УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ Ректор БГТУ, профессор _______________ « ___ » __________ 2010 г. |
Регистрационный № УД /баз. |
Технология автоклавных материалов и изделий
Учебная программа
для высших учебных заведений
по специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических
веществ, материалов и изделий» (специализации 1-48 01 01 17 «Технология строительных материалов на основе вяжущих веществ»,
1-48 01 01 08 «Технология неорганических полимерных связующих и
композиционных материалов», 1-48 01 01 14 «Химическая технология
вяжущих материалов»)
Минск
2010
Составитель
– заведующий кафедрой химической технологии вяжущих материалов учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук
Рецензенты:
– доцент кафедры стекла и керамики учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук, доцент
– заведующий научно-исследовательским сектором цемента научно-исследовательского и проектно-производственного республиканского унитарного предприятия «Институт НИИСМ», кандидат технических наук.
Рекомендована для утверждения:
Кафедрой химической технологии вяжущих материалов учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 8 от 01.01.01г.);
Научно-методическим советом учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № __ от «___ » _____ 2010г).
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дисциплина «Технология автоклавных материалов и изделий» является одной из основных специальных дисциплин, которые изучаются студентами специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализаций 1-48 01 01 07 «Технология строительных материалов на основе вяжущих веществ», 1-48 01 01 08 «Технология неорганических полимерных связующих и композиционных материалов», 1-48 01 01 14 «Химическая технология вяжущих материалов».
Дисциплина «Технология автоклавных материалов и изделий» базируется на дисциплине «Химическая технология вяжущих веществ», а также на ранее освоенных фундаментальных и общеинженерных дисциплинах.
Целью дисциплины является изучение физико-химических основ и технологии получения автоклавных материалов и изделий;
Задачей дисциплины является овладение:
- современными технологическими методами получения высококачественных автоклавных материалов и изделий; приемами составления материальных балансов технологических процессов. современными способами энерго - и ресурсосбережения.
По результатам изучения дисциплины студент должен знать:
- состав, свойства и технологию получения автоклавных материалов и изделий; физико-химические основы процессов твердения автоклавных материалов и изделий; приемы правильного применения и назначения составов вяжущих; способы энергосбережения при производстве автоклавных материалов.
По результатам изучения дисциплины студент должен уметь:
- разрабатывать и анализировать технологические схемы получения автоклавных материалов и изделий; выполнять технохимические расчеты по технологии производства автоклавных материалов и изделий; использовать современные методы контроля технологических процессов, качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции; определять основные характеристики автоклавных материалов и изделий.
Учебный план предусматривает для изучения дисциплины 144 часа, из них 68 часов аудиторных. Распределение учебного времени по видам занятий: лекции – 52 часов, практические занятия – 16 часов. Выполняется курсовая работа.
В результате изучения дисциплины студент должен закрепить и развить следующие академические (АК) и социально-личностные (СЛК) компетенции, предусмотренные в образовательном стандарте ОСРБ 1-48 01 01-2007:
АК-1 – уметь работать самостоятельно и постоянно повышать свой профессиональный уровень;
АК-2 – осуществлять комплексный подход к решению проблем в области химической технологии неорганических веществ, материалов и изделий;
АК-3 – уметь использовать технические и программные средства компьютерной техники;
АК-3 – уметь создавать и использовать в своей деятельности объекты интеллектуальной собственности;
АК-4 – уметь применять методы математической статистики при обработке данных эксперимента по исследованию неорганических веществ, материалов и изделий.
АК-5 – уметь грамотно оформлять различные документы и излагать результаты исследований;
СЛК-1 – иметь высокую гражданственность и патриотизм, знать права и соблюдать обязанности гражданина;
СЛК-2 – иметь способность к социальному взаимодействию и межличностным коммуникациям;
СЛК-3 – знать и соблюдать нормы здорового образа жизни;
СЛК-4 – иметь способность к критике и самокритике;
СЛК-5 – уметь работать в коллективе;
СЛК-6 – использовать знание основ социологии, физиологии и психологии труда;
СЛК-7 – иметь способность находить правильные решения в условиях чрезвычайных ситуаций на предприятиях неорганических веществ, материалов и изделий.
В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК), предусмотренными образовательным стандартом ОСРБ 1-48 01 01-2007:
ПК-1 – разрабатывать производственные процессы с использованием инновационных технологий в производстве неорганических веществ, материалов и изделий;
ПК-2 – осуществлять производственную деятельность, техническую и технологическую подготовку профильных производств;
ПК-3 – применять эффективную организацию и рациональное обслуживание производственных технологических процессов, вести соответствующую документацию и обучение персонала;
ПК-4 – использовать современные информационные, компьютерные технологии;
ПК-5 – владеть методами моделирования и оптимизации технологических процессов;
ПК-6 – применять прогрессивные энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии в производстве неорганических веществ, материалов и изделий;
ПК-7 – выбирать материалы, технологические процессы и аппараты, безопасные и оптимальные по технико-экономическим, энергетическим, экологическим и иным показателям;
ПК-8 – внедрять современные системы контроля, управления и автоматизации процессов производства неорганических веществ, материалов и изделий;
ПК-9 – контролировать состояние средств технологического оснащения, обеспечение безопасных условий труда на рабочих местах, соблюдение норм производственной санитарии и противопожарной безопасности;
ПК-10 – разрабатывать технологическую схему новых процессов производства неорганических веществ, материалов и изделий;
ПК-11 – находить оптимальные проектные решения;
ПК-12 – оценивать технический уровень и экономическую эффективность применяемых технологических решений;
ПК-13 – анализировать и оценивать достижения науки в области производства неорганических веществ, материалов и изделий;
ПК-14 – организовать собственный труд и работу других исполнителей в соответствии с поставленными производственными задачами, условиями и сроками их выполнения, планировать фонды оплаты труда;
ПК-15 – пользоваться глобальными информационными ресурсами;
ПК-16 – оценивать конкурентоспособность и экономическую эффективность разрабатываемых технологий;
ПК-17 – разрабатывать новые технологические процессы на основе математического моделирования и оптимизации;
Основными методами (технологиями) обучения, отвечающими целям изучения дисциплины, являются:
– элементы проблемного обучения (проблемное изложение, вариативное изложение, частично-поисковый метод), реализуемые на лекционных занятиях;
– проектные технологии, используемые при проектировании конкретного строительного материала, реализуемые в ходе курсовой работы.
При изучении дисциплины используются следующие формы самостоятельной работы:
– контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных задач в аудитории во время проведения практических занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;
– управляемая самостоятельная работа, в том числе в виде выполнения индивидуальных расчетных заданий с консультациями преподавателя;
– подготовка курсовой работы по индивидуальным темам, в том числе с использованием патентных материалов.
Для оценки достижений студентов используется следующий диагностический инструментарий:
– проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам;
– защита курсовой работы;
– сдача экзамена по дисциплине.
2. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№ темы | Название раздела, темы | Количество аудиторных часов | |
лекции, ч | практические (семинарские) занятия, ч | лабораторные занятия, ч | |
1 | Предмет и содержание дисциплины. Состояние и современный уровень производства автоклавных материалов в Республике Беларусь и за рубежом | 2 | |
2 | Характеристика сырьевых материалов для производства автоклавных изделий. Сырьевая база для производства автоклавных материалов | 12 | |
3 | Физико-химические основы получения изделий автоклавного твердения | 4 | |
4 | Свойства автоклавных материалов | 6 | |
5 | Технология силикатного кирпича | 4 | 4 |
6 | Технология ячеистого бетона | 8 | 6 |
7 | Технология плотного силикатного бетона | 2 | |
8 | Технология бетона и железобетона | 6 | 6 |
9 | Технология асбестоцементных изделий | 6 | |
10 | Пути совершенствования технологии автоклавных материалов | 2 | |
Итого: | 52 | 16 |
3. СОДЕРЖАНИЕ учебного материала
1. Предмет и содержание дисциплины.
Состояние и современный уровень производства автоклавных
материалов в Республике Беларусь и за рубежом.
Предмет и содержание дисциплины, ее роль в технологии силикатных материалов. Представление о современном уровне энергозатрат в технологии автоклавных материалов в нашей стране и за рубежом.
Ознакомление с «Мероприятиями по реализации «Директивы Президента РБ №3» от 01.01.2001г. Современная техническая политика в области производства автоклавных материалов. Основные направления научно-исследовательских работ в области ресурсосбережения и интенсификации в данной технологии. Перспективы развития производства автоклавных материалов и изделий. Классификация строительных материалов автоклавного твердения и области их применения. Стандарты.
2. Характеристика сырьевых материалов для производства
автоклавных изделий. Сырьевая база для производства
автоклавных материалов.
Характеристика сырьевой базы Республики Беларусь для производства автоклавных материалов.
Требования, предъявляемые к мелкому и крупному заполнителю. Характеристика кварцевого песка, щебня и гравия. Влияние химического, минералогического и гранулометрического состава сырья на свойства изделий.
Требования к извести для производства автоклавных материалов. Активность, химический и минералогический состав, время и температура гашения. Перспективы использования доломитовой извести.
Характеристика портландцемента для производства автоклавных материалов. Свойства портландцемента. Марка и класс по прочности, сроки схватывания, водопотребность, тепловыделение при гидратации, морозостойкость, деформация усадки и набухания, насыпная и истинная плотность, водоудерживающая способность, огнестойкость. Разновидности портландцементов. Быстротвердеющий и высокопрочный цементы, кремнеземистый, низкотермичный, сульфатостойкий, карбонатный цементы. Пуццолановый портландцемент. Характеристика пуццолановых добавок и их влияние на процесс набора прочности. Шлакопортландцемент. Характеристика шлаков. Показатели качества. Области применения. Технико-экономическая оценка использования композиционных цементов.
Разновидности газообразователей. Алюминиевая пудра и паста. Состав и свойства.
Использование отходов производства – торфяной золы, кремнегеля, электросталеплавильного шлака, отсева извести металлургических заводов и т. д.
3. Физико-химические основы получения изделий автоклавного твердения.
Взаимодействие в системе Ca(OH)2–SiO2–H2O в среде насыщенного водяного пара при повышенных температурах. Условия образования и стабильности существования гидросиликатов кальция. Характеристика синтезированных при запаривании гидросиликатов кальция. Влияние состава и дисперсности исходных веществ на процессы протекания реакции гидросиликатного твердения и формирование структуры изделий. Основные принципы формирования прочности и долговечности автоклавных материалов. Карбонизация и ее влияние на стабильность гидросиликатов кальция. Химизация изделий автоклавного твердения. Интенсификация процесса твердения с помощью различных добавок. Использование пластификаторов для снижения водотвердого отношения ячеистобетонной смеси. Физико-химические процессы, обеспечивающие образование и стабильность ячеистой структуры автоклавного газобетона.
4. Свойства автоклавных материалов.
Свойства силикатного кирпича, ячеистого бетона, плотного силикатного и цементного бетонов. Марка и класс по прочности, плотность, морозостойкость, теплопроводность, пористость, водопоглощение, водонепроницаемость, деформация усадки и набухания и т. д. Основы теории прочности цементного бетона. Основной закон прочности. Зависимость свойств цементного бетона от его состава, структуры и качества исходных материалов.
Устойчивость автоклавных изделий к воздействию различных видов физической и химической коррозии. Выщелачивание, кислотная и углекислотная коррозия, попеременное замораживание и оттаивание, увлажнение и высыхание, кристаллизация в порах солей.
Сравнение свойств автоклавных материалов с другими строительными материалами аналогичного назначения.
5. Технология силикатного кирпича.
Разновидности технологических схем производства силикатного кирпича. Приготовление силикатной смеси. Централизованная и индивидуальная подготовка силикатной смеси. Силосная и бессилосная технологии. Помол известково-песчаного вяжущего. Беспомольная технология. Загашивание силикатной смеси. Прессование сырца. Производство пустотелого кирпича. Режимы автоклавной обработки.
Энерго - и ресурсосбережение в производстве силикатного кирпича. использование интенсификаторов помола известково-песчаного вяжущего. Особенности применения отходов производства. Замена извести и известково-песчаного вяжущего на техногенные продукты. Использование теплоты конденсата. Возвращение конденсата в технологический процесс.
Техника безопасности при автоклавировании. Утилизация отходов. Охрана окружающей среды.
6. Технология ячеистого бетона.
Классификация ячеистых бетонов по способу образования пористой структуры, виды исходного сырья, способу тепловой обработки и назначению. Составы ячеистобетонных смесей. Подготовка сырьевых материалов. Приготовление и формование ячеистобетонной смеси. Технологические параметры процесса созревания массива. Факторы, обеспечивающие стабильность ячеистой структуры. Доавтоклавная обработка массива. Резка массива. Режимы автоклавной обработки. Разновидности технологических схем. Ударная, литьевая, виброударная и вибрационная технологии. Достоинства и недостатки. Особенности технологических линий «Masa-Henke», «Wehrhahn», «Hebel».
Энерго - и ресурсосбережение в производстве ячеистого бетона. Способы повышения прочности теплоизоляционного бетона. Химизация и использование техногенного сырья. Армирование изделий. Расширение сырьевой базы. Использование новых видов извести. Утилизация конденсата. Виды брака и способы его предотвращения. Способы уменьшения времени изотермической выдержки, рабочего давления и расхода пара. Производство пенобетона и его перспективы.
7. Технология плотного силикатного бетона.
Разновидности технологических схем производства изделий из плотного силикатного бетона (кипелочная, гидратная и комбинированная). Достоинства и недостатки. Пути снижения плотности бетона. Армирование изделий.
8. Технология бетона и железобетона.
Основные понятия и классификация. Свойства бетонных смесей. Химические добавки, их разновидности и назначение. Пластификаторы, ускорители твердения, противоморозные, воздухововлекающие, кольматирующие добавки ингибиторы коррозии арматуры. Приготовление бетонных смесей. Понятие об арматуре. Проектирование состава бетона. Технологические схемы производства (поточно-конвейерная, стендовая, кассетная и др.).
Пути снижения расхода пара при тепловлажностной обработке. Использование техногенного сырья. Расширение сырьевой базы. Специальные виды бетона. Пи-бетоны.
9. Технология асбестоцементных изделий.
Асбестоцементные изделия и их применение. Сырьевые материалы для изготовления асбестоцементных изделий. Классификация асбеста. Способы изготовления асбестоцементных изделий. Характеристика асбестоцементной суспензии. Полусухой и сухой способы производства. Производство асбестоцементных листовых материалов и труб. Основные свойства асбестоцементных изделий. Перспективы применения. Энергосбережение в производстве асбестоцементных изделий. Замена хризотил-асбеста на альтернативные экологически чистые волокнистые материалы. Техника безопасности и охрана окружающей среды.
10. Пути совершенствования технологии автоклавных материалов.
Основные направления снижения материалоемкости и энергосбережения в производстве автоклавных строительных материалов. Создание безотходных технологий. Перспективы создания и производства новых видов продукции.
4. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
1. Курсовая работа
Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических и практических знаний студента, полученных на лекциях и практических занятиях. Курсовая работа должна способствовать расширению научно-технических знаний студентов в области технологии автоклавных материалов и изделий и подготовить их к выполнению технологического раздела дипломного проекта.
Примерный перечень тем курсовых работ
Пути ресурсосбережения в производстве силикатного кирпича на стадии массоподготовки. Пути ресурсосбережения в производстве силикатного кирпича на стадии автоклавирования. Пути ресурсосбережения в производстве ячеистого бетона на стадии массоподготовки. Пути ресурсосбережения в производстве ячеистого бетона на стадии автоклавирования. Пути снижения расхода пара при тепловлажностной обработке бетона и железобетона. Использование техногенного сырья в производстве бетона и железобетона. Химические добавки для бетонных смесей. Замена хризотил-асбеста на альтернативные волокнистые материалы. Пути ресурсосбережения в производстве асбестоцементных изделий.
2. Примерная тематика практических занятий
Расчет расходных коэффициентов в производстве ячеистого бетона. Расчет экономии сырья в производстве ячеистого бетона при проведении ресурсосберегающих мероприятий. Расчет расходных коэффициентов в производстве силикатного кирпича и составление материального баланса. Расчет экономии сырья в производстве силикатного кирпича при проведении ресурсосберегающих мероприятий. Расчет состава бетона. Расчет параметров цементного камня. Расчет состава смешанных цементов для ресурсосберегающей технологии бетона. Составление материального баланса производства бетона.
3. Перечень рекомендуемой литературы
Основная
Сулименко минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: учебник для вузов / . – М.: Высшая школа, 2000. – 303 с. Кузьменков, вещества и технология производства изделий на их основе / , . – Минск: БГТУ, 2003. – 212 с. Комар, материалы и изделия / . – М.: Высшая школа, 1983. – 487 с. Хавкин силикатного кирпича / . – М.: Стройиздат, 1982. – 384 с. Сажнев, ячеистобетонных изделий / , , . – Минск: Стринко, 1999. – 248 с.Дополнительная
Пащенко, материалы / , , . – Киев: Вища школа, 1985. – 439 с. Бутт, технология вяжущих материалов /
, , . – М.: Высшая школа, 1980. – 472 с. Волженский, вяжущие вещества / , . – М.: Стройиздат, 1979. – 476 с.
Учебное издание
ТЕХНОЛОГИЯ АВТОКЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Учебная программа для высших учебных заведений
Ответственный за выпуск
Составитель:
Подписано к печати 200\10 г. Формат 60 84 1/16
Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,8. Усл. кр.-отт.0,8 Уч.-изд. л. 0,7
Тираж 8 экз. Заказ
Налоговая льгота – общегосударственный классификатор
Республика Беларусь ОКРБ 007-98, ч.1; код 22.11.20.600
Учреждение образования
«Белорусский государственный технологический университет»
220006. Минск, Свердлова 13а. Лицензия ЛВ № 000 от 15.04.03.
Отпечатано на ротапринте УО «Белорусский государственный технологический университет» 220006. Минск, Свердлова 13а
Учреждение образования
“Белорусский государственный технологический университет”
Выписка из протокола
13.04.2010 № 8
г. Минск
заседания кафедры ХТВМ
Председатель - зав. каф. ХТВМ
Секретарь –
Присутствовало - 7 человек.
СЛУШАЛИ: зав. каф. о разработанной учебной программе по курсу «Технология автоклавных материалов и изделий» для студентов специализаций 1-48 01 01 07 «Технология строительных материалов на основе вяжущих веществ», 1-48 01 01 08 «Технология неорганических полимерных связующих и композиционных материалов», 1-48 01 01 14 «Химическая технология вяжущих материалов».
ВЫСТУПИЛИ:
Ст. преп. отметила, что учебная программа разработана в соответствии с необходимыми требованиями и составлена на хорошем методическом уровне.
Доцент отметил, что содержание программы позволит обеспечить на необходимом уровне усвоение студентами материала по указанной дисциплине.
ПОСТАНОВИЛИ:
Рекомендовать разработанную зав. каф. учебную программу по курсу «Технология автоклавных материалов и изделий» для студентов специализаций 1-48 01 01 07, 1-48 01 01 08 и 1-48 01 01 14 к утверждению.
Зав. кафедрой ХТВМ,
к. т.н.
Секретарь
РЕЦЕНЗИЯ
на учебную программу по курсу «Технология автоклавных материалов и изделий» для специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализаций 1-48 01 01 07 «Технология строительных материалов на основе вяжущих веществ», 1-48 01 01 08 «Технология неорганических полимерных связующих и композиционных материалов», 1-48 01 01 14 «Химическая технология вяжущих материалов»
Курс «Технология автоклавных материалов и изделий» является одной из основных специальных дисциплин, изучаемых студентами указанных специализаций. В современных экономических условиях данная дисциплина приобретает исключительное значение в свете выполнения одного из важнейших приоритетов государственного развития – строительства жилья. В связи с этим документом, определяющий и регламентирующий ее содержание, должен отвечать соответствующим требованиям.
Представленная на рецензию учебная программа охватывает все технологии строительных материалов автоклавного твердения, представленные в Республике Беларусь и основные технологии, используемые за рубежом. Данная отрасль промышленности является одной из самых энерго - и материалоемких, что определяет особую актуальность комплексного изучения дисциплины. Кроме специальных технологий, в программе представлены физико-химические основы получения автоклавных и строительных материалов. Содержание программы свидетельствует о том, что дисциплина тесно связана с другими основными курсами, читаемыми по данной специальности.
В программе достаточно полно отражены требования к сырью, особенности технологий, технологические схемы, вопросы энерго - и ресурсосбережения. Изучение дисциплины по рецензируемой программе позволит студентам усвоить и применить на практике навыки технологических расчетов, в частности, составление материальных балансов производства и его отдельных переделов.
Широко изложена приблизительная тематика практических занятий и курсового проектирования, что позволит закрепить полученные на лекциях теоретические знания. Список используемой литературы охватывает все разделы программы.
В связи с вышеперечисленным рецензируемая учебная программа может быть рекомендована в качестве базовой для дисциплины «Технология автоклавных материалов и изделий».
Заведующий научно-исследовательским
сектором цемента ГП «Научно-исследовательский
институт строительных материалов»,
кандидат технических наук.
РЕЦЕНЗИЯ
на учебную программу по курсу «Технология автоклавных материалов и изделий» для специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализаций
1-48 01 01 07 «Технология строительных материалов на основе вяжущих веществ», 1-48 01 01 08 «Технология неорганических полимерных связующих и композиционных материалов», 1-48 01 01 14 «Химическая технология вяжущих материалов»
Представленная на рецензию учебная программа предусматривает изучение физико-химических основ получения автоклавных материалов и изделий, основных технологий производства данных строительных материалов, приобретение навыков составления материальных балансов производства и расчета расходных коэффициентов по сырью. Особое внимание уделяется наиболее востребованным в настоящее время производствам: технологии ячеистого бетона, силикатного кирпича, цементного бетона и железобетона. Достаточно полно освещаются вопросы энерго - и ресурсосбережения, что особенно актуально в нынешних экономических условиях, так как производство строительных материалов является чрезвычайно энергозатратным и материалоемким.
Программа структурирована таким образом, чтобы студенты глубоко усвоили особенности различных технологий, умели анализировать их достоинства и недостатки и с учетом техникоэкономических факторов определяли пути совершенствования технологического процесса.
Содержание практических занятий и тематика курсового проектирования органично дополняют лекционный материал и способствуют общим целям и задачам дисциплины. Список основной и дополнительной литературы не вызывает возражений и отражает все разделы программы.
Учитывая общий уровень программы, ее содержание и соответствие задачам учебного процесса, предлагаю рекомендовать представленную на рецензию программу в качестве базовой для дисциплины «Технология автоклавных материалов и изделий».
Доцент кафедры
технологии стекла и керамики,
кандидат технических наук
