XII. 3. Производство вяжущих строительных материалов

Вяжущие строительные материалы, применяются для скрепления отдельных элементов построек, сооружений, стеновых материалов. Они делятся на два вида — минеральные вяжущие и органические вяжущие строительные материалы.

Минеральные вяжущие вещества представляют собой порошкообразные материалы, получаемые обжигом известняка, мела, глины, гипсового камня и промышленных отходов — шлаков, золы, которые при смешивании с водой делаются вначале пластичными, а затем затвердевают. Они делятся на две группы — воздушные вяжущие, затвердевающие и сохраняющие прочность только на воздухе, и гидравлические, способные затвердевать на воздухе и в воде. К воздушным вяжущим веществам относятся строительный гипс, известь, магнезиальные вяжущие вещества — магнезит каустический, доломит каустический, жидкое стекло.

Строительн ы и г и п с получают путем обжига природного гипса при температуре 140—190°. Перед обжигом его дробят и измельчают. В зависимости от длительности обжига, температуры обжига получают разные виды гипса — строительный, формовочный и ангидритовый цемент.

Строительный, или штукатурный, гипс (алебастр) получают уморенным обжигом. В смеси с песком он применяется для штукатурных работ. Формовочный гипс получают таким же способом, только помол его более мелкий. Из него формуют различные изделия: статуи, плиты и т. п. Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипса при температуре 500—700°.

Воздушная известь получается из природного известняка в известково-обжигательных печах при температуре примерно 1000°. Известняк разлагается с получением окиси кальция — негашеной извести. Различают жирную и тощую известь. В последней содержатся глинистые и песчаные примеси, а в первой пет. Жирная известь отощается добавлением песка. В качестве вяжущего вещества используется гашеная известь. Гашение производится путем добавления воды в комковую известь. Она бурно реагирует с водой, увеличивает объем в 2—3 раза.

Магнезиальные вяжущие вещества получают из природного магнезита путем его обжига — обожженный магнезит измельчают и для образования вяжущего теста поливают хлористым или сернокислым магнием. Полученный раствор быстро твердеет и хорошо сцепляется с древесиной. Используется для устройства полов, изготовления строительных и облицовочных изделий.

Жидкое стекло получают путем сплавления при высокой температуре сильно измельченных и смешанных между собой кварцевого песка, кальцинированной соды или сульфата натрия. Этот сплав растворяется в воде. Застывшая масса называется силикат-глыба.

В качестве органических вяжущих веществ используют битум, деготь, пек, мазут. Битум получают при переработке нефти'. Из

Используется также и природный битум,

битума на асфальтовых заводах готовят асфальтобетон путем смеси щебня и песка с битумом. Полученный асфальтобетон в горячем состоянии доставляют к месту строительства дорог, асфальтирования улиц и т. п. Битумы, дегти, пеки прочно сцепляются с камнем, деревом и металлом, химически стойки по отношению к действию кислот, щелочей и газов. Они используются для производства кровельных (мягкой кровли) материалов, антикоррозийных составов для защиты труб, битумных и дегтевых лаков.

К гидравлическим вяжущим относятся различные виды цемента.

XII. 4. Производство цемента

Для получения цемента используют природные известковые мергели, или искусственные смеси материалов, содержащие известь (три части) и глину (одну часть). Вместо глины могут быть использованы зола, шлаки доменные, глинистые сланцы.

Природные цементные мергели или полученную смесь измельчают, дозируют, смешивают с водой и подвергают обжигу при температуре 1400—1450° до спекания. Обжиговые печи представляют собой металлический цилиндр длиной до 185 м и диаметром до 5 м, выложенный внутри огнеупорным кирпичом. В печь с одной стороны засыпается смесь (шлак), а с другой стороны поступает топливо — жидкое или газообразное. При вращении печи, имеющей наклон, шлак движется в сторону огня; спекаясь, он образует каменную массу — клинкер. Последний охлаждают и измельчают.

В процессе измельчения к клинкеру добавляют гидравлические добавки — гипс, диатомит и другие, содержащие окись кремния, дающего с окисью кальция твердеющие в воде силикаты. Поэтому такой цемент называют силикатным или портландцементом.

Сырье к обжигу готовится двумя способами — мокрым и сухим. При мокром способе смесь известняка и глины производят в водной среде, получая сметанообразную массу. При сухом способе сырье высушивается, тонко измельчается и смешивается. Если исходным сырьем служат известняк и бокситы, получаемый цемент называют глиноземистым. Он быстро твердеет, и при этом выделяется много тепла, что важно при работе в зимнее время. Он стоек против сульфатных вод, мороза.

Разновидностью цемента является шлакопортландцемент, получаемый совместным помолом клинкера и 30—60% доменного шлака. Ой обладает пониженной морозостойкостью, медленно твердеет. Пуц-цолановый цемент получают путем добавления в клинкер вулканического поила и туфа.

Качество цемента определяется его маркой, показывающей щ)е-,дел работы на сжатие (в кг/см²) —150, 200, 250, 300—400, 500, 600, 700, 800. Чем выше марка, тем меньше требуется цемента для одних и тех же целей. Для получения 1 т цемента расходуется в среднем 1150 кг известняка, мела, мергеля, 130 кг глины, 200 кг топлива, 320 кг пара, 110 кВт-ч электроэнергии и 0,31 человеко-дня трудовых затрат,

Из-за высокой материалоемкости и малой транспортабельности сырья все цементные заводы в стране размещены в районах добычи сырья.

XII. 5. Производство бетона и железобетона

Бетон — это искусственный каменный материал, полученный из цемента (вяжущего), тяжелых и легких заполнителей (руды, щебня, гравия, песка, пемзы, шлака, керамзита и др.) и воды после твердения. Полученная смесь до формования называется бетонной.

Железобетон — это материал, в котором стальная арматура и бетон соединены в единое целое. Поскольку бетон хорошо противостоит сжимающему напряжению, а стальная арматура — растягивающему, то железобетон в ряде случаев может заменять стальные конструкции при меньшем расходе металла.

Бетон и железобетон — основные строительные материалы; из них создаются целые здания, лестничные клетки, колонны, перекрытия, плиты для полов и тротуаров, трубы, дороги и т. д.

Существует несколько видов бетона. Тяжелые бетоны с объемным весом от 1800 до 2500 кг/м³ изготавливают с примесью руды, кварца, щебня или гравия. Они отличаются большой прочностью и применяются при создании несущих конструкций.

Легкие бетоны получают путем введения в смесь легких наполнителей (шлак, керамзит, туф и др.). В зависимости от наполнителя бетон называют шлакобетон, керамзитобетоп, туфобетон и т. п. Его объемный вес—500—1800 кг/м³.

Железобетон получают на специализированных предприятиях, комбинатах железобетонных изделий (КЖБИ), имеющих мощность от 5 тыс. до 200 тыс. м³ железобетона в год. На армирование 1 м³бетона идет до 76 кг металла. Прочность железобетона дает возможность получать из пего сооружения длиной до нескольких десятков метров. Создание железобетонных блоков на КЖБИ ускоряет строительные работы, которые сводятся в этом случае к сборке готовых блоков, особенно в домостроении, способствует развитию поточного метода в строительстве.

В строительстве используются и другие материалы: асбесто-цементные изделия, стекло, пластмассы, лесоматериалы и др. Асбе-стоцементные изделия делятся на кровельные (листы), стеновые, облицовочные, трубы. Указанную продукцию получают путем обработки асбеста цементом. 1 м³ асбестоцемептиых панелей легче в 3—4 раза панелей из бетона и железобетона. Их производство в 1,5 раза менее трудоемко и в 2,5 — 3 раза дешевле.

ГЛАВА XIII. ТЕКСТИЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ XIII. 1. Состав и сырьевая база

Текстильная промышленность включает ряд отраслей по первичной обработке волокнистых веществ и получению тканей п нитей из натуральных и химических волокон. Она является важнейшей

отраслью легкой промышленности и играет большую роль в удовлетворении потребностей населения в промышленных товарах. В структуре производства предметов потребления (группы «Б») на долю легкой промышленности приходится около 30%. В легкой же промышленности на долю текстильной приходится около 70% валовой продукции. Кроме того, около восьмой части продукции текстильной промышленности используется для производственных целей — в авиационной, автомобильной, мебельной, металлургической, химической и других отраслях.

Текстильная промышленность использует три вида сырья: растительного происхождения (хлопок, лен, пенька, джут и др.), животного происхождения (шерсть овечья, козья, верблюжья и другая, коконы тутового шелкопряда), химические волокна (искусственные и синтетические). Ведущее место в балансе сырья занимает хлопок. По длине волокна различают три вида хлопка — длинноволокнистый (лучший), длина его волокон — более 30 мм, средневолокнистый (20—30 мм"), корртковолокнистый (менее 20 мм). Из 1 т хлопка можно в среднем получить 8 тыс. м ткани (на 1 м в среднем расходуется 125 г хлопка).

Шерсть делится по толщине на тонкую, пз которой изготавливают лучшие шерстяные ткани, полутонкую, полугрубую и грубую. Качество шерсти зависит от породы овец. Тонкую шерсть, например, дают мериносные овцы, а грубую — курдючные. Из 1 т шерсти (мытой) можно получить до 2 тыс. м ткани (на 1 м ткани расходуется 0,4—0,5 кг шерсти).

Химические волокна составляют около 30% используемого текстильного сырья, и их доля растет.

XIII. 2. Хлопчатобумажная промышленность

Первым этапом обработки хлопка-сырца является ого очистка от семян и примесей. Эта операция осуществляется на хлопкоочистительных заводах. Сначала хлопок-сырец поступает на машины — чистители для удаления сора. После этого хлопок поступает на машины — волокноотделители для отделения волокон от семян. Поело разделения- волокна и семян волокно еще раз очищается от примесей-и пыли. После этого хлопок-волокно прессуется в кипы весом 200— 250 кг и отправляется потребителям.

При обработке хлопка-сырца выход хлопка-волокна составляет 35—40% от веса сырца, семян — 50—60%, пуха—3—5%, сора и щшмесей—1%- Семена поступают на маслобойные заводы, а часть используется как посевной материал. Пух, содержащий высокий процент целлюлозы, используется на заводах химического волокна в качестве сырья. Дальнейшая переработка хлопка производится на хлопчатобумажных комбинатах,.где имеются все три стадии переработки хлопка: прядение, ткачество и отделка, или на прядильных и ткацких фабриках.

Прядение. Для превращения в прязку хлопок проходит несколько операций но обработке — рыхление, чесание, выравнивание че-

сальной ленты и прядение. Полученный на предприятии хлопок в кипах сначала разрыхляется, очищается и треплется. Затем из хлопка получают холст — хлопок, уложенный в виде "ленты, в котором волокна еще не имеют стройного порядка. Холст наматывается на металлический стержень и пропускается через чесальную машину, в результате чего пучки хлопка разделяются на отдельные, ориентированные в одном направлении волокна. На иглах чесальных машин остаются пух и примеси. Полученный тонкий слой хлопка — чесальная лепта — поступает далее на ленточную машину, где происходит его выравнивание и утонынение. Лента- вытягивается и делается значительно тоньше. Затем лепта поступает на ровничную машину, которая ее скручивает, вытягивает и утончает — образуется ровница. Из ровницы па прядильных машинах получают пряжу, наматываемую на шпули, соединенные (насаженные) с веретеном. За час веретено наматывает до 1000 м пряжи.

Ткачество. Из пряжи в ткацком цехе или па ткацкой фабрике получают суровую ткань. Она получается путем переплетения нитей (пряжи), расноложеппых вдоль ткани, называемых основой, и пересекающих¹ их—уточных. Процесс переплетения происходит на ткацком станке, работающем в автоматическом режиме. Пряжа, сос-стоящая из 2000 нитей длиной 2000 м (основа), наматывается на валик-навой и протягивается через всю длину станка. Уточная нить находится в челноке. При работе ткацкого станка основа опускается и'поднимается с помощью ремизок (струн), имеющих глазки, в которые вдеты по одпой-две нити основы. В результате поднимания одной части нитей и опускания другой между ними образуется пролет, называемый зевом. Через него пролетает челнок в ту и другую сторону, протаскивая уточную пить, совершая более 200 пролетов в минуту. Так как после каждого пролета челнока нити-основы меняются местами, то образуется прочное переплетение. На специальных ткацких, станках ткут ворсистые ткани — вельвет, бархат, плюш.

Отделка тканей. В ткацком цехе получают так называемое суровье — еще неготовую к использованию ткань. Она требует отделки. Отделка суровья включает ряд операций; она начинается с опалки для удаления ворсинок.

При обработке ткань очищают от крахмала, глицерина, мыла, используемых при получении суровья. Очистка производится замачиванием его в теплой воде в течение 10 часов. Воск и жир удаляются каустической содой, добавляемой в варочные котлы. Затем производится отбеливание тканей с помощью хлорной извести, хлора или гипохлорита натрия.

Далее ткань промывается, отжимается и сушится, после чего окрашивается. Окраска в разные цвета (печатные рисунки), или набивка ткани, осуществляется на машинах, имеющих валы с соответствующим рисунком. Каждый цвет рисунка наносится путем нового пропускания ткани через вал. После протирки ткапи особым составом, просушивания п утюжки она готова для отправки в торговую сеть,

Так как более эффективна перевозка хлопка, а не готовых тканей, хлопчатобумажные предприятия целесообразно размещать в районах потребления продукции. В силу этого хлопчатобумажная про-мышлошшость возникла в Поволжье, на Северном Кавказе, в Сибири, на Дальнем Востоке, в Казахстане и других районах, где она до революции отсутствовала.

XIII. 3.. Шерстяная промышленность (переработка шерсти)

Поскольку производство шерстяных тканей мало чем отличается от рассмотренной схемы получения тканей, то рассмотрим лишь первичную обработку шерсти.

Первичная обработка шерсти производится на шерстомоечных фабриках, размещенных в основных районах заготовки шерсти. Немытая шерсть разрыхляется и очищается в специальных машинах и промывается в щелочных или содовых растворах. Для удаления остатков растений, которые остаются и после промывки шерсти, используют слабый раствор (4—5%) серной кислоты, которая действует на растительные примеси и не действует на шерсть.

Наличие растительных остатков в шерсти имеет несколько отрицательных последствий — ухудшает качество ткани, увеличивает расход красителей, ведет к выгоранию ткани на солнце. Очистка шерсти от растительных примесей сводится к следующему. Шерсть опускают в чан с разбавленной серной кислотой. Вынутую из чана шерсть выдерживают, чтобы стекла серная кислота, затем отжимают и просушивают в сушильной камере. При сушке вода испаряется, а концентрация серной кислоты увеличивается. Благодаря этому происходит обугливание растительных остатков (карбонизация). Завершив карбонизацию, шерсть помещают в раствор нашатырного спирта для нейтрализации кислоты, после чего сушат, треплют па машинах для удаления обуглившихся примесей и прессуют в кипы для отправки па камволыю-суконные комбинаты и шерстяные фабрики.