Технология

Краткий справочник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство»

Технология

Технология (от греч. наука о мастерстве) - совокупность методов обработки, изготовления, изменение состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката в процессе производства продукции.

Известны различные технологии: химическая технология изучает процессы, ведущие к изменению химического состава исходного сырья и получение нового продукта, обладающего нужными химическими и физическими свойствами; технологические процессы механической обработки связаны главным образом с изменением формы; технологические процессы сборки приводят к относительному изменению положения деталей или целых узлов, необходимому для создания более сложной системы (машины, аппараты, сооружения).

Следует подчеркнуть взаимосвязь механических, физических и химических способов обработки. Так, например, тонкое измельчение и повышение температуры способствуют ускорению процессов. Существуют химические приемы, облегчающие механическую обработку (так, при смачивании водой извести-кипелки получают тонкий порошок извести-пушонки). Технология сборки также широко использует достижения и химической, и механической обработки (сварку, склеивание).

Совершенствование и прогрессивное развитие любой отрасли промышленности требует обстоятельных знаний в пограничных областях. Более того, возникновение таких наук, как физическая химия, химическая физика, физико-химическая механика и другие, тесно связано с развитием технологии различных производств.

Непрерывное научное развитие технологии является мощным средством увеличения производительности труда и более эффективного использования природных богатств.

Производство строительных материалов и изделий следует отнести к химической технологии. Оно опирается в значительной мере на химию твердых тел - научное направление, зародившееся в начале текущего столетия.

В развитии любой отрасли производства, и в частности химической технологии, можно выделить три этапа.

1-й этап - зарождение новой технологии, когда известны отдельные отрывочные данные, мало научных сведений и много так называемых секретов производства. На первом этапе развития предъявляются строгие требования к сырью и режимам его обработки, и все же, как правило, продукция не обладает высоким качеством. Современный уровень знаний позволяет, и довольно часто, миновать первый этап, однако исключить его полностью невозможно.

Примером может служить развитие автоклавной технологии, пластических масс.

2-й этап - систематизация и научная обработка производственного опыта и результатов исследований. Создаются правила выбора сырья, подготовки и обработки сырьевой смеси. Устанавливается зависимость качества продукта от его основного состава и главнейших примесей. Систематизируются результаты наблюдений за физическими и химическими процессами, происходящими в сырьевой шихте при обработке. Разрабатываются технические условия и требования на стандартную продукцию. Сведений достаточно, чтобы организовать производство в государственном масштабе, но недостаточно, чтобы сознательно регулировать в нужном направлении качество продукции. При замене сырья необходимо проведение экспериментов.

3-й этап развития технологии - научное управление производством. Известны основные закономерности технологии, что позволяет регулировать качество продукции, использовать различные виды сырья и менять технологические режимы с учетом применяемого сырья и качества продукции.

Главной задачей инженера-технолога является создание условий, обеспечивающих максимальную производительность труда, для чего он должен владеть методикой расчета материальных, энергетических затрат, кинетических и других технологических показателей, уметь разрабатывать технологические схемы; составлять и правильно оценивать технико-экономические расчеты; предусматривать мероприятия, обеспечивающие охрану труда и необходимые санитарно-технические условия производства.

Технико-экономическая эффективность технологического процесса характеризуется следующими показателями: 1. Главные:

а) расход сырья и энергии на единицу продукции, полнота использова ния природных богатств;

б) качество и стабильность продукции;

в) интенсивность процессов. 2.Производные:

г) трудозатраты и производительность аппаратуры;

д) затраты на организацию производства;

е) себестоимость продукции.

Если при эффективных главных показателях оказывается неэффективным хотя бы один из производных, то причины прежде всего нужно искать в аппаратурном оформлении, режимах и организации производства в целом. Но, если неэффективны «а», «б» и «в», то нужно ставить вопрос о целесообразности дальнейшего существования такой технологии.

Производительность труда и аппаратов тесно связаны. Дело не только в объеме и качестве продукции, очень важно, какими средствами они достигаются, каковы условия труда, материальные затраты общества в целом. Такой

подход заставляет нас менять отношение к установившимся технологическим схемам и аппаратам.

Экономичность обуславливается не только технологическим процессом, но и конъюнктурными условиями страны, а иногда отдельного региона. Большое значение имеют местные цены на топливо, электроэнергию, строительные материалы, условия транспорта продукции и другие, которые определяют себестоимость и капитальные затраты. Инженер должен уметь выбрать в конкретных условиях наиболее эффективную технологию, правильно аппаратурно ее оформить, автоматизировать и обеспечить санитарно-технические условия, исключающие загрязнение воздуха, воды и территории отбросами производства.

Главные задачи современной химической технологии:

• максимально экономное использование природных богатств;

• синтез веществ путем химических превращений сырья;

• переработка нового вещества в конечный массовый продукт;

• разработка аппаратов-автоматов, обеспечивающих при высоких техни ко-экономических показателях необходимые санитарно-гигиенические усло вия рабочих и живущего в районе завода населения.

Технологическая схема производства минеральных строительных материалов и изделий (без учета транспортных операций) включает:

1. Добычу сырья. Определение запасов, оценку качества и стабильности исходного сырья, выбор способа добычи.

2. Подготовку сырья. Обогащение, измельчение, сушку и увлажнение, а также другие операции, которые приводят сырье в стандартное для данного технологического процесса состояние.

3. Приготовление сырьевой смеси. Расчет состава (определение соотно шения исходных компонентов), определение условий перемешивания (мокрый или сухой способы подготовки сырьевой смеси и т.д.), выбор аппа ратуры, обеспечивающей требуемые технологические характеристики.

4. Подготовку к реактору. Формование, предварительное выдерживание в определенных условиях до реактора (нагревание, охлаждение, сушка, ув лажнение и т.п.).

Например, технологию подготовки смесей к обжигу определяют печи: шахтная (щебень, окатыши, брикеты), вращающаяся (порошок или шлам). Технологию формовки также определяет способ подготовки шихты: мокрый - литье, сухой порошок - прессование и т.д.

Подготовкой к реактору являются операции:

• выдержки перед процессом (например, железобетонных изделий перед гидротермальной обработкой);

•придания изделию необходимых формы, размеров, влажности.

5. Обработку в реакторе (печи, автоклаве, пропарочной камере) при оп тимальных температуре, давлении, влажности.

6. Отделку и сортировку. Придание продукту товарного вида.

7. Хранение продукта. Определение условий режима хранения на складе завода. График времени, температур, влажности.

4.2. Неорганические вяжущие и материалы

На основе неорганических вяжущих веществ (цементов, силикатов и глин) приготавливают минеральные гидроизоляционные материалы.

Теплоизоляционные материалы из ячеистых бетонов имеют пористость, коэффициент теплопроводности и температуры применения соответственно 85 - 92 %, 0.058 - 0.081 Вт/(м-°С) и 400 - 700 °С.

Акустические материалы обладают коэффициентом звукопоглощения в зависимости от частоты звуковых волн - 0.08 - 0.76.

* Сырьевой базой для производства неорганических вяжущих веществ являются горные породы и побочные продукты промышленности. Среди горных пород для этих целей используют сульфатные - гипс и ангидрит; карбонатные - известняк, мел, известковые туфы, ракушечник, мрамор, доломиты, доломитизированные известняки, магнезит; мергелистые - известковые мергели; алюмосиликатные - нефелины, глины, глинистые сланцы; высокоглиноземистое сырье - бокситы, корунды и др.; кремнеземистые горные породы - кварцевый песок, вулканический пепел (пуццолана), диатомит, трепел, опока.

Среди побочных продуктов находят применение шлаки металлургические и золы, которые делятся на основные и кислые, что определяется их модулем основности:

Мо = СаО + MgO / SiO2 + A12O3 (4 1)

У основных шлаков М0>1; у кислых - М0<1.