Splavmetal.ru

Сплав Металл
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

О пыли в трех словах (часть 3)

О пыли в трех словах (часть 3)

Частицы пыли под микроскопом

Физико-химические характеристики пыли используются в технике пылеулавливания. Дисперсионный состав пыли определяет скорость витания (осаждения) частиц пыли в воздухе и соответствующий механизм улавливания пыли. Скорость осаждения зависит от удельного веса пылеобразующего материала и формы частиц пыли.

Таблица 1. Скорость осаждения частиц пыли

Практически это означает, что частицы размером 2,5 мкм за час преодолевают в неподвижном воздухе 1–2,5 метра — то есть продолжают витать, а частицы размером 10 мкм проходят дистанцию более 25 метров и оседают на подстилающих поверхностях.

Определение размеров частиц имеет значение для определения эффективности пылеулавливания. Еще в 30-х годах прошлого столетия установлено, что частицы размером до 1 мкм улавливаются силами инерции, менее 1 микрон — электростатическими силами и силами межмолекулярного воздействия.

Средний размер частиц пыли варьируется от 180 до 0,65 микрон. Причем пыли со 100% содержанием частиц более 10 микрон всего девять наименований. Это зола углей, угольная пыль, пыль формовочной земли до обжига, пыль зачистки чугунного литья и заточных станков, пыль при помоле известняка, при пересыпке зерна, крахмала, порошковых моющих средств. Такая пыль полностью (100%) задерживается тканевыми фильтрами начиная с F5 класса, а также циклонами и электрическими фильтрами. Эффективность улавливания остальных видов пыли варьируется от 84 до 99,8%.

Слипаемость (разрывная прочность)

Разрывная прочность (слипаемость) пыли, измеряемая усилием в Паскалях (Па), важна для оценки эффективности стряхивания пыли с задерживающих её поверхностей, и, в первую очередь, фильтрующих тканей.

При значениях разрывной прочности меньше 60 Па пыль практически не слипается, а при величине 300–600 и более Па с трудом рассыпается и плохо отделяется от фильтрующей поверхности при воздействии сил механического встряхивания или продувки воздухом.

Смачиваемость

Смачиваемость пыли является важным параметром для применения аппаратов мокрой очистки газов и для мокрой очистки оборудования от пыли. Практически не смачивается угольная пыль, пыль формовочной земли, пыль от заточных станков, электроплавильных печей, пыль порошковой краски, сажа, компоненты приготовления резиновых смесей. Полностью смачивается зола от сжигания угля, горелая формовочная земля, пыль мартеновской печи, шахтной вагранки, печей получения кремния, пыль боксита из печи спекания и меди при плавке в конвертере, пыль известняка, цемента, серного колчедана. Все частицы мельче 5 мкм гидрофобные независимо от состава.

Разрывная прочность и смачиваемость имеют не только техническое значение для пылеулавливания, но и санитарно-гигиеническое значение. Чем более «липкая» пыль, тем труднее она удаляется из легочных путей, а хорошо растворимые пыли почти полностью растворяются в носоглотке и оказывают вредное действие в растворенном состоянии.

Угол обрушения собранной пыли определяет угол бункеров для её сбора, который не должен быть меньше 60 градусов.

Удельное электрическое сопротивление пыли для очистки в электрофильтрах определяет его эффективность и не должно быть ниже критического (1010–1011 ом/см).

Как известно, пылеуловители задерживают лишь часть витающей в воздухе пыли. Эффективность промышленных пылеуловителей составляет:

  • циклоны 88 – 94%,
  • рукавные фильтры 90 -99,8%
  • электрофильтры 80 – 96%.
Читайте так же:
Сам цементный раствор пропорции

4 класса условий труда

4 класса условий трудаУсловия труда на сталелитейном производстве

В санитарном законодательстве условия труда подразделяются на четыре класса: оптимальные, допустимые, вредные и опасные.

Оптимальные условия — это условия, при которых неблагоприятные факторы (в нашем случае пыль) отсутствуют либо концентрации не превышают предельно допустимых норм ПДК, установленных для атмосферного воздуха населенных мест. Оптимальные условия труда сохраняют здоровье работающих и создают предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности.

Допустимые условия труда — концентрации пыли в зоне дыхания работающего не превышают установленных ПДК вредных веществ рабочих мест. Эти условия «не должны оказывать неблагоприятного действия на организм работающего и/или его потомство». Организм работающего должен восстанавливаться во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены. По отношению к ПДК переход из допустимых условий во вредные условия труда первого класса происходит достаточно легко, при превышении предельно допустимых концентраций вредных веществ всего лишь на 10%.

Допустимые условия труда применительно к производственной пыли наряду с техническими мерами пылеподавления и изоляции пыли обеспечиваются средствами местной вытяжной и общей вентиляции.

Строительными нормами и правилами СНиП 41-01-2003 установлено, что очистку воздуха от пыли в системах механической вентиляции и кондиционирования следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:

  • При подаче его в помещения жилых и общественных зданий – ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов – (ГН 2.1.6.1338-03);
  • При подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий -30 % ПДК в воздухе рабочей зоны – (ГН 2.2.5.1313-03).

Таблица 2. Сравнение концентраций пыли, допустимых для воздуха, подаваемого в производственные и жилые помещения

Таким образом, подаваемый приточной вентиляцией в производственные помещения воздух содержит пыль в количестве, многократно превышающем нормы для атмосферного воздуха жилых помещений. Этот воздух допустим, но не оптимален.

Граница между допустимыми и вредными условиями труда составляет всего 10%. Поэтому все пылевые работы можно отнести к вредным.

Профессиональные заболевания от воздействия пыли выявляются обычно на поздних стадиях заболевания. Современные методы диагностики, уже внедряемые в практику, могут более объективно представить последствия действия промышленной пыли на организм человека. Мы уже сейчас знаем о повреждении механизма очистки дыхательной системы, нарушении функций дыхания, кровообращения. Выявляются опасные нарушения иммунной системы на ранних стадиях воздействия производственной пыли на человека.

Именно поэтому промышленные предприятия должны обеспечиваться системами пылеулавливания и пылеочистки. Чистота приточного воздуха в системах вентиляции должна переходить на нормы для атмосферного воздуха населенных мест.

Размер частиц для цемента

Цемент представляет собой тонкомолотый порошок с высокоразвитой удельной поверхностью 350–400 м2/кг и неоднородным фракционным составом [1]. Роль каждой фракции в процессе набора прочности камня зависит от ее содержания в бетонной смеси. Наиболее активной частью портландцемента, влияющей на прирост прочности на начальных стадиях твердения, являются фракции размером 1–20 мкм [3], отличающиеся большим содержанием гексагональных и призматических кристаллов трехкальциевого силиката 3CaO·2SiO2 (алита), степень гидратации которого на 28 сутки при температуре 20 °С достигает 80 % [7]. Трехкальциевый силикат определяет высокую прочность портландцемента. Более крупные фракции портландцемента представляют собой балластную часть вяжущего и в первые 3–6 месяцев практически не участвуют в наборе марочной прочности бетона [3].

Читайте так же:
Чем обработать цемент от грибка

Для улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств композиционных строительных материалов применяют различные методы предварительной обработки вяжущих компонентов бетонной смеси путем их активирования различными методами: химическими [11], акустическими [4], ультрафиолетовым облучением [9] и т.д. В настоящее время развиваются исследования по электромагнитным методам активации, направленным на интенсификацию гидратации отдельных клинкерных минералов [4]. Общими недостатками данных методов активирования являются трудоёмкость и потребность в дооснащении технологической цепочки дорогостоящим специальным оборудованием.

Механическое активирование (механоактивирование) находит все более широкое применение в качестве высокоэффективного способа улучшения физико-механических свойств бетонов и сокращения до 40 % количества портландцемента в бетонной смеси [5, 10].

В работе исследован процесс механоактивирования портландцемента в планетарной шаровой мельнице с целью исследования его влияния на физико-механические и эксплуатационные свойства бетона. Для активации цемента рассмотрена возможность применения графита.

Материалы и методы исследования

Для механоактивирования применяли портландцемент марки ПЦ-500Д0 производства ООО «Топкинский цемент» c удельной поверхностью 346 м2/кг. С целью активации цемента использовали графит марки ГЛС-3. Механоактивацию портландцемента проводили в планетарной шаровой мельнице Retsch PM400MA при перегрузке 26,8g, частоте вращения планетарного диска – 400 об/мин, соотношении скоростей 1: – 3. Для уменьшения намола материала к оснастке использовали размольный стакан из хромистой стали. В качестве мелющих тел использовали шары из хромистой стали в количестве 25 шт. диаметром 20 мм и общей массой 998 г. Соотношение масс мелющих тел и обрабатываемого материала – 7,5:1. Время механоактивации вяжущего варьировали от 5 до 20 минут. Для определения размера частиц и удельной поверхности сыпучих материалов использовали лазерный анализатор размера частиц Fritsch Analysette 22 MicroTec с диапазоном измерений от 80 нм до 2000 мкм. Механическую прочность материала оценивали путем определения предела прочности при сжатии стандартных кубических образцов с длиной ребра 100 мм в соответствии с ГОСТ 10180-2012, проведенного на прессе ВМ-3,5.

Результаты исследования и их обсуждение

Планетарная шаровая мельница обладает наибольшей активирующей способностью за счет действия так называемых сил Кориолиса [2]. Разница скоростей между шарами и размольным стаканом приводит к взаимодействию сил трения и удара и тем самым способствует высвобождению максимальной кинетической энергии [8].

Гранулометрический состав исходных и активированных зерен цемента представлен на рис. 1. Выявлена закономерность увеличения в 2,8 раза суммарной доли частиц размером до 20 мкм в сравнении с исходными зернами вяжущего при продолжительности активирования 10 минут, при этом общая доля фракций до 20 мкм соответствует 100 % мас. При оценке эффекта активирования учитывалось, что для высокопрочных цементов принято считать достаточным содержание данных фракций не менее 70 % мас. [3]. Установлено также трехкратное увеличение содержания частиц цемента размером до 1 мкм. Мелкие фракции (5 мкм и менее) оказывают решающее влияние на прочность цемента в первые сутки твердения, обусловленное высоким содержанием эттрингита [6], образующегося в ходе реакции

3СаО·Al2O3 + 3CaSO4 + 32H2O = = 3СаО·Al2O3·3CaSO4·32H2O.

Читайте так же:
Что лучше известь или цементная

Трехкальциевый алюминат через 1 сутки нормального твердения успевает прореагировать до 80 % [7].

prihod1.tif

Рис. 1. Зависимость содержания фракций в цементе от продолжительности активирования

prihod2.tif

Рис. 2. Зависимость удельной поверхности цемента от продолжительности активирования

Изменение технологических свойств бетонной смеси и прочности бетонного камня на 28 сутки в зависимости от времени активации

Размер частиц для цемента

Общие технические условия

Cements. General specifications

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 30515-2013 с ГОСТ 30515-97 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ООО Фирма "ЦЕМИСКОН"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 декабря 2013 г. N 63-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 июня 2014 г. N 654-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30515-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 Настоящий стандарт соответствует следующим европейским стандартам: EN 197-1:2011* "Цемент. Часть 1. Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов" ("Cement — Part 1: Composition, specification and conforming criteria for common cements", NEQ); EN 197-2:2000 "Цемент. Часть 2. Подтверждение соответствия" ("Cement — Part 2: Conformity evaluation", NEQ) в части классификации цементов, методов испытаний, правил оценки качества, критериев соответствия качества цементов нормативным требованиям

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

7 ИЗДАНИЕ (ноябрь 2019 г.) с Поправкой* (ИУС 10-2015)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все виды цементов и устанавливает:

— термины с соответствующими определениями;

— общие технические требования;

— требования к отбору проб для контроля качества цемента;

— правила оценки соответствия качества цементов требованиям нормативных документов на цементы конкретных видов;

— требования к транспортированию и хранению;

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.579 Государственная система обеспечения единства измерений. Требования к количеству фасованных товаров в упаковках любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте

ГОСТ 1581 Портландцементы тампонажные. Технические условия

Читайте так же:
Цемент пц 400 означает

ГОСТ 2226 Мешки из бумаги и комбинированных материалов. Общие технические условия

ГОСТ 4013 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ ISO 9001 Системы менеджмента качества. Требования

ГОСТ 9078 Поддоны плоские. Общие технические условия

Действует ГОСТ 33757-2016 "Поддоны плоские деревянные. Технические условия".

ГОСТ 15467 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 15895 Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения

В Российской Федерации действуют ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019 "Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения", ГОСТ Р ИСО 3534-2-2019 "Статистические методы. Словарь и условные обозначения. Часть 2. Прикладная статистика".

ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ ISO/IEC 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ 25951 Пленка полиэтиленовая термоусадочная. Технические условия

ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30744 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

Термины, которые следует использовать в нормативных документах, технической и технологической документации на цементы, и их определения приведены в приложении А.

Примечание — Рекомендуется также использовать термины, приведенные в приложении А, в научно-технической, учебной и другой специальной литературе.

Размера частиц цемента. Анализ гранулированного состава цемента сухим и мокрым диспергированием, анализ размера частиц цемента в изопропиловом спирте.

Анализ проводили на приборе Bettersizer 2600 с приставкой сухого диспергирования BT-902 (стандартный объем) и приставкой мокрого диспергирования BT-802 (стандартный объем).

Постановка задачи:

Проверка возможности анализа образцов цемента данного состава различными методами на приборе Bettersizer 2600.

Для проверки возможности анализа белого цемента на анализаторе Bettersizer 2600 были проведены измерения мокрым методом в водной среде, так как изначально была информация, что образцы подобного типа анализировали на приборе ХХХХХХХХХХХХХХ с использованием мокрого диспергирования в воде.

Анализ размера частиц цемента в воде:

На рисунке приведены кривые распределения зарегистрированные с интервалом 0.5 минуты.

Видно, что значение D50 непрерывно уменьшается. Кроме того в процессе эксперимента происходило постоянное снижение оптической плотности (затемнения), что может говорить о растворении образца или каком-то другом взаимодействии с растворителем. Данный фактор приводит к зависимости результата от времени пребывания образца в суспендированном состоянии, что в свою очередь заставляет усомниться в корректности результата измерения.

Читайте так же:
Тип вагонов для цемента

Для проверки корректности результатов было решено использовать стандартную методику анализа цемента мокрым методом с использованием изопропилового спирта в качестве среды. Данная методика широко распространена в иностранной литературе.

При анализе данным методом сразу заметна разница с методом анализа в водной среде. При добавлении цемента к среде в процессе перемешивания не происходит убывания затемнения. Наоборот, при ультразвуковом диспергировании в течении первых двух минут затемнение растет, что может говорить о разрушении агрегатов. По прошествии 3-4 минут сигнал затемнения стабилизируется и далее не меняется.

Анализ размера частиц цемента в спирте:


На рисунке приведен ряд последовательных измерений распределения частиц по размеру в том же образце цемента с использованием мокрого диспергирования в изопропиловом спирте.

Результаты показывают существенно более высокую сходимость и не зависят от времени диспергирования.

В данном случае по-видимому не происходит взаимодействие среды и диспергированного образца и данная среда подходит для проведения анализа таких образцов.

Для проверки корректности определения размера частиц было проведено измерение сухим методом. Так как прибор Bettersizer 2600 позволяет просто переключать приставки, то сухое диспергирование должно было дать ответ о корректности тех или других результатов мокрого метода.

Предварительно были проведены измерения при различных давлениях (от 2.0 до 4.0 атм с шагом 0.5 атм.) Было выбрано давление 3.0 атм, так как результаты не показали существенных различий (т. е. в данном диапазоне давление практически не влияет на результаты анализа)

Анализ размера частиц цемента сухим методом:

Сухое диспергирование также показало хорошую воспроизводимость результатов анализа. При этом результаты измерения D50 практически совпали с результатами мокрого определения в среде изопропилового спирта, что может подтверждать некорректность результатов при измерении в водной среде.

Далее приведено сравнение результатов измерения сухим и мокрым методом в среде изопропанола:

Красная кривая — сухое диспергирование
Зеленая кривая — мокрое диспергирование в изопропаноле.

Как видно обе методики дают близкие результаты, поэтому их можно рекомендовать для проведения измерений образцов данного состава.

Далее приведено сравнение результатов всех трех измерений:

Красная кривая — сухое диспергирование
Зеленая кривая — мокрое диспергирование в изопропаноле
Синяя кривая — мокрое диспергирование в воде.

Очень хорошо видно отличие результатов «водной» методики от двух других. Мы предполагаем, что измерение в водной среде приводит к существенной погрешности за счет взаимодействия образца с растворителем (т. е. со средой диспергирования), которое проявляется и как зависимость результатов от времени анализа, так и как падение оптической плотности суспензии в процессе анализа.

Далее приведена сводная таблица результатов разных методов диспергирования по шаблону «10-30»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector