|
Развитие народного хозяйства
определяется в первую очередь ростом капитального строительства и
реконструкцией старых предприятий, систем транспорта и связи, строительством
жилых и общественных зданий. Все это требует большого количества строительных
материалов, от качества и эффективности которых во многом зависят сохранность
и стоимость зданий и сооружений.
Среди разнообразия строительных материалов особую
популярность приобрел бетон. Благодаря высоким техническим свойствам и
экономическим показателям он признан одним из самых эффективных материалов.
Сейчас иет ни одной области строительной техники, где бы ни применялся бетон
в «чистом» виде или в сочетании со сталью — в виде железобетона.
Бетон представляет собой искусственный каменный материал,
получаемый из вяжущего вещества, воды и заполнителей — леска и гравия или щебня.
Вяжущее вещество в бетоне скрепляет зерна заполнителей в прочный монолит.
Естественно, что от качества вяжущего как скрепляющего материала в основном
зависят важнейшие технические свойства бетона, его прочность и 'долговечность.
В качестве вяжущих веществ для приготовления бетонов в
основном применяют цементы; в отдельных случаях используют и другие вяжущие —
гипс, известь.
Строительными вяжущими веществами называются
тонкоизмельченные порошки, способные с водой образовывать пластичное, клейкое
тесто, постепенно загустевающее и переходящее в камнеподобное состояние.
Номенклатура вяжущих веществ весьма разнообразна; имеются
вяжущие воздушные, которые могут твердеть только на воздухе, такие, как
воздушная известь, гипс и другие; гидравлические, затвердевающие не только на
воздухе, но и в воде — например портландцементы, пуццолановые и шлаковые
цементы.
Все строительные вяжущие вещества являются искусственными
материалами. Технологический процесс их получения складывается из двух
основных операций — обжига горной породы и измельчения обожженого продукта.
Считают, что первыми вяжущими были гипс и воздушная
известь; люди научились их получать 4000—6000 лет тому назад.
Низкая температура обжига гипса (в пределах 80—150° С)
сделала возможным обжиг гипсосодержащих пород в природных условиях в районах
жаркого климата при выходе залежей гипсового камня на поверхность. Одним из
таких районов был древний египетский город Алабастрон, от которого и
произошло первое название строительного гипса — алебастр.
Для обжига воздушной извести требуется более высокая
температура (около 1000°С). Однако достигнуть ее можно при обжиге на кострах
или в кучах, складываемых послойно из известняка и дров. Обоженные куски
извест- ияка хотя и обладают значительной прочностью, но имеют замечательное
свойство превращаться в тончайший порошок при соприкосновении с водой.
Высокая клеящая способность известкового теста позволила
приготовлять (известковые смеси с большим количеством паска, еатвердевающие в
прочный каменный материал. Это .вызвало поистине техническую .революцию на
заре развития строительной техники. Интерес к воздушной извести был настолько
значителен, что древние философы посвящали ей свои произведения.
В период Римской империи, примерно 2000 лет назад, было
открыто еще одно замечательное свойство извести. Если к ней добавить в
измельченном виде некоторые вещества, полученная смесь приобретает
способность затвердевать не только в сухих условиях, но и в воде. Эти
вещества получили вначале название пуццолановых добавок по имени города
Поццуолли в Италии, где имеются большие залежи пуццоланы — вулканического
пепла. Затем эти добавки назвали активными минеральными, или гидравлическими.
В России в качестве активных минеральных добавок,
придающих воздушной извести способность твердеть в воде, применяли толченый
кирпич (цомян- ку), пемзу, туф. По архивным данным, первый завод в России,
изготовлявший водостойкие вяжущие (цемент), находился в Москве. На нем толкли
кирпич (цемянку), смешивали ее с известью и получали цемент.
Цементное производство в России существовало еще в конце
XVII века Оно полностью обеспечивало широко развернувшееся гидротехническое
строительство при Петре I.
Следующим более совершенным гидравлическим вяжущим явилась
гидравлическая известь (начало XVIII в.). Было замечено, что известняки,
содержащие глинистые примеси, после обжига медленно гасятся , но приобретают
способность затвердевать в воде.
В конце XVIII века, намереваясь получить гидравлическую
известь из «глиняных почек» (известняков с большим содержанием глины,
называемых мергелями), обнаружили, что продукт обжига не гасится водой, но,
будучи измельчен', способен быстро затвердевать как на воздухе, так и в воде.
Этот вид нового'Бяжущего, названный романцементом, быстро и широко вошел в
строительную практику и до второй половины XIX века являлся основным видом
гидравлического вяжущего вещества для наиболее ответственных гидротехнических
сооружений.
Стремление получить еще более совершенный вид
гидравлического вяжущего привело Е. Челиева к весьма важному открытию: при
обжиге смеси извести и глины до «белого жару» (температура свыше 1100—1200°
С) получался спекшийся (частично сплавленный) продукт, обладавший в
измельченном виде способностью твердеть ® -воде. В 1826 ir. Е. Челиеш в Москве
выпустил кмиту, в которой обобщил опыт, (накопленный русскими строителями оо
получению и применению этого материала
В Англии в этом направлении работал Д. Аспдин. В 1824 г. он взял патент иа «Усовершенствованный способ производства искусственного камня».
Из-за сходства с портландским камнем, добываемым вблизи г.
Портленда, этот искусственный камень был назван портландцементом.
После 20—30 лет широкого применения портландцемента в
гидротехническом строительстве было установлено, что стойкость его в водных
условиях в ряде случаев далеко не достаточна: многие гидротехнические
сооружения были разрушены или находились в аварийном состоянии. Для повышения
стойкости портландцементного бетона в водных условиях было предложено вводить
в портландцемент гидравлические (пуццолановые) добавки и доменные шлаки. Этим
были заложены основы производства новых видов вяжущих— пуццоланового и
шлакового портландцемента. В изобретении и совершенствовании этих цементов
большая заслуга принадлежит русским ученым проф. А. Р. Шуляченко, акад. А. А.
Байкову, проф. В. Н. Юнгу и многим другим.
Первый завод портландцемента в России был построен в 1856 г. в г. Грод- зеце. Затем появились заводы в Глухоозерске, Подольске, Новороссийске, Вольске и
других городах. Для измельчения сырья и клинкера на первых заводах применяли
толчеи, бегуны, жернова. Обжигали сырьевые материалы в немеханизированных
шахтных печах.
С конца XIX века стали применять более совершенные
помольные аппараты — однокамерные шаровые мельницы, а с первого десятилетия
текущего столетия в цементном производстве появляются трубные многокамерные
шаровые мельницы.
Примерно с 1900 г. для обжига стали применять вращающиеся
печи. Длина печей была 25 м, днаметр 1,8 м, производительность около 30 г в сутки.
За годы Советской власти цементные заводы оснащены
высокопроизводительным отечественным оборудованием. Например, в 1928 г. среднечасовая производительность вращающихся печей составляла всего 5 г и наиболее крупной — 7,2 т, а сейчас часовая производительность печей длиной 160 м составляет 25 г, а на некоторых заводах вошли в эксплуатацию вращающиеся печи длиной 185 м, производительностью 80 т в час, что позволяет выпускать до 2000 г клинкера в сутки. Только одна такая печь выпускает цемента почти в 10 раз больше, чем вся цементная
промышленность выпустила в течение 1920 г.
В настоящее время цементная промышленность — одна из
ведущих высокомеханизированных отраслей нашего народного хозяйства. Большие
успехи достигнуты в области повышения производительности труда. В царской
России выработка на одного рабочего, занятого в цементной промышленности,
составляла около 100—200 т цемента в год. а в настоящее время равна около
1000 т. В ближайшие годы имеется в виду поднять выработку одного рабочего до
2000 т и более цемента в год.
По уровню выпуска всех основных строительных материалов в 1965 г. СССР прочно занимает первое место в мире, а по выпуску вяжущих веществ Советский Союз еще в 1962 г. обогнал самые развитые капиталистические страны, в том числе и США. В 1965 г. в СССР выпущено 72,4 млн. т цемента.
Наряду с увеличением выпуска цемента совершенствуется и
его качество, расширяется номенклатура. В 1940 г. средняя прочность цемента составила около 250 кгс/см2, а в 1965 г. она достигла 500 кгс/см2.
Программой КПСС, принятой иа XXII съезде, поставлена
основная задача — создать к 1980 г. материально-техническую базу коммунизма.
Это в первую очередь связано с капитальным строительством и требует все более
возрастающего количества цемента. Пятилетний план на 1966—1970 гг. предусматривает
довести выработку цемента до 100—105 силн. т в год.
Такой скачок развития цементной промышленности реализуется
за счет строительства новых и реконструкции действующих предприятий,
оснащения их высокопроизводительными агрегатами с широким применением
автоматического управления технологическим процессом. Эти мероприятия
способствуют не только увеличению выпуска цемента, но и существенно повышают
его качество, снижают стоимость и затраты труда на его изготовление.
Весьма важная роль в выполнении поставленных задач по
развитию цементной промышленности принадлежит производственным кадрам. Чтобы
успешно управлять сложными технологическими агрегатами, вести технологический
процесс по заданному режиму и получать дешевую продукцию высокого качества,
рабочие должны постоянно повышать свою квалификацию. Для подготовки на
производстве рабочих и предназначено данное пособие.
|