружений, при работе бетона в агрессивных средах. ШПЦ высоких марок используют для производства сборных железобетонных конструкций с применением тепловлажностной обработки.

Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) (ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия») отличается повышенной устойчивостью цементного камня к агрессивному воздействию сульфатных вод, что объясняется сниженным содержанием трехкальциевого алюмината (C₃A) в клинкере. Выпускают сульфатостойкий портландцемент без добавок (ССПЦ – Д0) и с минеральными добавками (ССПЦ - Д20). В последнем допускается использовать смеси шлака и пуццоланы, общее количество которых не должно превышать 20 %. ССПЦ изготовляется из клинкера нормированного минералогического состава:содержание С₃А не должно превышать 5%, C₃S - 50%, С₃А +C₄AF - 22%, MgO - 5%_,Al₂O₃ - 5%. Содержание ангидрида серной кислоты SO₃ в цементе должно быть не более 3,0 %. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в сырьевых материалах и добавках, применяемых для производства сульфатостойких цементов, не должна быть более 740 Бк/кг.

Выпускают сульфатостойкий портландцемент марки 400, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками марками 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Они предназначены для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, а также для бетонов повышенной морозостойкости.

Пуццолановый портландцемент (ППЦ) (ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия») - это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое в результате совместного помола портландцементного клинкера нормированного минералогического состава (с содержанием C₃A не более 8%, MgO - 5%_, Al₂O₃ - 5%), гипса и активных минеральных добавок. Содержание добавок свыше 20% и не более 40%. Содержание SO₃ не более 3,5 %. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 ч от начала затворения. Пуццолановые портландцементы выпускают марок 300 и 400. Водопотребность ППЦ значительно выше, чем у ПЦ. Поэтому морозостойкость и атмосферостойкость бетонов на ППЦ ниже, чем на ПЦ. ППЦ отличаются несколько замедленным твердением при нормальной температуре в первые сроки. При твердении во влажных условиях или в воде прочность во времени повышается.

ППЦ обладают способностью к пластической деформации в условиях повышенной влажности. А бетоны на основе пуццолановых портландцементов от -

личаются высокой устойчивостью к образованию трещин.

Он предназначен для изготовления подземных и подводных конструкций

зданий и сооружений, плавательных бассейнов, в водопроводных сооружениях, при строительстве туннелей, при укладке фундаментов и подвалов зданий.

Белые портландцементы (ПЦБ) (ГОСТ 965-89 «Портландцементы белые. Технические условия») отличаются от остальных видов портландцемента цветом, поэтому весь технологический процесс получения таких цементов подчинен требованию обеспечения белизны. Сырьем служат известняки, глины и пески с минимальным содержанием красящих оксидов, которые придают обычному портландцементу зеленовато-серый цвет: оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) - более 0,5%, нерастворимого остатка - более 1,5% по массе. Содержание ангидрида серной кислоты (SO₃) в белых портландцементах должно быть не более 3,5% по массе.

Качество белого цемента оценивают коэффициентом отражения, показывающем отношение его белизны к белизне принятого эталона в процентах. В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочное матовое стекло типа МС-20 с коэффициентом отражения не менее 95%. По степени белизны белые цементы разделяют на три сорта: 1, 2, и 3 с коэффициентом отражения соответственно 80, 75 и 70 (коэффициент отражения обычного портландцемента – 20…40).

Выпускают цементы М400 и М500 двух видов - белый портландцемент (без минеральных добавок и добавок-наполнителей) и белый портландцемент с минеральными добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%). В качестве добавок используют вещества белого цвета - обожженный каолин, светлый диатомит и т.д.

Допускается введение в белые портландцементы специальных добавок не

более 2% массы цемента. Начало схватывания белых портландцементов должно

наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Белый цемент широко используется при изготовлении белых бетонов, белых штукатурных смесей и затирок, искусственного камня и кирпича, наливных полов, элементов декора, цементно-известковых строительных растворов, различных клеевых составов, в индустриальной отделке зданий, служит основой для

цветных цементов и бетонов.

Цветной портландцемент (ГОСТ 15825-80 «Портландцемент цветной. Технические условия») получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с минеральными и органическими красителями, гипсом и активной минеральной добавкой. Цветной портландцемент должен содержать не менее 80 % клинкера, не более 6 % активной минеральной добавки, не более 15 % минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5 % органического пигмента от массы цемента. По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный. В качестве пигментов используют охру, железный сурик, оксид хрома. Красящие пигменты должны обладать щелоче- и светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня. Допускается вводить в портландцемент специальные добавки, улучшающие его декоративные свойства, в количестве не более 2 % массы цемента. Выпускают цементы марок: 300, 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 12 ч от начала затворения.

Цветной портландцемент применяется для изготовления цветных бетонов, растворов, штукатурок, отделочных смесей и цементных красок.

Тампонажные портландцементы (ГОСТ 1581- 96 «Портландцементы тампонажные. Технические условия») - предназначены для тампонирования нефтяных, газовых и других скважин с целью защиты их от воздействия грунтовых вод. Тампонажные цементы изготовляют совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса и добавок.

По температуре применения цементы подразделяют на цементы, предназна-

ченные для: низких и нормальных температур (15-50)°С; умеренных температур (51-100)°С; повышенных температур (101-150)°С.

Условия работы цемента в скважине очень сложны (высокие температура, давление, воздействие агрессивных вод). Поэтому к тампонажным цементам предъявляют жесткие технические требования: цементный раствор должен обладать высокой текучестью, обеспечивающей возможность его свободного закачивания и проникновения в затрубное пространство; текучесть при В/Ц= 0,5 должна сохраняться независимо от температуры и давления в скважине; строгое ограничение сроков схватывания, с тем чтобы начало схватывания наступало не раньше, чем окончится тампонирование; обеспечение достаточно высокой механической прочности через 2 суток твердения. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф, в цементе не должна быть более 740 Бк/кг.

1.2 Характеристика используемых в производстве сборного железобето-на цементов

Завод ККПД в г. Красный Сулин использует в производстве сборного железобетона следующие виды цементов: ШПЦ 400, ГЦ 40 и ГЦ50.

ЩПЦ 400 – Шлакопортландцемент марки 400.

Технические характеристики:

- предел прочности определяется в возрасте 28 суток и должен составлять не менее, указанных значений:

при изгибе - 5,4 (55) МПа (кгс/см²),

при сжатии - 39,2 (400) МПа (кгс/см²);

- содержание SO₃ - от 1,0% до 4,0%;

- содержание MgO - не более 5%;

- удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в цементе не должна быть более 370 Бк/кг.

Особенностью шлакопортландцемента, важной для заводского производства сборного железобетона, является интенсивный рост его прочности при пропаривании, особенно в области высоких температур. Наиболее интенсивно растет прочность при изгибе. Одновременно повышаются морозо-, соле- и трещиностойкость.

Широкое применение шлакопортландцемента связано с тем, что он обладает рядом положительных эксплуатационных характеристик. Ему свойственны:

- более низкое тепловыделение при твердении и меньшие объемные деформации, что позволяет использовать его в массивных бетонных надводных и подводных сооружениях;

- повышенная жаростойкость;

- хорошая сцепляемость с арматурой в бетоне;

- стойкость против агрессивного воздействия сульфатной коррозии.

Но по сравнению с портландцементом ШПЦ менее устойчив к низким температурам.

По уровню общих затрат на производство шлакопортландцемент на 15…20% эффективнее портландцемента, так как при его производстве значительная часть клинкера заменяется более дешевым необжигаемым материалом - гранулированным шлаком. При использовании доменных шлаков для производства шлакопортландцемента топливно-энергетические затраты на 1 т продукта снижаются в 1,5-2 раза. Так, при производстве ШПЦ М400 расход топлива в среднем на 36% ниже, чем при производстве бездобавочного портландцемента той же марки. Расход электроэнергии сокращается на 12%, а затраты на содержание и эксплуатацию оборудования - на 10-15%.