Studiu Comparativ Compozite Oxidice Compozite Polimerice

CAPITOLUL I

Obiective

Lucrarea are drept scop realizarea de compozite polimerice pe baza de rasini epoxidice si poliesterice avand proprietati mecanice bune si rezistenta ridicata la coroziune cu ajutorul materialelor recuperabile de tip anvelope (pudreta de cauciuc), sticla (cioburi) si adaos de cuart.

Ca utilizari aceste materiale se pot folosi in:

-etansari

-constructii hidroizolatii

-alei in parcuri

-teren de sport

-amenajari rutiere.

CAPITOLUL II

Introducere

1. Clasificarea betoanelor de ciment functie de principalele caracteristici fizico-mecanice.

1.1.Clasificarea betoanelor de ciment functie de principalele caracteristci fizico- mecanice.

1.2.Terminologie

1.2.1.Densitatea aparenta (ρap) a betonului intarit este raportul dintre masa betonului si volumul sau apparent (inclusive volumul porilor si al golurilor interioare) si se determina conform STAS2414-72

1.2.2. Lucrabilitatea betonului proaspat reprezinta proprietatea acestuia de a asigura umplerea cofrajelor si inglobarea armaturilor si este determinata de valoarea tasarii conului sau a gradului de compactare (Gc) sau a remodelarii VE-BE, determinate conform STAS 1759-80.

1.2.3. Clasa betonului se defineste pe baza rezistentei caracteristice Rbk care este rezistenta la compresiune determinata pe cuburi cu latura de14,1 cm la varsta de 28 zile conform STAS 1275-81, sub a carei valoare se pot intalni statistic cel mult 5% din rezultate.

1.2.4.Gradul de impermeabilitate reprezinta presiunea maxima a apei pana la care aceasta patrunde in epruvete fara a depasi adancimea limita prescrisa si detreminata conform STAS 3519-76

1.2.5 Gradul de gelivitate reprezinta numarul de cicluri de inghet-dezghet la care trebuie sa reziste betonul in conditiile prevazute in STAS 3518-68.

Clasificarea

1. Functie de densitatea aparenta a betonului intarit la 28 zile, acesta se clasifica in categorii de densitate

2. Functie de lucrabilitate betoanle se clasifica in categorii de lucrabilitate determinate prin una din cele 3 metode:

Lucrabilitatea L5 se refera numai la betoane speciale preparate cu aditivi superplastifiati

3. Functie de rezistenta caracteristica betoanele se clasifica in clase conform tabelului:

In cazul betoanelor usoare se admit si clase mai mici decat Bc 3,5

4. Functie de gradul de impermeabilitate, betoanele se clasifica conform tabelului:

In cazul betoanelor hidrotehnice se admit suplimentar urmatoarele grade de impermeabilitate P2, P6 , P10.

5. Functie de gradul de gelivitate betoanele se clasifica conform tabelului.

6. Functie de destinatie betoanele au capatat denumiri si notatii specifice:

Betoane hidrotehnice

Betoane de ciment rutiere

Betoane fluidizate

Betoane speciale (refractare, sprit-beton)

Betoanarmat

Betoan precomprimat

In normativul C140 -86 notiunea de marca este inlocuita cu notiunea de clasa

Bc 22,5 reprezinta o clasa intermediara in scara prevazuta de STAS 3622-86

Compozit: Agregat –Liant –Apa cu sau fara adaos

Agretate naturale grele. Conditii tehnice.

1.Terminologie

1.1. Agregatele naturale grele : agregatele naturale avand densitatea in gramada in stare afanata si uscata de minimum 1200 kg/m3

1.2. Sort de agregate : agregatele care la verificarea granulozitatii raman intre doua site sau ciururi din seriile prevazute.Sortul se noteaza prin notatiile conventionale corespunzatoare sitei sau ciurului pe care agregatul ramane integral (dmin)

In cazul in care dmin este mai mic de 0,2 atunci notatia poate fi 0. Exemplu de notare 0-3 ; 0-5 ; 7-16 ; 7-31.

1.3. Agregatele se clasifica in functie de provenienta si marimea granulelor:

2. Conditii tehnice

2.1.Natura rocii

2.1.1.Agregatele trebuie sa provina din roci stabile, nealterabilae la aer, apa sau inghet: se interzice folosirea agregatelor provenite din roci feldspatice sau sistoase

2.1.2.Agregatele trebuie sa fie inerte si sa nu conduca la efecte daunatoare asupra liantului folosit la prepararea betonului sau mortarului.

2.1.3 Nisipul de mare se poate folosi numai pe baza de prescriptii speciale

2.2. Impuritati – Din punct de vedere al continutului de impuritati agregatele trebuie sa respecte urmatoarele prescriptii:

LIANT

Sortimente de ciment. Domeniu si conditii de utilizare.

Domeniul de aplicare cuprinde:

Betoane pentru elemente si structuri de beton, beton armat si beton precomprimat ( cu agregate grele si usoare) pentru constructii industriale si agrozootehnice, cladiri social-cuturale si de locuinte.

Pentru constructii hidrotehnice, imbracaminti rutiere sau alte lucrari speciale se va tine seama si de prevederile reglementarilor tehnice in vigoare corespunzatoare fiecarui caz in parte.

Cimenturile din tabelul care urmeaza se clasifica conventional in urmatoarele grupe:

cimenturi pentru lucrari curente, la care nu se impun cerinte speciale.

Cimenturi caracterizate prin rezistene initiale si finale mari

Cimenturi caracterizate prin caldura de hidratare redusa si rezistente la ape cu agresivitate sulfatica

Alte tipuri de ciment speciale care nu se incadreaza in grupele precedente

APA

Pentru prepararea betoanelor se poate utilize apa din reteaua publica.

In cazul utilizarii unei alte surse de apa trebuie sa corespunda STAS 790-73.

Cantitatea de apa de amestecar, in cazul utilizarii agregatelor de balastiera 0..31mm se adopta pe baza datelor din tabelul de mai jos.

Aceasta cantitate se va corecta astfel

-reducere 10% in cazul agregatelor 0…71 mm

-reducere 5% in cazul agregatelor 0…40 mm

-reducere 5% in cazul folosirii de aditivi

-spor 10% incazul folosirii pietrei sparte

-spor 20% in cazul agregatelor 0…7mm

-spor 10% in cazul agregatelor 0…16mm

-spor 10% in cazul agregatelor 0…20mm

Cantitatea orientativa de apa de amestecare

Betoane de rezistenta din nisip

Sunt alcatuite din nisip 0/3 sau 0/5 mm, ciment sau fractiunni foarte fine si aditivi.Betoanele din nisip sunt caracterizate prin clasa. Clasa BN se stabileste in acelasi fel ca si clasa betoaneleor grele obisnuite conform normativului C140-86

In functie de conditiile de realizare BN se impart in doua grupe:

BN clasa 7,5…10(BN 15…BN30) cu rezistenta medie la compresiune de 10-15 N/mm2 BN clasa 15…30 (BN15…BN30) cu rezistenta medie la compresiune de 20…40 N/mm2.

BN 7,5…BN10 sunt alcatuite dintr-un singur sort de nisip 0/3 sau 0/5 mm, cu ciment, fractiuni foarte fine, apa si aditivi antrenori de aer.

BN 7,5…BN10 se utilizeaza in elemente de constructii nearmate ca: fundatii , elevatii, strat suport sau strat de egalizare, umpluturi, precum si in elemente armate ce utilizeaza un material cu rezistente medii la compresiune de 10…15 N/mm2 cum sunt fundatiile si elevatii armate.

BN15…BN30 sunt alactuite din nisip sortat in cel putin 3 sorturi, cu ciment, faractiuni foarte fine, apa si aditivi. Aditivii au rolul de imbunatatire a lucrabilitatii si compactitatii precum si de a asigura o buna compactare.

Materiale

1) Cimentul

In functie de clasa BN se vor utiliza cimenturile Pa 35, STAS 1500-78; P40 sau P45

STAS 388-80.

2) Nisipul

a) Pentru BN 7,5..BN10 se vor utiliza nisip de cariera sau de rau: 0/3 sau 0/5 mm conform STAS 1667-76

b) Pentru BN15…BN30 se vor utiliza trei sorturi de nisip : 1/3mm ; 0,5/1 mm ; 0,2/0,5mm. Trecerea prin sita de 0,2 mm vafi de cel mult 2%

3) Fractiuni foarte fine

Drept fractiuni foarte fine se pot utiliza cenusa de termocentrala de la electro filtre

4) Aditivi

Pentru BN 7,5…BN10 se utilizeaza aditivul cu denumirea provizorie CD6 produs de catre SC. Romtensid SA Timisoara.

Pentru BN15…BN30 se utilizeaza aditivi plastifianti sau superfluidizanti ce nu introduc aer antrenat de tipul melamina formaldehida sulfonata sau naftalina formaldehida sulfonata.

5) Activator de reactie

Clorura de sodiu se va utiliza drept activator de reactie atat la BN 7,5…BN15 cat si la BN15…BN30. Clorura de sodiu se adauga in apa de amestecare intr-o concentratie de 20%.

6) Apa

Se utilizeaza apa din reteaua publica. In cazul utilizarii unei alte surse de apa va trebui sa corespunda STAS 790-73.

Beton de ciment fluidizat cu aditivul superplastifiant “FLUBET”

Aditivul superplastifiant “FLUBET” fabricat sub forma de sare de sodiu sau de calciu confera lucrabilitate sporita betonului, cu efecte favorabile asupra rezistentei mecanice si structurii betoanelor intarite.

Betonul de ciment cu aditiv “FLUBET” asigura o tehnologie de punere in opera simpla, fara folosirea utilajelor specifice betonolui rutier, precum si posibilitatea reducerii timpului de intrerupere a circulatiei.

Domeniul de utilizare a betonului rutier fluidizat cuprinde:

repararea degradarilor imbracamintilor rutiere din beton de ciment cum sunt: ruperea marginilor dalelor, ruperea colturilor dalelor, zone faiantate, ruperea dalelor de-a lungul rosturilor.

inlocuirea partiala sau totala a dalelor degradate

lucracri de betonare in spatii inguste ca de exemplu: benzi de incadrare, acostamente, banchete, supralargiri in curbe

In instructiuni betonul rutier fluidizat cu aditivul FLUBET se moteaa cu simbolul BF.

Aditivul plastifiant FLUBET este fabricat de ICECHIM-CCF Bucuresti conform NTR 100663-82 M.I.Ch.

Betoanele de ciment rutiere

Se noteaza specificand clasa betonului si numarul standarului 183-92 ( Imbracaminti din beton de ciment.Prescriptii tehnice)

Exemplu de notare pentru betonul de ciment rutier clasa BcR 5,0

BcR 5,0 – STAS 183-92

1) Caracteristicile betonului rutier

Compozitia betoului rutier se realizeaza cu agregate naturale prelucrate, apa, ciment si aditivi, in conformitate cu prevederile urmatoare:

a) Imbracamintile ce se executa intr-un singur strat se realizeaza cu agregatele concasate 0…25mm conform limitelor din figura1 sau 0…40mm conform limitelor din figura2 , iar cele ce se realizeaza in doua straturi se realizeaza cu agregate concasate 0…25 mm in cazul stratului de uzura si 0…31(40) inca zul stratului de rezistenta.

b) Betonul din stratul de uzura a imbracamintii din beton de ciment se realizeaza cu nisip natural STAS 662-89 si criblura STAS 667-90.

c) Betonul din stratul de rezistenta al imbracamintilor din beton de ciment rutiere pentru drumuri si strazi cu trafic greu, mediu sau usor si piste aeroportuare interne, se realizeaza cu nisipul natural de rau si pietris, STAS 662-89 sau piatra sparta (split), STAS 667-90.

Incazul locurilor de stationare, platformelor de parcare si supralargirilor in curbe, se poate folosi betonul rutier fluidifiat cu aditiv FLUBET.

d) Dojajele de ciment, raportul A/C si aditiv DISAN A vor respecta limitele din tabelul de mai jos:

e) sorturile agregatelor utilizate in straturile de uzura si rezistenta ale imbracamintilor sunt indicate in urmatorul tabel:

Materialele utilizate la imbracamintile din beton de ciment

1.Cimenturi

La prepararea betoanelor de ciment se utilizeaza urmatoarele sortimente de cimenturi:

ciment pentru drumuri si piste de aeroporturi, conform STAS 10.092-78

ciment Portland P45 ,conform STAS 388-80

ciment Portland P40 ,conform STAS 388-80

Conditiile tehnice pentru aceste cimenturi, corespunzatoare standardelor dupa care se produc, sunt cele indicate in tabelul urmatoarei pagini.

2. Agregate naturale

Pentru prepararea betoanelor de ciment rutiere se utilizeaza urmatoarele sorturi de agregate:

nisip natural, sorturile 0-3 si 3-7 sau 0-7 conform STAS 662-89

pietris concasat, sorturile 7-16; 16-31; 16-40, condform STAS 662-89

agregate de cariera concasate; criblura ( sorturile 8-16; 16-25) si split (sortul 25-40) conform TAS 667-90.

Pentru piste aeroportuare, autostrazi si drumuri cu trafic foarte greu, se va utiliza obligatoriu numai sorturile de nisip natural 0-3 si 3-7

Agregatele trebuie sa provina din roci omogene in ce priveste compozitia mineralogica, faraodiu sau de calciu confera lucrabilitate sporita betonului, cu efecte favorabile asupra rezistentei mecanice si structurii betoanelor intarite.

Betonul de ciment cu aditiv “FLUBET” asigura o tehnologie de punere in opera simpla, fara folosirea utilajelor specifice betonolui rutier, precum si posibilitatea reducerii timpului de intrerupere a circulatiei.

Domeniul de utilizare a betonului rutier fluidizat cuprinde:

repararea degradarilor imbracamintilor rutiere din beton de ciment cum sunt: ruperea marginilor dalelor, ruperea colturilor dalelor, zone faiantate, ruperea dalelor de-a lungul rosturilor.

inlocuirea partiala sau totala a dalelor degradate

lucracri de betonare in spatii inguste ca de exemplu: benzi de incadrare, acostamente, banchete, supralargiri in curbe

In instructiuni betonul rutier fluidizat cu aditivul FLUBET se moteaa cu simbolul BF.

Aditivul plastifiant FLUBET este fabricat de ICECHIM-CCF Bucuresti conform NTR 100663-82 M.I.Ch.

Betoanele de ciment rutiere

Se noteaza specificand clasa betonului si numarul standarului 183-92 ( Imbracaminti din beton de ciment.Prescriptii tehnice)

Exemplu de notare pentru betonul de ciment rutier clasa BcR 5,0

BcR 5,0 – STAS 183-92

1) Caracteristicile betonului rutier

Compozitia betoului rutier se realizeaza cu agregate naturale prelucrate, apa, ciment si aditivi, in conformitate cu prevederile urmatoare:

a) Imbracamintile ce se executa intr-un singur strat se realizeaza cu agregatele concasate 0…25mm conform limitelor din figura1 sau 0…40mm conform limitelor din figura2 , iar cele ce se realizeaza in doua straturi se realizeaza cu agregate concasate 0…25 mm in cazul stratului de uzura si 0…31(40) inca zul stratului de rezistenta.

b) Betonul din stratul de uzura a imbracamintii din beton de ciment se realizeaza cu nisip natural STAS 662-89 si criblura STAS 667-90.

c) Betonul din stratul de rezistenta al imbracamintilor din beton de ciment rutiere pentru drumuri si strazi cu trafic greu, mediu sau usor si piste aeroportuare interne, se realizeaza cu nisipul natural de rau si pietris, STAS 662-89 sau piatra sparta (split), STAS 667-90.

Incazul locurilor de stationare, platformelor de parcare si supralargirilor in curbe, se poate folosi betonul rutier fluidifiat cu aditiv FLUBET.

d) Dojajele de ciment, raportul A/C si aditiv DISAN A vor respecta limitele din tabelul de mai jos:

e) sorturile agregatelor utilizate in straturile de uzura si rezistenta ale imbracamintilor sunt indicate in urmatorul tabel:

Materialele utilizate la imbracamintile din beton de ciment

1.Cimenturi

La prepararea betoanelor de ciment se utilizeaza urmatoarele sortimente de cimenturi:

ciment pentru drumuri si piste de aeroporturi, conform STAS 10.092-78

ciment Portland P45 ,conform STAS 388-80

ciment Portland P40 ,conform STAS 388-80

Conditiile tehnice pentru aceste cimenturi, corespunzatoare standardelor dupa care se produc, sunt cele indicate in tabelul urmatoarei pagini.

2. Agregate naturale

Pentru prepararea betoanelor de ciment rutiere se utilizeaza urmatoarele sorturi de agregate:

nisip natural, sorturile 0-3 si 3-7 sau 0-7 conform STAS 662-89

pietris concasat, sorturile 7-16; 16-31; 16-40, condform STAS 662-89

agregate de cariera concasate; criblura ( sorturile 8-16; 16-25) si split (sortul 25-40) conform TAS 667-90.

Pentru piste aeroportuare, autostrazi si drumuri cu trafic foarte greu, se va utiliza obligatoriu numai sorturile de nisip natural 0-3 si 3-7

Agregatele trebuie sa provina din roci omogene in ce priveste compozitia mineralogica, fara urme vizibile de dezagregare fizica, chimica sau mecanica , lipsite de pirita limonita sau saruri solubile.

3.Apa

Apa utilizata la prepararea betoanelor rutiere poate sa provina din reteaua publica de apa potabila sau alta sursa care sa indeplineasca conditiile tehnice prevazute de STAS 790-84.

4. Aditivi

Pentru imbunatatirile lucrabilitatii, reducerea tendintei de segregare in timpul transportului, marirea gradului de impermeabilitate si a rezistentei la inghet-dezghet repetat se va utiliza in mod obligatoriu aditivul mixt pastifiant-antrenor de aer DISAN A.

5.Adaosuri

La executarea straturilor de rezistenta al imbracamintilor se pot folosi pentru betone de clasa BcR 3,5 si BcR 4,0 ca materiale de adaos, cenusa de termocentrala STAS 8819/2-86.

Este obligatoriu a se executa urmatoarele probe de laborator:

Finetea conform STAS 227/2-86

Constanta de volum conform STAS 3832/7-85

Indice de activitate la 24h

Pentru fabricarea refractarelor nearse servesc liantii hidraulici sau nehidraulici, agregatele refractare si apa, precum si diferite adaosuri cu rol bine definit.

Agregate

Dintre agregatele nerefractare utilizate in compozitia unor mase si betoane, a caror temperatura de utilizare nu depaseste 1000-1100 ºC, pot fi enumerate:bazaltul, unele agregate usoare pe baza de argila si sist expandat (cunoscute sub numele de Kerasit, globulit, granulit, etc) vermiculitul, perlitul expandat (agregate usoare sunt utilizate in betoane usoare ) .

Din clasa agregatelor refractare fac parte majoritatea materialelor cunoscute ca atare in tehnologia refractarelor:

1. Samotele refractare sunt agregatele cele mai folosite la fabricarea betoanelor si maselor refractare. Pentru a obtine produse de calitate trebuie ca agregatele de samota sa fie foarte bine arse (capacitatea de sorbtie a apei sa nu depaseasca 3%) sa aiba un continut cat mai redus de Fe2O3 si alcalii. In tara noastra se fabrica o gama larga de samote de la samota propriu-zisa cu continut mediu de alumina de 30-45% la samote acide cu continut de Al2O3 sub 30% sau la samote inalt aluminoase cu continut mare de Al2O3 (45% pana la 85%).

Materialele cele mai cunoscute din aceasta ultima clasa sunt masele mulitice si mulito-corindonice. Refractaritatea agregatelor mulitice se afla intre 1790-1850ºC iar a agregatelor mulito-corindonice intre 1790-1920ºC in functie de continutul de Al2O3. Un avantaj mare al materialelor mulitice consta in dilatarea lor termica foarte mica( coeficientul de dilatatie medie intre 20 si 1000 ºC este de aproximativ 45·10-7/grd) ceea ce are o mare importanta pentru fabricarea betoanelor si maelor refractare foarte rezistente la soc termic.

2. Mineralele de silimanit, andaluzit si cianit, cu formula Al2O3· SiO2 se descompun in mulit si o sticla silicioasa la temperaturi intre 1300-1450 ºC. In cazul cianitului aceasta transformare care este insotita de o considerabila marire de volum si deci mineralul nu poate fi intrebuintat ca agregat pana ce nu a fost ars la 1450-1500 ºC. Totusi, o proportie mica de cianit brut este introdusa in amestecurile de betoane si mase refractare din cauza dilatarii sale la temperaturi inalte, pentru a contracara contractia la ardere a acestora. Silimanitul si andaluzitul pot fi folositi in mod obisnuit fara o calcinare prealabila deoarece descompunerea in mulit are loc cu dilatare mai mica.

3. Bauxitele calcimate cu continut scazut de fier sunt de asemenea larg foosite ca agregate deoarece, dupa arderea de la 1400-1600 ºC ele contin peste 85% alumina. Atunci cand bauxita calcinata este singurul agregat intr-un beton refractar contractia excesiva la ardere intalnita uneori la aceasta este atribuita calcinarii insuficiente a bauxitei. Pe de alta parte, pot aparea dilatari ulterioare cand betonul a fost deja ars, si aceasta este probabil datorata formarii expansive a mulitului.

4. Corindonul (inclusiv alumina tubulara) este un agregat mult folosit la fabricarea maselor si betoanelor refractare din cauza rezistentelor mecanice si la atac chimic ridicate, precum si a temperaturii sale de topire si de inmuiere sub sarcina inalte. Introdus in stare fin macinata el reduce contractia maselor si betoanelor la ardere.Corindonul tehnic contine 96-99,5 Al2O3. Dilatarea sorturilor de corindon, utile pentru materiale refractare,variaza liniar cu temperatura,coeficientul de dilatatie medie in intervalul de temperatura de la 20 la 1000°C, fiind de circa 60-80∙10-7 grd-1. Pentru fabricarea betoanelor usoare,se foloseste in scopuri speciale, agregate usoare de alumina globulara. Dintre materialele bazice cele mai reprezentative pentru obtinerea refractarelor monolitice este magnezita sinterizata sau topita.

5. Agregatele de magnezita sinterizata sau topita sunt folosite in special la fabricarea maselor monolitice de torcretare sau stampare, mult utilizate in industria siderurgica. Refractaritatea magnezitei este foarte mare. Temperaturile de inmuiere sub sarcina pot varia foarte mult ca urmare a continutului de impuritati existente.

Atunci cand agregatele de magnezita sunt preparate pentru alcatuirea betoanleor refractare o grija deosebita trebuie manifestata pentru a exclude magnezita nearsa sau materialul dolomitic. Daca sunt folosite cantitati mari de magnezita sinterizata sau topita in conpozitia betoanelor refractare, acestea vor fi expuse la fisurare si sfarmare atunci cand sunt supuse la maimulte cicluti de incalzire si racire. Aceasta se datoreste hidratarii oxidului de magneziu in aerul umed. Din aceasta cauza toata magnezita trebuie sa fie foarte bine arsa inainte de a fi folosita in betoanele si masele refractare. Caracteristicile importante ale agregatelor cu continut mare de MgO sunt coeficientii de dilatatie si conductivitatile termice foarte mari. Betoanele si masele refractare cu rezistenta ridicata la zgura sunt fabricate nu numai din agregate pe baza de magnezita bine arsa ci si din agregate de cromita, magnezito-cromita si cromo-magnezita.

6. Agregate de cromita, magnezito-cromita si cromo-magnezita.

Minereul de crom este un amestec din minerale naturale componentul sau principal fiind FeO∙Cr2O3 (cromitul)

Cromo-magnezitul este preparat din minereu de crom si magnezita sinterizata cu un continut preponderent de minereu de crom. Agregatele din magnezio-cromite sunt produse cu o compozitie similara la care predomina insa continutul de magnezita siterizata. Compozitia chimica a minereurilor de crom variaza de la un zacamant la altul in limite foarte largi. Pentru orientare se dau urmatoarele valori: Cr2O3=28-64% ; FeO=12-27% ; Al2O3=8-31% ; MgO=8-26% ; SiO2=0-5% ; CaO=0-1% .

Cromitul pur se topeste la 2180°C ;magneziocromitul la 2350°C ,hercinitul la 1750°C(incongruent) .Refractaritatea maselor de crom (cu cateva procente de MgO)este de aproximativ 1920°C.

7. Agregate de fosterit

Sunt materiale fabricate din fosterit sinterizat sau din roci naturale de silicat de magneziu (serpentin, olivin, dunit) cu adaos de magnezie sinterizata. Masele tehnice de fosterit au in general puncte de refractaritate peste 1830°C. Se cunoaste de asemenea, intrebuintarea olivinului natural legat cu sticla solubila sau cu lianti magnezieni.

8. Agregatul de carborund (carbura de siliciu) da betoane cu o (rezistenta) conductivitate termica extrem de inalta. Este probabil ca proportia de ciment a betoanelor de carbura de siliciu sa aiba o oaecare influenta asupra reducerii oxidarii carborundului la tempreaturi ridicate. Carbura de siliciu este un material dur cu refractaritate inalta. Incepe sa se descompuna la aproximativ 2200°C. Dilatarea termica este deosebit de mica : coeficientul de dilatatie este de numai 23·10-7grd-1, diferenta fata de cimenturi fiind astfel foarte mare.

9. Bioxidul de zirconiu stabilizat(ZrO2) este un agregat excelent pentru betoanele cu ciment de aluminat de calciu (72-80% Al2O3) deoarece eutecticele formate de el atat cu CaO cat si cu Al2O3 au puncte de topire extrem de ridicate; acest agregat este prea scump si ca urmare este folosit doar in scopuri speciale.

10. Silica si diatomita calcinata

Este total contraindicata utilizarea agregatelor din cuartit nears la fabricarea betoanelor si maselor refractare, din cauza pericolului provocat de schimbarile de volum care au loc la ardere. Se prepara, de exemplu mase de silica legate cu sticla solubila sau fosfati.Diatomitul calcinat se foloseste uneori pentru prepararea betoanelor usoare.

11. Agregate carbonice(inclusiv grafitul) si ciment aluminos de calciu este putin cunoscuta desi au fost propuse unele brevete pentru fabricarea tiparelor sau miezurilor utilizate la turnarea metalelor, sticlei.

Cimenturi silicatice hidraulice si alti lianti anorganici

1. Cimentul Portland

Se obtine prin macinarea fina a unui amestec de clincher de ciment portland si ghips (sau alte adaosuri-zguri puzzolane). Clincherul de ciment portland se obtine prin ardere pana la vitrifiere(topire) a unui amestec de argila (marna) si calcar eventual corectat pentru obtinerrea unor compozitii oxidice corespunzatoare. Oxizii constituenti de baza ai clincherului de ciment portland sunt CaO, SiO2, Al2O3 si Fe2O3; continutul in acesti oxizi fiind determinant pentru compozitia mineralogica si proprietatile cimentului obtinut.La o aceeasi compozitie oxidica , compozitia mineralogica a clincherului de ciment portland este influentata, in mod hotarator, de conditiile de tratament, de abaterile de la echilibru termodinamic pe care acestea le incumba. Fazele minerale cele mai importante din clincherul de ciment portland sunt: alitul, belitul, aluminatul tricalcic. Se adauga acestora, ca faza majora din clinchere-faza vitroasa, iar ca faze subsidare- oxidul de calciu nelegat, oxidul de magneziu, heptaluminatul dodecalcic, compusi care contin oxizi alcalini.

2. Cimenturi cu zgura

In prezent la noi in tara se fabrica cimentul portland cu zgura sau cu zgura si alte adaosuri hidraulice, avand un continut de maximum 15% zgura; cimenturi metalurgice cu un adaos de maximum 30%zgura; cimenturi de furnal cu un continut de 30% pana la 70% zgura. In zgurile bazice predomina ortosilicatul de calciu, melilitele, geglenitul, moticelitul. In zgurile acide constituentii principali sunt: pseudovolastonitul, melilitele,anortitul, piroxenii.Zgurile de fuurnal nu se disting prin refractaritate ridicata; aceasta din urma , ca si pentru cimentul portland este sub 1300°C. Zgurile metalurgice insa, ca urmare a continutului lor scazut de CaO, sunt capabile sa lege Ca(OH) 2 in procesul de intarire influentand comportarea cimentului in mase, mortare si betoane refractare.

3. Cimenturi cu puzzolane

Cimenturile cu puzzolane se obtin din amestecarea cimentului portland cu puzzolane, acestea din urma fiid substante naturale sau artificiale, foarte reactive, bogate in bioxid de siliciu. Ca urmare a compozitiei lor, sunt capabile sa intre in interactiune cu hidroxidul de calciu care rezulta din reactia cu apa a cimentului portland. Ca puzzolane se folosesc trasurile., diatomitul, tripoli, cenusile de termocentrala, sistoful, argila calcinata.

4. Lianti pe baza de silicat de sodiu

Folosirea silicatului de sodiu (sticlei solubile) ca liant in mase refractare se bazeaza pe reactivitatea sa ridicata fata de multe agregate, formand cu aceasta combinatii refractare, mai rezistente din punct de vedere termic. Silicatul de sodiu se obtine prin topirea in cuptoare a unui amestec de nisip cuarto, carbonat de sodiu sau sulfat de sodiu si mici cantitati de carbune.La racirea topiturii in apa rezulta granule sau bulgari de sticla solubila. Sticla solubila tehnica este livrata sub forma de pudra sau solutie, sub aceasta ultima forma fiind mai frecvent folosita in mase refractare.

Prepararea solutiei de sticla solubila(sticla lichida) se face de obicei prin dizolvarea granulelor, sau bulgarilor rezultati prin racirea topiturii, in autoclave la 6-8 daN/cm2; in cazul unor granule mai fine, dizolvarea se realizeaza in aparate speciale de amestecare, la temperaturi de 90-100°C. Sticla lichida se considera ca este o solutie apoasa asemanatoare atat cu solutiile de electroliti cat si cu solutiile de polimeri. Totusi solutiile apoase ale sticlei solubile se deosebesc de ale polimerilor intrucat contin ioni metalici si ai acidului silicic nepolimerizat sau cu grad mic de polimerizare. Compozitia chimica a sticlei solubile variaza in anumite limite si poate fi descrisa de formula generala Na2O·nSiO2 , n fiind modulul se silice al sticlei solubile, care influenteaza direct caracteristicile acestuia din urma. Experienta a aratat ca, pentru a fi foosita in mase refractare, este bine ca modulul sticlei solubila sa fie cu prins intre 2,4 si 3,0 . Densitatea solutiilor se indica pentru acelasi scopuri, sa fie de 1,38-1,40 g/cm3.

5. Lianti fosfatici in mase refractare se bazeaza pe reactii de tip acid-baza, intre acidul fosforic sau combinatii acide ale acestuia si oxizii (sau alte combinatii cu caracter bazic) acestia din urma constituind, in acelsi timp, agregat al masei sau betonului refractar si component al sistemului liant.

Pentru liantii din aceasta categorie, o mare importanta o are compozitia si concentratia componentului lichid. Cel mai utilizat component lichid reprezinta solutii ale acidului fosforic partial neutralizat cu alumina(hidroxid de aluminiu). In acest caz , raportul P2O5/Al2O3 conditioneaza aciditatea lichidului si deci reactivitatea lui in raport cu componentul solid, adica in raport cu materialul solid dispers care este liant.Pentru multe solutii concentrate raportul P2O5/Al2O3 (x) este cuprins intre 2,5 si 5; solutiile cu x<2,3 sunt foarte instabile componentul solid al sistemului liant fosfatic poate fi corindonul, samota inalt aluminoasa, zgura cromoaluminoasa, mulitul, clincherul magnezitic, dolomitic sau cromomagnezitic, zircona. Refractaritatea betonului sau masei refractare depinde esential de natura agregatului; aceasta este motivul pentru care componentul solid al sistemului liant se distinge prin inalte refractaritati.

2. Compozite polimerice

Generalitati

Materialul compozit poate fi descris ca fiind un amestec de materiale create special pentru a satisface anumite cerinte tehnologice, folosind proprietatile dorite ale componentelor, odata cu diminuarea proprietatilor nedorite ale acelorasi materiale.
In timp ce, spre exemplu, betonul armat poate fi considerat ca fiind un material compozit in sensul definitiei de mai sus, termenul este in general rezervat pentru amestecuri de materiale realizate la o scara cat mai fina, cat mai intima.
Principalul obiectiv in dezvoltarea producerii compozitelor este acela de a asigura caracteristici si proprietati performante, mai presus de limitele cunoscute pentru materialele metalice si nemetalice utilizate in mod obisnuit.
Este intuitiv sa se descrie un compozit ca fiind realizat dintr-un material matrice in care sunt adaugate una sau mai multe feluri de intarituri, sau pur si simplu matricea este umpluta cu alte materiale considerate a fi de adaos.
Aceasta permite realizarea unei clasificari in functie de materialul-matrice utilizat, putandu-se identifica astfel materiale compozite pe baza de matrici metalice, polimerice sau ceramice (pentru simplificare s-a considera ca sticla este tot un un material ceramic, asa cum rasinile nu au fost citate separat, cu toate ca nu sunt numai polimerice).
O alta clasificare se poate face in functie de materialele ce umplu matricea, care pot fi sub forma de macroparticule, mustati sau fibre.
Intariturile pot fi, la randul lor, metalice, polimerice: ceramice, celulozice etc.
Macroparticulele se caracterizeaza prin echiaxialitate dimensionala, fiind monocristale, compusi chimici sau conglomerate ce se pot asimila cu un corp geometric regulat.
Mustatile sunt monocrisiale filiforme al caror nume provine de la traducerea termenului consacrat din limba engleza (whiskers).
Fibrele reprezinta forma de baza sub care se poate prezenta un element chimic, compus chimic, material celulozic, polimeric etc, fiind caracterizate de o lungime mult mai mare in raport cu diametrul. Mai multe fibre rasucite sau impletite formeaza un fir. Intarituriie sub forma de fibre sau fire pot fi intregi (lungime foarte mare), sau taiate ia anumite dimensiuni bine precizate.
Tinand seama de cele prezentate mai sus, se contureaza o serie de clasificari pentru materialele compozite. Pot exista deci compozite cu matrice polimerica si fibre polimerice, compozite cu matrice polimerica si fibre metalice, compozite cu matrice metalica si fibre celulozice s.a.m.d., fiind posibile, in principiu, orice combinatii de matrici si intarituri.
Trebuie precizat ca materialele ceramice, care sunt de obicei compusi chimici anorganici, pot fi in acelasi timp si matrice, si intaritura.

3. Rasini epoxidice

Compusi continand in molecula 2 sau mai > grupe epoxidice care prin reactie cu substanta denumite intaritori sau prin polimerizare in prezenta de catalizatori se transforma in produsi macromoleculari tridimensionali.

Amestecul de compus epoxidic si intaritor constituie sistemul epoxidic.

Este cunoscuta o varietate foarte mare de sisteme epoxidice diferind prin structura compusului epoxidic, a intaritorului sau a catalizatorului si prin natura materialelor introduse in scopul modificarii caracteristicilor sistemului epoxidic atat inainte cat si dupa intarire.

Datorita unei neobisnuite versalitati, a imbinarii unei proprietari mecanice si electrice superioare cu adezivitate si rezistente chimice inalte, rasinile epoxidice au diverse utilizari, in diverse domenii ca:

lacuri si vopsele

adezivi

rasini de tunare si incapsulare

stratificare

stabilizatori pentru polimeri.

Ele pot fi clasificate in 2 grupe mari cele care contin gruparea glicidil

-CH2-CH- CH2

O

si cele cu structura alifatica, liniara sau ciclica, derivate de la olefine.

OBTINERE

1. Rasini continand grupa glicidil – se obtin prin reactia epiclorhidrinei cu compusi continand hidrogen activ: fenoli, alcooli, amine, acizi carboxilici.

Importanta tehnica cea mai > o au rasinile epoxidice bifunctionale derivate de la 2, 2 bis ( 4 hidroxifenil) propon sau bisfenol A, cu formarea clorhidrineterului.

Inchiderea cu formarea ciclului epoxidic se formeaza prin reactia clorhidrineterului cu hidroxid de sodiu obtinandu-se diglicidileterul bisfenolului A (2, 2 –bis (4 glicidoxifenil-propanul)

CH3

HO – C – OH + CH2-CH-CH2-Cl →

CH3 O

CH3

cat

CH2-CH-CH2-O – C – -O-CH2-CH-CH2 →

Cl OH CH3 OH Cl

CH3

NaOH

CH2 – CH – CH2 – O- -C- -O-CH2-CH- CH2

O CH3 O

Prin repetarea reactiei dinte rasina epoxidica formata,bisfenol A, epiclorhidrina si NaOH are loc cresterea lantului macromolecular n =1-12.

In functie de raportul molar dintre epiclorhidrina si bisfenol A si de conditiile de reactie se obtin rasini epoxidice cu masa moleculara variind intre 340-4000.

Astfel in prezenta unui mare exces de epiclorhidrina de 7-10 moli/mol bisfenol A.

Micsorand excesul de epiclorhidrina creste masa moleculara la un raport molar 1,1 epiclorhidrina/ 1 bisfenol A se obtine rasina epoxidica cu masa moleculara cca 4000 coresponzand la un grad de polimerizare n ≈12.

Un alt procedeu folosit pentru sinteza rasinilor epoxidice cu masa moleculara mare se bazeaza pe reactia de aditie dintre o rasina epoxidica cu masa moleculara mica si bisfenol A cu rasini fenol sau crezol formaldehidice.

Astfel rasina epoxidica cu bisfenol A catalizate de saruri de amoniu cuaternar, saruri de litiu, formeaza prin aditie rasini epoxidice.

Inlocuind bisfenolul A cu rasini fenol sau crezol formaldehidice de tip novolac se obtin rasini cu fun ctionalitate mai > continand frecvent 3-4 grupe glicidil in molecula, cunoscute sub numele de poliepoxidice.

4. Intarirea

In functie de structura si de masa moleculara, rasinile epoxidice sunt lichide cu diferite vascozitati sau solide cu puncte de inmuiere pana la 160 º C.

Ele se caracterizeaza in principal prin continutul in grupe epoxidice, vascozitate si punct de inmuiere.

Sistemele epoxidice constituie din rasini epoxidice intaritor si eventual materiale modificatoare se caracterizeaza uzual prin vascozitate si proprietati care definesc reactivitatea sistemului timp de prelucrabilitate si de gelifiere .

Grupele epoxidice pot sa participe la reactii de polioditie cu intaritori continand H activ sau sa polimerizeze in prezenta de catalizatori ionici, conducand la polimeri tridimensionalti infuzibili si insolubili.

Procesul are loc fara eliminare de substante cu molecula mica, de aceea contractia la intarire este foarte mica.

Intaritorii pot fi clasificati in 3 clase mai importante:

aminici

anhidride de acizi dicarboxilici

intaritori care actioneaza catalitic

Alegerea intaritorului se face luand in considerare conditiile de prelucrare si de intarire impuse de utilizarea,vascozitatea timpul de prelucrabilitate, temperatura de lucru si proprietatile rasinii intarite.

Reactia dintre rasinile epoxidice si amine conduce la formarea de aminoalcooli:

-R-NH2 + CH2-CH-R’ → R-NH-CH2-CH-R’-

O O

-R2NH + CH2-CH-R’- → R2-N-CH2-CH-R’

O O

psr*=parti intaritor pentru 100 parti rasini epoxidice cu masa moleculara ≈ 380.

Intaritori constituiti din amine alifatice reactioneaza la temperatura ambianta, spre deosebire de aminele aromatice care formeaza cu rasinile epoxidice sisteme ce necesita pentru intarire temperaturi peste 100 ºC.

Aductii aminelor alifatice au presiuni de vapoti mult mai mici comparativ cu aminele libere si sunt in consecinta mai putin toxici.

Din punct de vedere tehnologic aductii prezinta avantajul ca se introduc in cantitati mai > decat amina nemodificata astfel ca se poate doza si omogeniza mai usor cu rasinile epoxidice.

Mult utilizate sunt diciandiamida, in special pentru adezivi si stratificate si amidopoliaminele obtinute prin reactia unor poliamide alifatice ca DETA cu acizi grasi din uleiurile vegetale dimerizati sau trimerizati.

Ca urmare a structurii lor, amidopoliaminele au pe langa functia de intaritor si pe aceea de flexibilizator.

Proprietatile si utilitatile rasinilor epoxidice intarite.

Caracteristicile fizice, mecanice, electrice si chimice ale rasinilor epoxidice inatrite sunt conditionate de mai > factori intre care si natura chimica a rasinii, a intaritorului, a modificatorilor introdusi in sistem, care determina structura polimerului reticulat si densitatea reticularii.

Influenta naturii chimice a rasinii epoxidice cu structura aromatica, derivate de la bisfenol A, cu cele care contin segmente flexibile provenite de la diglicidil-eterul polipropilenglicolului.

In functie de concentratia acestuia in sistemul epoxidic se modifica flexibilitatea polimerului putand ajunge la caracter inalt elastic, in dauna rezistentei la temperatura.

Aceste rasini sunt folosite pentru incapsulari in industria electronica si electrotehnica. Spre deosebire de acestea, rasinile epoxidice cicloalifatice, daorita compactitatii moleculei, conduc prin tridimensionare la o densitate de reticulare mai > deci la o structura mai rigida cu stabilitate termica si chimica ridcata.

O alta cale de rigidizare a polimerului reticulat si in consecinta de imbunatatire a stabilitatii termice si a rezistentei chimice consta in cresterea functionalitatii rasinii epoxidice si a densitatii reticularii, ca si in cazul rasinilor poliepoxidice derivate de la rasini fenol sau crezol-formaldehidice sau a rasinii tetrafunctionale pe baza de diaminodifenil-metan. Aceste rasini in raport cu intaritorii adecvati, sunt utilizate ca adezivi, mase de turnare si de impregnare si ca acoperiri de protectie cu inalte performante, pentru conditii de functionare severe. O alta proprietate care poate fi influentata de compozitia chimica a rasinii epoxidice de baza este rezistenta la ardere.

5. Pudra de cauciuc

Resursele polimerice secundare sub forma de produse uzate din cauciuc constituie ponderea cea mai insemnata din intreaga cantitate de elastomeri.

Aceasta se prezinta sub forma de anvelope, camere de aer,diafragme, articole tehnice (benzi trapezoidale, curele de transmisie, curele trapezoidale, furtunuri, garnituri, etc) si incaltaminte (talpi, tocuri, galosi, textile cauciucate), etc.

In vederea valorificarii substantelor elastomere sunt colectate de la consumatori industriali si individuali de la intreprinderi de prelucrare a cauciucului sau separate din deseuri urbane

Pentru a putea aprecia cat de importanta est problema valorificarii anvelopelor uzate mentionam ca,in tarile industrializate rezulta anual 9-10 milioane tone de astfel de produse.

Pe langa domeniile in care substantele elastomere pot fi utilizate in forma lor initiala exista si posibilitati pentru care este necesara o maruntire si/ sau macinare a acestora.

Aceste opeatii pot fi aplicate tuturor tipurilor de substante elastomere si au ca scop transformarea lor in bucati sau pudreta cu particule de dimensiuni variate.

Operatie de dezintegrare se realizeaza la temeratura mediului ambiant si poate fi aplicata substantelor elastomere cu insertii metalice (fire, cord metalic)

Pentru realizarea acestor operatii se pot folosi

foarfecele mecanice

Ghilotine

Prese cu cutite de taiere

Dispozitive de taiere cu fierastrau circular sau banda :

Maruntirea substantelor elastomere se realizeaza de obicei in uneledin urmatoarele scopuri

Reducerea volumului substantelor elastomere in vederea depozitarii (ne)controlate

Utilizarea materialului in diferite domenii

Macinarea ulterioara a materialului obtinut pentru utilitatea pudretei de cauciuc in amestecul pe care dorim sa-l obtinem

Macinarea anvelopelor de cauciuc.

Instalatia pusa la punct de firma ALLGAIER WERKE GMBTT (RFG) asigura transformare anvelopelor uzate in pudra de cauciuc

Anvelopele sunt alimentate automat la un agregat de maruntire de la care se obtin bucati de 150*150 mm

Aceasta sunt trecute cu ajutorul unor jgheaburi vibratoare la 2 separatoare magnetica

amplasate succesiv.

Bucatile care contin incluziuni metalice sunt trecute peo banda la un buncar de colectare.

Bucatile de anvelopa care nu contin fier sunt maruntite intr-o moara cu cutite iar materialul granular obtinut este dirijat cu ajutorul unor jgheaburi vibratoare, la 2 mori

orizontale cu discuri.

Materilaul maciant este transportat pneumatic la o sita vibratoare cu 4etaje.

Pe I –ul etaj se separa fibre textile dupa care cauciucul macinat cu granulatii diferite, se colecteaza separat si se valorifica corespunzator.

Conform datelor din literatura de specialitate [ ] prin macinarea anvelopelor se obtin urmatoarele:

55-68% pudra sau granulat continand cca 50% cauciuc

10-20% metal cu resturi aderente de cauciuc

12-18% fibre textile cu continut redus de cauciuc

η macinarea =68%

INDICE GENERALIZAT DE CALITATE

Caracteristicile cauciucului regenerat propus de-a lungul timpului pentru a aprecia diferite procedee de regenerare, selectarea parametrilor de operare in cadrul aceluiasi procedeu, compararea lor la prelucare si/sau influenta asupra compozitiilor (si vulcanizatelor) in care se utilizeaza regeneratul obtinut sunt numeroase.

Unele dintre ele au devenit antagoniste altele au devenit anacronice dar intotdeauna este dificil sa se faca o urmarire de ansamblu dupa mai > indicatori concomitent.

De aceea s-a produs un indice generalizat de calitate IGC definit prin relatia

IGC = (100- c) / 100 * M * R * A / 10

C= continutul de cenusa (%)

M=vascozitatea MOONEY

R =rezistenta la tractiune (MPa)

A= alungirea limita la tractiune (%)

6. Cuart, cuartit, nisip cuartos

Dioxidul de siliciu este foarte raspandit in natura,intrand in componenta celor mai diferite roci si minerale.

In stare pura se gaseste cel mai adesea sub formade cuart si anume: cristal de stanca , cuartit si nisip cuartos.

Din acesta cauza cristalul de stanca este o materie prima scumpa si foloseste numai pentru destinatii speciale.

Cuartitul a luat nastere prin metamorfozarea nisipurilor. Datorita presiunii la care a fost supus cuartitul a capatat insusirea ca prin lovirea ciocanului sa se desprinda in placi relativ paralele.Densitatea aparenta este de ciraca 2600 kg/m3 iar rezistenta la rupere la compresiune este cuprinsa intre 2000 si 4000Kj/cm2

Cuartitul este rezistent la acizi, interperii si actiuni mecanice. Se lustruieste greu, dar da suprafete frumoase, cu nuante de culoare deschisa. Cuartitul este relativ mai raspandit, dar este putin utilizat deoarece:

-cost mai ridicat cat si datorita cheltuililor suplimentare legate de macinarea unui material de duritate egala cu 7. Cea mai utilizata materie prima este nisipul cuartos. El este destul de raspandit in natura, sub forma de zacaminte mari, care contin si cantitati variabile din alte materiale. Din [unct de vedere al greutatii specifice mineralele componente se grupeaza in doua fractiuni:

fractiunea usoara formata din cuart si alte minerale cu greutate specifica sub 2,56 g/cm3

fractiunea grea formata din minerale cu greutate specifica ridicata. Componentul principal al componentei usoare este cuartul care poate atinge 99%. Nisipurile cu peste 98% SiO2 sunt considerate de calitate superioara. In fractiunea usoara se mai poate intalni si feldspatul, care reprezinta roca prin a carei degradare s-au format unul din zacamintele de nisip, precum si caolinitul, unul din produsele de descompunere ale feldspatului.

7. Pigmenti

Pigmentii utilizati in sectorul constructiilor la colorarea betoanelor sunt produsi de societatea SINTEZA SA ORADEA.

ORASIN® 921 

( OXID NEGRU DE FIER )

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Orasin 921 este un pigment anorganic de precipitare de culoare negru-viu, cu putere de acoperire si de colorare buna, rezistent la lumina. Este insolubil in ulei, solventi, apa, alcalii. Este rezistent la var si ciment. Din punct de vedere chimic, este un oxid fero-feric.

Formula chimica: Fe3O4

CARACTERISTICI TEHNICE

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon

continut total de fier, Fe2O3 , %: min. 97 

substante solubile in apa, %: max. 1

substante volatile la 105 °C, %: max. 3

reziduu pe sita de 0063, %: max. 0,5

coloranti organici: lipsa

DOMENIUL DE UTILIZARE

Orasin 921 se utilizeaza in sectorul constructiilor, la obtinerea mozaicurilor colorate, a pietrelor artificiale, la colorarea mortarelor de var si ciment pentru interior si exterior, la colorarea betoanelor.

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 25 kg.

Pentru comert se ambaleaza in pungi duble de polietilena la 0,250-1 kg.

Depozitarea se face in incaperi inchise, ferit de umezeala.

NEGRU DE FIER

PENTRU CONSTRUCTII

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Negru de fier pentru constructii este un pigment anorganic rezistent la var si ciment. Din punct de vedere chimic, este un oxid fero-feric.

Formula chimica: Fe3O4

CARACTERISTICI TEHNICE

aspect:  pulbere

culoare: neagra

continut in Fe2O3, %: min. 80

substante solubile in apa, %: max. 1

substante volatile la 105 °C, %: max. 3

pH-ul extractului apos 6-9

DOMENIUL DE UTILIZARE

Produsul se utilizeaza in sectorul constructiilor la colorarea betoanelor.

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 25 kg.

Depozitarea se face in incaperi inchise, ferit de umezeala.

ORASIN® 720

(OXID MARONIU DE FIER)

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Orasin 720 este un pigment anorganic anticoroziv , cu o compozitie chimica complexa. Este insolubil in ulei, solventi , apa . Este rezistent la var si ciment.

Formula bruta : xFe2O3 • yTiO2• zSiO2 • wAl2O3

CARACTERISTICI TEHNICE

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon

continut, Fe2O3, %: min. 30 

substante solubile in apa, %: max. 1

substante volatile la 105 °C, %: max. 1,5

reziduu pe sita de 0063, %: max. 0,5

indice de absorbtie de ulei   ±15 % fata de mostra etalon

pH-ul extractului apos   8-10

DOMENIUL DE UTILIZARE

Orasin 720 se utilizeaza in industria de lacuri si vopsele, la fabricarea grundurilor anticorozive.Se mai utilizeaza in industria sticlei ca material abraziv, precum si in industria ceramicii si a maselor plastice.

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 20 kg.Pentru comert se ambaleaza in pungi duble de polietilena la 0,250 -1 kg. Depozitarea se face in incaperi inchise, ferit de umezeala.

ORASIN® 514

( OXID VERDE DE CROM )

DESCRIEREA  PRODUSULUI

ORASIN 514 este un pigment anorganic caracterizat printr-o mare stabilitate  la actiunea luminii si a agentilor atmosferici, a reactivilor chimici si a gazelor agresive, fapt care permite utilizarea lui in multe domenii.

Formula chimica: Cr2O3

CARACTERISTICI TEHNICE

tipul: TIP I TIP II

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon

continut in Cr2 O3, %: min. 96 90 

substante solubile in apa, %: max. 0,3 0,8

substante volatile la 105 0C, %: max. 0,6  1

reziduu pe sita de 0053, %: max. 0,5 1

indice de absorbtie de ulei, g/100 g: 10 -15 10 -15

pH-ul extractului apos 6-8 6-8

DOMENIUL DE UTILIZARE

ORASIN 514 se utilizeaza in sectorul constructiilor, la obtinerea mozaicurilor colorate, a pietrelor artificiale, la colorarea mortarelor de var si ciment pentru interior si exterior,de asemenea se poate folosi si la fabricarea vopselelor de tip dispersii apoase. 

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 25 kg.Pentru comert se ambaleaza in pungi duble de polietilena la 0,250 -1 kg. Depozitarea se face in spatii acoperite, ferit de umezeala.

ORASIN® 721

(OXID MARONIU DE FIER)

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Orasin 721 este un pigment anorganic anticoroziv , cu o compozitie chimica complexa. Este insolubil in ulei, solventi , apa . Este rezistent la var si ciment.

Formula bruta : xFe2O3 • yTiO2• zSiO2 • wAl2O3

CARACTERISTICI TEHNICE

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon

continut, Fe2O3, %: min. 30 

substante solubile in apa, %: max. 1,5

substante volatile la 105 °C, %: max. 3

reziduu pe sita de 0063, % max. 1,5

pH-ul extractului apos 8-10

DOMENIUL DE UTILIZARE

Orasin 721 se utilizeaza in sectorul constructiilor, la colorarea mortarelor de var si ciment pentru interior si exterior.De asemenea se foloseste la obtinerea mozaicurilor colorate si a pietrelor artificiale.

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 20 kg.

Pentru comert se ambaleaza in pungi duble de polietilena la 0,250-1 kg.

Depozitarea se face in incaperi inchise, ferit de umezeala.

ORASIN® UD 623

( ALBASTRU UD 623 )

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Orasin UD 623 este un pigment anorganic de precipitare , de culoare albastru intens , cu mare putere de colorare . Este cunoscut sub denumirea comerciala de Albastru de Milori. Se caracterizeaza printr-o buna rezistenta la lumina, ulei, solventi,acizi.

Formula bruta: KXFeY[Fe(CN)6]z • nH2O

CARACTERISTICI TEHNICE

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon 

substante solubile in apa, %: max. 1

substante volatile la 105 °C, %: max. 5

reziduu pe sita de 0053, %: max. 0,4

indice de absorbtie de ulei, g/100 g 30 – 50

putere de acoperire , g/m2 max. 13

putere de colorare,( fata de etalon), %: 100±10

dispersabilitate , µ max. 65

aciditatea sau alcalinitatea, extractului apos (cm3 sol. 0,1N HCl /100g sau,cm3 sol.0,1N NaOH / 100 g), max. 10

coloranti organici: lipsa

DOMENIUL DE UTILIZARE

Orasin UD 623 este folosit in cantitati mari la fabricarea vopselelor pe baza de ulei si rasini sintetice, emailuri de stantare, cerneluri , etc.

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena, reambalati in saci de hartie la 10 kg. Depozitarea se face in spatii acoperite si ferite de umezeala, departe de surse de caldura, ( prezinta pericol de autoaprindere).

ORASIN® 253

( ROSU MOLIBDEN )

DESCRIEREA  PRODUSULUI

Orasin 253 este un pigment de precipitare , format din cristale mixte de cromat de plumb , sulfat de plumb si molibdat de plumb . Produsul se caracterizeaza printr-o buna stabilitate si rezistenta in timp la: lumina , bioxid de sulf , intemperii si diversi agenti chimici.

Formula chimica 😡 PbCrO4 ·y PbSO4· z PbMoO4

CARACTERISTICI TEHNCE

aspect: pulbere fina

culoare: conform etalon

continut in Cr2O3,%: min. 15

substante solubile in apa,%: max. 0,5 

substante volatile la 105 0C, %: max. 0,8

reziduu pe sita 0045,%: max. 0,2

indice de absorbtie ulei, g/100 g 16-30

putere de colorare, (fata de etalon) %: 95-110

pH-ul suspensiei apoase 6-7,5

stabilitate la caldura :

30 min.la 1500C 4-5 scara gri

15 min. la 1800C 4-5 scara gri

rezistenta la lumina dupa 1500 ore expunere in Xenotest 450 4-5 scara gri

rezistenta la intemperii dupa 500 ore expunere la Weather-o meter 4-5 scara gri

rezistenta la SO2 – 10 cicluri fara modificari

rezistenta la acizi (5% HCL ) 4-5 scara gri

rezistenta la alcalii (5% NaOH )   3-4 scara gri

rezistenta la solventi (apa,whitespirit,toluen,acetat de etil, butanol,etilen glicol,MEC) 5 scara gri

coloranti organici: lipsa

DOMENIUL DE UTILIZARE

Orasin 253 se utilizeaza la fabricarea emailurilor si vopselelor pe baza de rasini alchidice,melaminice,poliuretanice,vinilice,nitro. 

AMBALARE SI DEPOZITARE

Produsul este ambalat in saci de polietilena reambalati in saci de hartie la 25 kg. Depozitarea se face in spatii acoperite, ferit de umezeala.Transportul se face cu mijloace de transport acoperite.

PARTE EXPERIMENTALA

CAPITOLUL III

Metode de testare

1.Determinarea timpului de priza

Determinarea timpului de priza se face cu aparatul Vicat cu ac si inel tronconic, conform STAS 227/1-86.

A. Principiul metodei

Se masoara intervalele de timp de la inceputul prepararii betonului(mortarului) epoxidic sau poliesteric pana in momentul in care acul nu mai strabate complet compozitul ci se opreste la distanta de 2 mm de placa de sticla (inceputul prizei) si pana in momentul cand acul patrunde in amestec pe o adancime de maxim 1 mm( sfarsitul prizei)

B. Modul de lucru

Se aseaza postamentul aparatului Vicat prin intermediul unei placi de sticla, inelul tronconim umplut cu amestec CR+CI+CS si acopera cu o placa de sticla.Inainte de incercare se controleaza daca tija aparatului Vicat coboara liber si daca atunci cand acul atinge placa de sticla indicatorul este la pozitia 0 a scalei gradate. Daca pozitia nu corespunde se face corectia deplasand scala. Din 15 in 15 minute, se indeparteaza placa de sticla de deasupra si se lasa acul incet in jos pana la suprafata compozitului si apoi e lasat sa patrunda liber prin propria sa greutate.

Incercarea se face de fiecare data in puncte diferite.Se noteaza intervalul de timp de la inceputul prepararii pana cand acul nu mai strabate intreaga inaltime a inelului oprindu-se la o distanta de 2 mm de placa.Acest moment fiind considerat inceputul prizei.

Pentru determinarea sfarsitului prizei, incercarea se face in acelasi mod din jumatate in jumatate de ora dar pe fata opusa. Se masoara intervalul de timp de la inceputul prepararii pana cand acul Vicat patrunde mai putin de 1 mm. Acest moment fiind considerat sfarsitul prizei.

2.Stabilitatea la temperaturi negative

Pregatirea probelor se face astfel: se unge interiorul formelor cu vaselina, se umplu cu produsul de analizat pana la aproximativ 1 mm deasupra marginii, se reunesc semisferele astfel incat sa se formeze o bila perfecet lipita. Se scot bilele din forme si se taie eventualele bavuri.

Modul de lucru :

Bilele astfel pregatite se introduc in camera frigorifica, unde se mentin 4 ore la temperatura de incercare de -17±3 °C.

Se scot bilele cu un cleste racit la temperatura de incercare si se lasa sa cada de la o inaltime de 4 metri pe placa de otel asezata orizontal. Inaltimea de incercare stabilita trebuie respectata cu o precizie de ±1 %. Intervalul de timp inaintea scoaterii unei bile si inceputul caderii nu trebuie sa depaseasca 3 secunde. La inceperea cadereii bila nu trebuie sa aiba nici o viteza intiala. Inceracrea se face pe 3 bile.

Interpreatarea rezultatelor:

Se considera ca produsul este corespunzator atunci cand cel putin 2 bile din cele 3 nu se sparg sau nu prezinta fisuri. Fisurile se observa cu lupa conform STAS 438-1/81.

Aparatura:

-forme semisferice cu picior cu diametrul interior de 45,7±0,1 mm corespunzator unui volum de 50cm3.

-Placa de otel de 300x300x10mm

-Camrea frigorifica sau orice frigider care sa asigure mentinerea temperaturii de -17±3 °C 30 de minute la sfarsitul fazei de inghet.

3.Determinarea rezistentei la incovoiere

Se determina pe epruvete prismatice prin aplicarea in mod uniform si continuu a 2 forte egale si simetrice, amplasate la treimea deschiderii dintre cele 2 reazeme circulare pe care se spijina prisma.

Aparatura

-presa hidraulica cu precizie de 1%

Reazemele presei trebuie sa fie reglabile sa aiba o sectiune circulara cu diametrul de 20..40 mm si trebuie sa fie in timpul incercarii in contact cu betonul pe intreaga latime a epruvetei, fixate la 450mm deschidere.

Mod de lucru

Se supun la incercare epubetele de acelasi fel pastrate in aceleasi conditii.

Epruvetele pe reazemele presei in asa fel incat fortele transmise prin intermediul cutitelor dispozitivului sa actioneze perpendicular pe directia de turnare.

Se controleaza ca atat reazemele presei cat si cutitele dispozitivului sa fie in contact cu betonului pe toata latimea epruvetei dupa care se incepe aplicarea incarcarii astfel incat sa se produca in fibra maxima solicitata o crestere a efortului de 0,05±0,01 N/mm2 secunde ceea ce conduce la o viteza de aplicare a sarcinii de cca 250 N/s pana la ruperea prismelor.

Rinc=1,5·(P·L)/(b·h2) (N/mm2 ; Mpa)

P=forta de rupere citita pe cadranului presei de newtoni

L=distanta dintre reazeme

b=latiomea medie a sectiunii trnsversale

h=inaltimea medie a sectiunii transversale

Rezultatul se rotunjeste cu 0,1 N/mm2

Rezistenta la incovoiere (Rinc) este media aritmetica a 3 determinari care se efctueaza pe o serie de epruvete prismative confectionate din acelasi beton.

4.Verificarea rezistentei la compresiune

Determinarea rezistentei la compresiune se face la 28 zile pe epubete cubice sau fragmente de prisme.Epruvetele se aceeasi forma , confectionate din aceasi proba de beton pastrate in aceleasi conditii si incercate la aceasi varsta constitue o serie.

Pentru verificarea rezistentei la compresiune o serie este constituita din minimum 3 epruvete.

Principiul metodei de determinare a rezistentei la compresiune consta in aplicarea unei forte unifrom crescatoare pe epruvete cubice sau orientativ pe fragmente de prisma rezultate de la incercarea la incovoiere si cilindrice(carote)

Rezistenta la compresiune determinata pe epruvete cubice sau cilindrice(carote) se calculeaza cu formula:

Rc=P/A (N/mm2 , Mpa)

P=forta de rupere , citita pe cadranul presei in newtoni

A=aria nominala sau reala dupa caz, a sectiunii de referinta

Rezultatul se rotunjeste cu 0,1 N/mm2

5.Determinarea densitatii in gramada in stare uscata si afanata sau indesata

5.1 Aparatura

A. sursa de caldura

B. balanta cu clasa de precizie III (STAS 3308-85)

C. vase volumetrice, cu pereti suficient de rigizi pentru a nu se deforma si cu dimensiunile urmatoare:

-volumul vasului=1dm3

-Diametru interior=108mm

-inaltimea interioara=109mm

Se iau aceste valori pentru ca d max al adgregatului este mai mic de 7, 1 mm

D. tava de otel nesmaltuita

E. rigla metalica

F. scafa

5.2 Mod de lucru

Agregatele se usuca prin incalzire pe tava de otel nesmaltuita pana cand apropiind de suprafata materialului o placa de sticla rece aceasta nu se mai abureste

Pentru determinarea densitatii in gramada in stare afanata se introduc agregatele cu o scafa in vasul de masurat (cantarit in prealabil) de masa (m) prin cadere libera de la inaltimea de 10cm pana la formarea deasupra vasului a unui con, dupa are surplusul de agregate este inlaturat cu rigla metalica.

Pentru determinrea densitatii in gramada in stare indesata agregatee se introduc in 3 straturi de grosime egala.

Pentru fiecare strat se bate de 50 ori cu fundul de o masa de lemn.

La turnarea ultimului strat se va adauga la un vas un prelungitor, de forma unei rame cilindrice, de acelasi diametru, inalta de 5 cm. Se umple vasul cu rama procedandu-se ca mai sus apoi se scoate rama.Pentru indesare se poate folosi si o masa cu 3000 de vibratii pe minut si cu amplitudinea de 0,30…0,50 mm.

In acest caz vasul, inclusiv rama, umplute cu material se vibreaza timp de 3 minute, dupa care se scoate rama.Surplusul de agregate din vas este inlaturat prin razuire cu o rigla metalica.In cazul agregatelor mari, daca raman goluri , se vor umple prin adaugarea si asezarea de agregate cu mana , astfel ca vasul sa fie plin. Se cantareste vasul cu agregate in stare afanata obtinanadu-se masa (m1) respectiv in stare indesata avand masa (m2). Densitatea in gramada se calculeaza cu formula:

ρga=(m1-m)·1000/V kg/m3

ρgi=(m2-m1) ·1000/V kg/m3

in care:

ρga=densitatea in care gramada in stare afanata in kg/m3

ρgi=densitatea iun gramada in stare indesata in kg/m3

m=masa vasului gol in kg

m1=masa vasului umplut cu agregat afanat in kg

m2=masa vasului cu agregat indesat in kg

V=volumul vasului in dm3

Rezultatul este media aritmetica a 3 determinari

6.Determinarea umiditatii

6.1.Aparatura

-Balanta cu sarcina maxima 10 kg cu clasa de precizie III ( STAS 3308-85 )

-Ciurul 7,1 ( STAS 1078-73 )

-Tava de otel nesmaltuita

-Sursa de caldura

6.2 Modul de lucru

Din proba de analizat se cantareste un kg de agregat . Agregatele se intind intr-un strat subtire intr-o tava de otel nesmaltuita si se incalzesc moderat, astfel inact sa nu se inroseasca fundul tavii, amestecandu-se agregatele in permanenta. Incalzirea se face pana cand, apropiind de suprafata agregatelor fierbinti, o placa de sticla rece si uscata, aceasta nu se mai abureste. Se vor lasa agregatele sa se raceasca putin si apoi se vor cantari din nou.

Umiditatea se calculeaza cu formula:

%umiditate =( m1-m)/m·100

unde m1=masa agregatelor cu umiditate, in g

m=masa agregatelor uscate, in g

Rezultatul este media aritmetica a 3 determinari.

7.Rezistenta chimica

7.1. Determinarea resiztentei la white spirit, benzina auto, solutie NaOH 10% si apa calda 40 °C.

Determinarea se executa conform STAS 2313-76 cu urmatoarea precizare :

-se lasa in solutia de incercat timpul specificat pentru fiecare produs in parte la 23±2 °C

Se spala si se sterg . Dupa 2 ore de la scoatere epruvetele din lichidul de imersie se examineaza vizual aspectul suprafetei. Suprafata nu trebuie sa prezinte fisuri sau desprinderi de produs. Seadmite modificarea culorii.

7.2. Incercarea in imersie alternanta in apa de mare artificiala

Compozitia solutiei, similara cu apa de mare este urmatoarea:

NaCl=28g/l

MgSO4·7H2O=7 g/l

CaCl2·6H2O=2,4 g/l

NaHCO3=0,2 g/l

Un ciclu de imersare consta in imersarea epruvetelor timp de 20 minute, in solutia de mai sus, urmata de mentinerea acestora timp de 40 minute in aer(mediu ambiant).

8.Determinarea adeziunii pe metal

8.1.Pentru determinarea adeziunii pe metal se folosesc epruvete de otel avand forma si dimensiunile indicate in figura 1

8.2. Pregatirea probei

Suprafetele de lipire sunt in prealabil sablate si degresate. Pe doua epruvete astfel obtinute se aplica un strat subtire de chit dupa care suprafetele respective se suprapun coaxial si se preseaza cu 2 cleme diametral opuse. Dupa 24 ore clemele se sco, iar probele sunt lasate 7 zile la temperatura camerei.

8.3. Efectuarea determinarii

Intr-un aparat Schopper cu ajutorul unui dispozitiv de fixare epruvete, confectionat special, cele doua epruvete lipite sunt supuse unui efort de tractiune, pana la dezlipirea lor. Se lucreaza cu o viteza de 5 mm/minut.

8.4. Calculul rezultatului

A=P/S

A=forta de adeziune exprimata in daN/cm2

P=sarcina la care are loc desprinderea probelor

S=suprafata lipita

Pentru anumite utilizari ale substantelor elastomere maruntite sau macinate se impune o operatie de spalare prealabila a lor.

Aceasta are ca scop inlaturarea unnor impuritati mecanice care ar putea influenta defavorabil caracteristicile produsului.

Spalarea se poate face prin imersie in bazine cu apa sau prin stropirea substantelor elastomere asezate pe o sita cu jeturi cu apa apoi uscarea lor.Utilizarea substantelor elastomere sub forma maruntita sau macinata im[plica transformarea acestora in bucati sau particule fine, dimensiunile acestora definind si operatiile prin care ele se obtin:

-dezintegrare, operatie prin care se debiteaza bucati cu forme variate si dimensiuni cuprinse intre 10-50mm.

-maruntirea, care conduce la particule cu dimensiuni de 20-100 mm

-macinarea grosiera, dimensiunea particulelor de 5-20mm

-macinarea medie, dimensiunea 1-5mm

-macinarea fina, dimensiunea 0,3-1mm

-macinarea ultrafina, dimensiunea 0,005-0,3mm.

Rezulta din aceasta ca prin operatia de dezintegrare se urmareste transformarea produselor uzate din cauciuc in bucati relativ mari, in scopul usurarii introducerii acestora in procesele ulterioare de maruntire si/sau macinare.

CAPITOLUL IV

Mase cercetate

Explicatii:

1. Componenta rasinoasa este o rasina epoxidica 010S produsa de SC. Policolor SA Bucuresti. Componenta intaritor este o amina avand componentul principal (TETA)-trietilentetramina produs de S.C Policolor SA Bucuresti. Cuartul este produs la SC. SILICOR SA ORSOVA.

2. Componenta intaritor este produsa de Institutul Petru Poni Iasi avand in compozitie TETA si gudron de huila hidratat.

3. Componenta rasinoasa este 010S produsa de SC.Policolor SA, iar componenta intaritor este un aduct obtinut in laborator. Se tine cont de indicele (echivalentul) epoxi si echivalentul amina. Este un amestec intre DETA si o rasina epoxidica.

4. Componenta solida este sicla pisata recuperata de la utilizatori casnici sau industriali. .

5. Componenta solida este sicla pisata recuperata de la utilizatori casnici sau industriali

6. Componenta lichida. Este obtinuta din NESTRAPOL H450 produs de SC. Policolor SA. Contine stiren monomer

Produsul este garantat 2 luni deorece se produc niste reactii de polimerizare lenta.

Pentru accelerarea reactiilor am produs in laborator un accelerator de reactie pe baza de naftenat de Cobalt. In produsul Nestrapol H450 se introduce naftenatul de Co in proportie de 2 %. Am modificat putin poliesterul prin introducerea a 15% rasina epoxidica. Componenta intaritor este practic un initiator al copolimerizarii (numit adesea si catalizator) este un peroxid organic. Peroxidul de metiletilcetona care este un amestec de peroxizi si hidroperoxizi.

CH3 O O CH3

C C

C2H5 OH HO C2H5

Se preteaza la poliesteri armati cu fibra de sticla, copolimerizarea avand loc la temperatura ambianta. Produsul fiind un poliester se preteaza pentru industria alimentara.

8,9,10 Componenta rasinoasa este DINOX 010S produs de SC Policolor SA. Componenta intaritor este intaritor I3357. Pudreta (pudra) de cauciuc este rezultata la resaparea anvelopelor ( SC FINCA DRAGASANI, SC VICTORIA Bucuresti, TOFAN GRUP Bucuresti). Sticla pisata din deseuri casnice si industriale.

Componenta rasinoasa impreuna cu pigmentul se agita nitr-un vas de agitare sau malaxor. Seintroduc o parte din componenta componente solide 10%. Se ambaleaza componenta rasinoasa.

Componenta solida se amesteca ( seomogenizeaza toate componentele). Se ambaleaza componeta intaritor separat.

Punerea in opera : componenta rasionoasa care se ameteca cu componeta solida trebuie sa reprezinte 70% din masa totala iar restul reprezinta componenta intaritor .

Masele s-au colorat dupa cum urmeaza:

CAPITOLUL V

Rezultate obtiunute

CAPITOLUL VI

Concluzii

Proba nr 1,2,3 are rezistente foarte bune la acizi si baze, rezistente suerioare betoanelor deci poate inlocui in medii corozive aceste produse cu succes betonul.

Proba 4 si 5 – produsele obtinute se pot utiliza la protectiile in camp continuu rezistente la medii agresiv oxidante (neutre si acide), medii alcaline la temperaturi cuprinse intre -25°C si 100°C. Masa de spaclu se poate folosi si la pozarea placilor de gresie si faianta si caramizilor antiacide.

Proba 6 si 7 are aceleasi utilizari ca si probele 4 si 5 la care se aduga protectiile anticorozive din industria alimentara. Produsele pe baza de rasini poliesterice modificate cu intariri cuprinse intre 15 si 25°C au aviz alimentar.

Proba 8,9,10 cea mai economica este proba cu nr 10 datorita inglobarii unei mari cantitati de pudreta de cauciuc(foarte ieftina) totodata imprimand produsului importante proprietati elastice si rezistenta mecanica marita.

Pentru verificarea rezistentei la compresiune la 28 zile am folosit cate 3 epruvete cubice cu aceeasi forma cu dimensiunea L x l x h = 15 x 15 x 15 cm , iar pentru determinarea rezistentei la incovoiere am folosit epruvete prismatice.

Rezistentele mecanice reprezinta media a 3 determinari pentru fiecare proba in parte.

Pentru determinarea timpului de priza am folosit aparatul Vicat iar valoarea pentru probele 8,9,10 este urmatoarea:

Inceput de priza 15-20 minute

Sfarsit de priza 50-60 minute

PROIECTARE

uscator cu tambur rotativ

Sa se proiecteze un uscator cu tambur rotativ cu urmatoarele caracteristici:

Diametru tambur D=2,4 m

Lungime tambur L=16 m

Material prelucrat – nisip

Generalitati

Uscarea artificiala se realizeaza in instalatii de uscare, denumite si uscatoare. De obicei, incalzirea materialului in uscatoare, pentru evaporarea umiditatii acestuia, se face prin: convectie (transfer termic convectiv de la un agent de incalzire), conductie (transfer termic conductiv de la o suprafata incalzita de un agent termic) sau radiatie (transfer termic radiativ de la o sursade radiatii infrarosii). In unele instalatii, insa, incalzirea materialului se face prin generarea energiei termice in interiorul acestuia.

Agentul de uscare, care este vehiculat prin uscator cu ajutorul ventilatoarelor sau al instalatiilor de tiraj, este, de obicei, aer sau amestec de gaze de ardere cu aer. Daca incalzirea se face prin convectie, agentul de uscare are rol si de agent de incalzire, aerul fiind incalzit inainte de introducerea lui in camera de lucru a uscatorului.

Tipuri constructive de instalatii de uscare

In industrie se utilizeaza o mare diversitate de tipuri de instalatii de uscare. Principalele caracteristici generale ale instalatiilor de uscare sunt: regimul de functionare, modul de incalzire a materialului, natura agentului de uscare, circulatia agentului de uscare, structura materialului si forma constructivaa instalatiei.

Uscatoarele convective sunt cele mai raspandite tipuri de instalatii de uscare din industrie. Dupacum s-a mentionat anterior, in aceste instalatii, materialul primeste caldura necesaraprocesului de uscare de la agentul de uscare (cel mai adesea, aer cald) prin convectie.

Uscatoare de tip camera

Uscatorul de tip camera (camerade uscare) este o incapere paralelipipedica, in interiorul careia materialul (care ramane in repaos in timpul uscarii) este asezat pe vagonete, rafturi sau alte dispozitive. Agentul de uscare circulapeste material natural sau fortat. Functionarea instalatiei este periodica. In fig.1. este prezentatao camerade uscare cu circulatie fortata a agentului de uscare (aer).

Fig: 1

1 – ventilator; 2 – baterie de incalzire (aeroterma); 3 – clapetade reglare; 4 – raft; 5 – material.

Pentru realizarea unei uscari uniforme, intr-un timp cat mai scurt, asezarea materialului in uscator trebuie sa asigure o arie cat mai mare a suprafetei de contact agent de uscare-material. In acelasi scop, in unele instalatii se schimba sensul circulatiei aerului in camera de mai multe ori in timpul procesului de uscare.

Fiind instalatii cu functionare periodica, uscatoarele de tip camera sunt caracterizate prin pierderi suplimentare de caldura in timpul incarcarii si descarcarii materialului. Utilizarea acestor instalatii se recomanda cand durata procesului de uscare este mare sau in cazul uscarii unor cantitati mici de material. Ele se pot folosi pentru uscarea: lemnului, placilor izolante, materialelor fibroase etc.

Uscatoare de tip tunel

Unul dintre cele mai utilizate uscatoare convective cu functionare continuaeste uscatorul de tip tunel, in care materialul se deplaseaza, asezat in vagonete sau pe un transportor, printr-un canal (camera) de lungime mare (cca. 30 – 50 m). Agentul de uscare poate fi recirculat partial pentru marirea vitezei de uscare. De obicei, viteza agentului de uscare este de 2 – 3 m/s, iar viteza materialului de 3 – 50 mm/s. In fig. 2

4.27. sunt prezentate schematic doua uscatoare de tip tunel cu recircularea partiala a aerului.

Uscatoare cu benzi transportoare

In uscatoarele cu benzi, materialul este purtat continuu, in strat subtire, de una sau mai multe benzi transportoare. Agentul de uscare circulapeste material sau prin material (strabate banda transportoare si stratul de material), atunci cand structura materialului si constructia benzii permite acest tip de circulatie. Fata de uscarea la circulatia agentului de uscare peste material, uscarea la circulatia agentului de uscare prin material este mai intensa, avand o durata mai mica, deoarece aria suprafetei de contact material-agent de uscare, in acest caz, este mai mare.

Fig: 2

1 – intrarea materialului; 2 – iesirea materialului; 3 – intrarea aerului proaspat; 4

– iesirea aerului; 5 – aparat de incalzire; 6 – suflanta; 7 – vagonete cu material.

Fig: 3

1–benzi transportoare; 2–palnie de alimentare cu dozator; 3–tamburi pentru antrenarea benzilor; 4–role pentru sustinerea benzilor; 5–sicane pentru dirijarea circulatiei aerului; 6–baterie de incalzire; 7–transportor pentru materialul uscat.

Uscatoarele cu benzi se folosesc pentru uscarea mai multor tipuri de materiale sau produse ca, de exemplu, materiale granulare, legume, fructe, lana, bumbac, celulozaetc. Agentul de uscare folosit este aer cu temperaturi cuprinse in intervalul 60 – 170°C sau, uneori, un amestec de aer si gaze de ardere.

Figura 3. ilustreazaun uscator cu patru benzi transportoare. Materialul circula in contracurent cu aerul incalzit. Viteza benzilor este de 0,3 – 0,5 m/ min, iar viteza aerului de 2 – 3 m/s.

Uscatoare de tip tambur rotativ

Amestecarea materialului mareste eficienta procesului de uscare prin reinoirea continuaa suprafetei materialului in contact cu agentul de uscare. Unul dintre uscatoarele, frecvent utilizate, in care materialul este amestecat continuu este uscatorul de tip tambur rotativ.

Uscatoarele de tip tambur rotativ sunt instalatii cu functionare continua. Ele se utilizeaza pentru uscarea materialelor pulverulente sau in bucati ca, de exemplu, nisip, carbune, argila, minereuri etc.

Elementul principal al uscatorului de tip tambur rotativ (fig. 4) este un cilindru (tambur) inclinat fatade orizontala, de obicei, cu un unghi de panala 8°, care se roteste continuu in jurul axei sale cu 1 – 8 rot/min. Materialul introdus pe la un capatul superior al cilindrului se deplaseaza datorita inclinarii si rotirii cilindrului, amestecandu-se continuu si intrand in contact cu agentul de uscare (aer cald sau gaze de ardere). Tamburul este prevazut la interior cu un sistem de sicane (fig. 4.30.) pentru amestecarea si repartitia cat mai uniforma a materialului in sectiunea cilindrului. Se observa causcatorul din fig. 4.30. are pale de ridicat, dispuse pe suprafata interioara a tamburului. In timpul unei rotatii a tamburului, palele ridica materialul si apoi il lasa sacada „in ploaie“ in curentul de aer.

Sistemul de sicane din interiorul tamburului se alege in functie de caracteristicile materialului supus uscarii; de exemplu, pentru materialele in bucati de dimensiuni mari, se utilizeaza sistemul cu pale de ridicat, iar pentru cele cu masa specifica mare sistemul cu sectoare. In functie de sistemul de sicane, materialul poate umple panala 20% din volumul tamburului.

Fig: 4

1 – tambur; 2 – ventilator; 3 – bandaje; 4 – role de sprijin; 5 – angrenaj; 6

– electromotor; 7 – reductor de turatie.

Fig: 5

Uscatoare de tip turn

In categoria uscatoarelor convective cu functionare continuase incadreaza si uscatoarele de tip turn, utilizate pentru uscarea cerealelor, legumelor, argilei, carbunelui etc. Elementul principal al instalatiei este un turn in care materialul se deplaseaza sub actiunea fortei gravitationale, intrand in contact cu agentul de uscare, care circula prin turn. Deplasarea materialului poate fi incetinita de un sistem de sicane prevazut in interiorul turnului.

Uscatoare cu strat fluidizat

In uscatoarele cu strat fluidizat, agentul de uscare traverseaza stratul de material granular cu o viteza care determina miscarea continua a particulelor de material si suspendarea lor partiala in curentul de agent de uscare.

Principalele avantaje ale uscatoarelor cu strat fluidizat sunt determinate de intensitatea ridicataa procesului de uscare. Aceasta se explica atat prin aria mare a suprafetei de contact material-agent de uscare, cat si prin intensificarea proceselor de transfer termic si masic in material si intre material si agentul de uscare (procesele de transfer la suprafata materialului se desfasoarala viteze mari ale agentului de uscare, iar procesele de conductie si migrare a umiditatii prin material se desfasoarape distante mici, deoarece particulele de material au dimensiuni mici). Intensitatea ridicata a procesului de uscare conduce la o duratade uscare redusa (de ordinul minutelor) si, de asemenea, la un consum redus de caldurasi la o constructie de dimensiuni mici, compacta a uscatorului. Durata redusa a procesului de uscare face posibila utilizarea acestor uscatoare in cazul materialelor termosensibile, care nu suportatemperaturi ridicate perioade de timp mari.

Dezavantajul uscatoarelor cu strat fluidizat este reprezentat de consumul mare de energie pentru vehicularea agentului de uscare prin stratul de material. Uscatoarele cu strat fluidizat se folosesc pentru uscarea nisipului cerealelor, produselor chimice sub formade granule etc.

Din punct de vedere constructiv, uscatoarele cu strat fluidizat sunt cu grila, cu banda rulanta, rotative sau cu snec. Cele mai raspandite sunt cele cu grila (fig. 5. si 6.), in care stratul de material fluidizat se formeaza pe grila de distributie a agentului de uscare. Pentru o agitare sporita a materialului, unele uscatoare sunt prevazute cu mecanisme speciale care asigura vibrarea mecanica a grilei de fluidizare.

In uscatoarele cu banda rulanta, materialul se incarcape o banda rulanta de tip retea, sub care se introduce agentul de uscare. Uscatoarele rotative au rotoare cu palete, care permit realizarea stratului fluidizat si sectionarea acestuia. In uscatoarele cu snec, stratul fluidizat se formeaza in canale cu plase, in care materialul este transportat si totodata amestecat cu un transportor cu surub elicoidal.

Daca viteza minimade fluidizare a materialului este redusa, viteza agentului de uscare trebuie sa fie redusa corespunzator, pentru evitarea antrenarii materialului. Ca urmare, debitul agentului de uscare este redus si energia termicaintrodusain uscator cu agentul de uscare nu este suficienta pentru incalzirea materialului si vaporizarea umiditatii acestuia. In aceastasituatie se folosesc uscatoarele in care se face o incalzire suplimentaraa agentului de uscare. Acestea au, imersate in stratul fluidizat, schimbatoare de calduracu suprafete extinse incalzite cu un agent termic.

Datorita avantajelor lor, uscatoarele cu strat fluidizat sunt preferate in multe procese de uscare. Exista insa si cazuri in care alegerea unui uscator cu strat fluidizat se dovedeste nerationala. De exemplu, cand materialul supus uscarii este alcatuit din particule de dimensiuni mari, cu masa specificamare si umiditate redusa. In acest caz, pe de o parte, consumul de energie pentru formarea si mentinerea stratului fluidizat este mare si, pe dealtaparte, intensitatea procesului de uscare este redusa, procesele de conductie termica si migrare a umiditatii prin material avand o intensitate redusa, datorita dimensiunilor mari ale particulelor de material si a umiditatii mici a acestora. In acest caz, este recomandatafolosirea unui alt tip de uscator; de exemplu, un uscator de tip tambur.

Fig: 6

1 – grila; 2 – hota; 3 – baterie de incalzire; 4 – ventilator; 5 – jaluzele; 6 – ciclon pentru recuperarea materialului antrenat; 7 – exhaustor.

Uscatoare pneumatice

Uscatoarele pneumatice au ca element constitutiv principal o coloana(tub) vertical in care materialul pulverulent este dispersat intr-un curent de gaz cald (agentul de uscare), fiind antrenat de acesta (viteza agentului de uscare este mai mare decat viteza de plutire a particulelor de material). In timpul circulatiei amestecului bifazic gaz-material prin coloana, materialul este uscat. Timpul de uscare in aceste instalatii este de ordinul secundelor.

Fig: 7

1 – coloana; 2 – baterie de incalzire; 3 – ciclon separator; 4 – ventilator (pentru introducerea aerului); 5 – exhaustor (pentru evacuarea aerului).

Uscatoarele pneumatice au, in general, aceleasi avantaje si dezavantaje ca si uscatoarele cu strat fluidizat. Uscatoarele pneumatice sunt, insa, economice pentru materiale cu granulatie fina. Pe masurace dimensiunile particulelor de material cresc, viteza de plutire creste, ceea ce determina marirea consumului de energie pentru vehicularea amestecului bifazic gaz-material. Totodata, cu cat dimensiunile particulelor de material sunt mai mari, intensitatea transferului termic si masic intre agentul de uscare si materialul solid scade; ca urmare, timpul necesar uscarii creste si deci lungimea coloanei de uscare trebuie safie mai mare.

Uscatoarele pneumatice pot fi cu functionare continuasau discontinua, cu una sau mai multe coloane inseriate. Materialul si agentul de uscare parcurg instalatia intr-o singuratrecere sau pot fi recirculate. Figura 7. prezintaschema unui uscator pneumatic cu trei coloane.

Uscatoare cu pulverizare

Uscarea prin pulverizare se foloseste pentru uscarea materialelor care in stare umedasunt in faza lichida (solutii, suspensii, paste subtiri) ca, de exemplu, suspensii de argila, mase ceramice, coloranti minerali, detergenti, lapte de drojdie, lapte, produse farmaceutice etc. Agentul de uscare folosit este aerul cald sau amestecul aer-gaze de ardere.

Instalatia de uscare prin pulverizare are ca principale elemente constitutive: camera de uscare, instalatia pentru incalzirea aerului sau producerea gazelor de ardere si instalatia pentru retinerea si recuperarea produsului antrenat, sub formade praf, de agentul de uscare. Camera de uscare este, de obicei, de forma unui cilindru vertical cu diametrul aproximativ egal cu inaltimea, prevazut cu: dispozitivele pentru pulverizarea materialului, racordul sau sistemul pentru evacuarea materialului uscat si racordurile pentru admisia si evacuarea agentului de uscare.

In camera de uscare, materialul umed transformat prin pulverizare intr-o ceata alcatuita din particule cu dimensiuni cuprinse in intervalul 2 – 500 m, intrain contact cu agentul de uscare; in urma acestui contact, umiditatea din picaturi se evaporasi este preluatade agentul de uscare; particulele de material uscat de dimensiuni mari cad sub actiunea fortei gravitationale, colectandu-se la partea inferioaraa camerei de uscare, iar cele de dimensiuni mici sunt antrenate de agentul de uscare si retinute in instalatia pentru retinerea si recuperarea produsului antrenat.

Pulverizarea materialului se face in dispozitive centrifuge, mecanice sau pneumatice. Pulverizarea centrifugase realizeazacu ajutorul unor discuri cu diametre de 30 – 350 mm, de forme speciale (prevazute, de exemplu, cu canale radiale de sectiune rectangulara), care se rotesc cu turatii mari. Pulverizarea mecanicasau sub presiune se obtine cu ajutorul duzelor de pulverizare in care lichidul este introdus la o presiune de 30 – 700 bar. Pentru pulverizarea pneumaticase folosesc duze in care lichidul este impins cu ajutorul aerului comprimat cu o presiune de 3 – 7 bar. Din punctul de vedere al consumului de energie, pulverizarea mecanicanecesitacel mai mic consum de energie, iar pulverizarea pneumaticacel mai mare consum de energie.

Figura 8. prezinta schema unui uscator cu pulverizare centrifugala. In camera de uscare 3 intraaerul incalzit in bateria de incalzire 4 si materialul umed, care este pulverizat de discul 2. Particulele de material uscat de dimensiuni mari sunt evacuate de transportorul 5, iar aerul care iese din camera de uscare este evacuat din instalatie cu ventilatorul 6, dupa ce in prealabil trece prin filtrul 7, unde sunt retinute particulele fine de material.

Fig: 8

1 – conductade alimentare cu material umed; 2 – disc de pulverizare; 3 – camerade uscare; 4 – baterie de incalzire; 5 – transportor; 6 – ventilator; 7 – filtru cu saci.

Datorita ariei mari a suprafetei de contact material-agent de uscare, a dimensiunilor mici ale particulelor de material si a reinoirii continue a filmului de gaz ce imbraca particula de material, care se deplaseaza cu o viteza relativa fata de agentul de uscare, durata procesului de uscare prin pulverizare este mica (de ordinul secundelor).

Temperatura materialului in uscatorul cu pulverizare are valori moderate (nu depaseste cu mult temperatura termometrului umed corespunzatoare agentului de uscare). Aceasta se explicaprin timpul redus in care materialul este in contact cu agentul de uscare, pe de o parte, si prin micsorarea conductivitatii termice a materialului datorita uscarii (prin eliminarea umiditatii, in particula de material raman spatii libere), pe de altaparte.

Din aceste considerente (rapiditatea uscarii si temperatura scazutaa materialului in timpul uscarii), uscarea prin pulverizare este recomandata in cazul produselor termolabile. Dezavantajele uscatoarelor cu pulverizare sunt consumurile relativ mari de energie termicasi mecanica.

I Scurta descriere a utilajului proiectat, cu explicarea rolului functional al tuturor subansamblelor si elementelor componente

Uscatorul cu tambur rotativ este un utilaj alcatuit in principal dintr-un corp cilindric in interiorul caruia se introduce nisipul.

Partile componente sunt prezentate in figura:

Fig: 9 1-tambur; 2-grup de actionare; 3-grup de sprijin; 4-camera de capat; 5-sistem de etansare; 6-transportor cu banda

Tamburul cilindric este inclinat fata de orizontala cu un anumit unghi care usureaza inaintarea nisipului spre capatul de descarcare. Nisipul se introduce pe la capatul mai ridicat, iar in contracurent se introduc gazele fierbinti pentru uscare.

Tamburul se sprijina in doua puncte, pe doua reazeme constituite de rolele de sprijin, bandajul cu saboti, care usureaza distribuirea sarcinii pe o suprafata mai mare si antrenarea tamburului.

Miscarea de rotatie a tamburului se transmite de la grupul de antrenare, prin intermediul coroanei dintate, fixate pe tambur cu ajutorul unor lamele elastice.

Pentru micsorarea pierderilor de caldura, prin scapari de gaze calde, ca si pentru eitarea raspandirii de praf in atmosfera, tamburul este prevazut cu doua camere de capat. Intre tambur si camera de capat sunt prevazute etansari cu labirinti.

Subasamblurile principale ale uscatorului, de nisip sunt: tamburul, grupurile de rezemare, grupul de actionare, camerele de capat.

1.Tamburul

Este elementul principal al uscatorului, in interiorul caruia au loc procesele termice specifice uscarii nisipului. El este o piesa ciolindrica din tabla de otel, de diametru constant 2,4 m sau compusa din tronsoane de diametre diferite. Grosimea tablei tamburului se stabileste constructiv, pentru a putea verifica atat conditiile de rezistenta, cat si conditiile de stabilitate.

2. Grupurile de reazem

In functie de lungimea tamburului, sprijinirea se face pe doua sau mai multe grupuri de sprijin. Tinand cont de faptul ca lungimea tamburului L=16m rezulta doar doua grupuri de rezemare, suficiente pentru rezemare.

Fiecare grup de rezemare este compus dintr-un bandaj fixat pe tambur si doa role de spijin.Rolele sunt fixate la un unghi de 30º fata de verticala. Unul din grupurile de reazem (cel de langa coroana dintata de actionare) este prevazut cu doua role de garda axiale. Cele doua role sunt solidarizate intre ele cu tiranti, ceea ce duce la cresterea rigiditatii sistemului de garda.

Atat timp cat agregatul functioneaza normal, sistemul de garda nu este solicitat. Incazul unei deplasari intr-un sens sau in altul al tamburului, sistemul de garda intra in functiune si in acelasi timp semnalizeaza situatia optic sau sonor, pentru a se lua masuri de remediere, iar in unele cazuri este oprit automat motorulo de actionare.

Bandajele se fixeaza pe tambur liber sau pe saboti fiecare bandaj fixandu-se pe 20 saboti, montati astfel incat umerii sa alterneze in raport cu bandajul, pentru a preveni deplasarea axiala a acestuia intr-un sens sau altul.

3.Lagarele rolelor de sprijin

Lucreaza in conditii foarte grele. Presiunea specifica, normala pe cuzineti, nu trebuie sa depaseasca 75 daN/cm2. Lagarele trebuie sa fie prevazute cu posibilitatea deplasarii in plan vertical (perpendicular pe axa tamburului) cat si paralel cu ea, ceea ce premite o sprijinire cat mai uniforma a tamburului pe toate rolele. Lagarul este compus din doi semicuzineti. Datorita incarcarii mari a lagarelor, acestea necesita o ungere abundenta.

Ungerea este specifica acestui tip de utilaj.

4. Subansamblu actionare tambur

Schema cinematica a agregatelor cu tambur se ompune din motor electric, cuplj tip ambreiaj, reductor, pinion-coroana dintata.

Fig: 10 1-motor principal; 2-cuplaj ambreiaj; 3-reductor; 4-cuplaj elastic; 5-pinion;

6-tambur; 7-transmisie cu lant; 8-reductor auxiliary; 9-motor auxiliar

Pentru a preintampina deformarea uscatorului, in caz de avarie, la grupul de actionare se prevede in schema cinematica un grup de actionare-avarie (motor-reductor cuplat la reductorul principal). Acest sistem auxiliar trebuie sa intre in functiune automat odata cu oprirea motorului principal si nu trebuie sa aiba turatie prea mare (3 rot/ora de exemplu). Motorul auxiliar este un motor cu alimentare electrica, alimentarea nefacandu-se la aceeasi retea cu motorul principal, ca in cazul penei de curent sa nu fie blocate ambele motoare.Coroana dintata se fixeaza elastic, permitand dilatarea libera a tamburului fara a tensiona zona de contact prin impiedicarea dilatarii in plus preia socurile de pornire si oprire, nemaipunand conditii speciale de montaj.

Coroana dintata se fixeaza cat mai aproape posibil de unul din reazeme, deoarece cu cat coroana este mai aproape de reazeme, cu atat momentul de incovoiere datorita greutatii sale este mai redus.

5.Sistemul de etansare tambur-camere de capat

Am ales etansare cu labirinti, sistem de etansare care evita total frecarea. Este folosita pentru agregatele ce nu prezinta in exploatarea sa dilatari mari ale tamburului.

Camerele de capat sunt inzidite la inferior. Camera de la capatul superior este prevazuta cu sistem de alimentare, iar cea de la capatul inferior, cu sistem de descarcare. Distributia racorduilor pentru alimentarea cu aer cald se face astfel incat sa se asigure o circulatie in contracurent intre aer si nisip.

II Justificarea solutiei constructive si a materialelor de constructie adoptate

Pentru rezemarea tamburului cilindric de 16 m lungime sunt suficiente doua puncte de reazem situate fiecare la 2 m de camera de capat, cu o dinstanta de 12 m intre ele.

Coroana dintata am stabilit-o la 5 m de reazemul din dreapta, astfel incat sa fie suficient de aproape de unul din reazeme, dar nu prea apropiat pentru a se putea interveni in cazul unor eventuale dereglari. In urma calculelor de verificare ale tamburului uscatorului, am adoptat ca material de constructie a tamburului otel pentru constructii metalice OL42 STAS 500-80 care verifica bine conditiile de rigiditate si de stabilitate.

Pentru uscarea nisipului, folosesc aer cald, care circula in contracurent cu nisipul, unghiul de 7º adoptat pentru inclinatia tamburului marind capacitatea de descarcare a tamburului.

Pentru marirea randamentului utilajului, a procesului de uscare, in principal , am folosit amenajare de tip rafturi.

III Stabilirea caracteristicilor fizice ale materialului prelucrat

Miscarea materialului granular in tamburul ca re se roteste depinde de o serie de parametri de constructie functionali si de material cum sunt:

-diametrul si amenajarile interioare tamburului

-gradul de umplere cu material a tamburului

-turatia tamburului

-caracteristicile materialului (granulometrie, umiditate, natura materialului )

Gradul de umplere cu material, al tamburului in cazul uscatoarelor este: φ=20% pentru amenajari interiaore sistem III (cu rafturi) utilizat in cazul materialelor granulare cu granule mici adica si pentru nisip.

Fig: 11 1-motor principal;

2-cuplaj ambreiaj; 3-reductor;

4-cuplaj elastic; 5-pinion;

6-tambur; 7-transmisie cu lant;

8-reductor auxiliary; 9-motor auxiliar

Densitatea materialului se determina tinand seama de umiditatea lui, cu relatia:

ρmat= ρus · [kg/m3]

ρus = masa volumica a materailului uscat [kg/m3]

Wm = umiditatea medie a materialului [%]

Se alege din prima relatie ρus =1600 kg/m3

Wi =6 %

Wf =0,05 %

Wm = = 3,025 %

ρmat=1600·=1649,909 kg/m3

In cazul uscatorelor timpul necesar uscarii se determina in relatia:

tuscare= 3600·

φ – gradul de umplere al tamburului [%]

ρmat – masa volumului de material [kg/m3]

Wi – umiditatea initiala a materialului [%]

Wf – umiditatea finala a materialului [%]

m0 – incarcarea specifica a uscatorului kg/m3 ·h

tuscare = 3600 ·

tuscare = 895,215 [s]

Unghiul de taluz natural se alege conform [1] , φ =40º.

IV Determinarea timpului de retentie si a gradului de umplere si stabilirea parametrilor de functionare a utilajului

Determinarea timpului de retentie

In timpul rotirii tamburului o granula este ridicata de catre un element al amenajarii interioare pana la o anumita inaltime D·K (unde K este un coeficient subunitar a carui valoare depinde de tipul amenajarii interioare) dupa care granula cade sub actiunea fortei de greutate pe tambur, apoi ciclul se repeta (fig.12) . In fiecare ciclu granula inainteaza in lungul tamburului cu un pas p.

o

Fig: 12

Timpul in care granula parcurge tamburul de lungime L ( timpul de retentie ) este:

tr= [s]

n – turatia tamburului [rot/min]

L – lungimea tamburului [m]

D – diametrul tamburului [m]

K – coeficient subunitar a carui valoare este functie de tipul amenajarilor interioare

Z – numarul de caderi ale granulei

α – ungiul de inclinare a tamburului fata de orizontala [grade]

Materialul trebuie sa ramana in tambur un timp egal cu timpul cat dureaza procesul tehnologic care are loc in tambur. Din conditia ca timpul de uscare sa fie egal cu timpul de retentie rezulta:

ntgα=

Alegem α=7 si luam diferite valori pentru turatia n, astfel incat sa fie respectata inegalitatea tr> tuscare. Rezulta timpul de retentie :

tr=

tr=1930,51 s > 895,21 = tuscare

S-a ales ntambur= 4,5 rot/min

V Determinarea debitului utilajului si a puterii necesare functionarii

Determinarea debitului utilajului

Debitul tamburului prevazut cu amenajati interioare se poate determina cu relatia:

Q=φ· [kg/s]

Q=

Q=12,372 kg/s = 44,53 t/h

Determinare puterii de actionare

Pentru tamburul prevazut cu amenajari interioare trebuie sa se tina seama de influenta tipului amenajarii interioare asupra puterii necesare actionarii. In aceste cazuri se utilizeaza pentru determinarea puterii necesare actionarii relatii empirice. Se va calcula puterea prin doua metode, iar motorul se va alege cu valoarea puterii egala cu media valorilor obtinute prin cele 2 metode:

Calculul I

N=0,0013· D3·L·n·ρmat·K1 [kW]

K1 =0,020 conform [1]

N=0,0013 ·(2,4)3·16·4,5·1650·0,02

N=42,69 KW

Calculul II

In relatiile care urmeaza se va introduce coeficientul θ, coeficient care tine seama de amenajarile interioare.

Puterea necesara pentru ridicarea materialului in tambur [1]

N1 = 0,06875 (Di ∙ sinθ)3 ∙ L ∙ n ∙ θ’ [kW] = 0,06875 ∙ (2,4 ∙ 0,870)3 ∙ 16 ∙ 4,5 ∙ 0,7 = 31,54 kw

φ = 20 % => sin θ = 0,870

Puterea necesara pentru invingerea frecarilor in lagarele fisurilor rolelor de reazaem, raportata la inele de rulare:

N2 = 0,58 ∙10 -4 ∙ ∙ ∙ n ∙ f ∙ θ’ = 0,58 ∙10 -4 ∙ ∙ ∙ 4,5 ∙ 10 -2 ∙ 0,7 = 1,713 [kW]

M = [kg] masa totala a partii rotitoare a cuptorului

g = [m/S2] acceleratia gravitationala

n [rot/ min] turatia cuptorului

f = coeficient de frecare in lagarele rolelor

β = unghiul de plasare a rolelor de rezem

dB [m] = Diametrul bandajului

dR [m] = Diametrul

dF [m] = Diametrul fusului rolei de reazem

M = 98792, 184 Kg

g = 10 m/S2

β1 = 30 °

n = 4,5 rot/ min

f = 0,01

dB = (1,15…1,20) D = 1,16 ∙ 2,24 = 2,784 m

dR [m] = (0,25…0,30) ∙ dB = 0,26 ∙ 2,784 = 0, 7238 m

dF [m] = 0,3 ∙ dR = 0,3 ∙ 0,7238 = 0,217 m

Puterea necesare invingerii frecarilor de rostogolire si de alunecare dintre bandaje si rolele de reazem, raportata la bandaj

N3 = 5,7 ∙ 10 -8 = ∙ n ∙ θ’ = 5,7 ∙ 10 -8 ∙∙∙ 4,5 ∙ 0,7 = 0,976 [kW]

Puterea totala necesara actionarii este:

N = N1 + N2 + N3

N = 31,54 + 1,713 + 0,976 = 34,22 [kW]

Puterea totala necesara pentru antrenarea tamburului este:

NC=

Ntr – randamentul transmisiei

Nm (1,1…1,3) Nc

Pentru determinarea lui Nm se folosesc o serie de relatii empirice. Una dintre acestea este:

Nm = 0,184 ∙ De ∙ Go ∙ n ∙ θ [kW]

De – diametru exterior al tamburului [m]

Go – greutatea materialului din tambur [t] = 23886,15 Kg = 23,886 t

Nm = 0,184 ∙ 2,442 ∙ 23,886 ∙ 4,5 0,7 = 34,559 [kW]

n – turatia tamburului [rot/min]

θ – coeficient ce tine seama de amenajarile interioare

VI Alegerea motorului si stabilirea schemei de actionare

Am ales motorul electric asincron trifazat de uz general STAS 1764 – 70 din [3] p 337

P = 40 [kW]

n = 750 rot/min

Cosφ = 0,795

η motor = 86%

VII Calculul de dimensionare si de verificare pentru tambur, inele de reazem, grupuri de rezem, etansari de capat, actionare

TAMBURUL CILINDRIC

Verificare mantalei cilindrice se face luand in considerare toate sarcinile care actioneaza asupra acesteia:

sarcina data de greutatea proprie si greutatea materialului prelucrat

sarcinile concentrate date de greutatea coroanei dintate, sarcinile din grupul de sprijin, greutatea camerei de capat

sarcinile date de temperatura.

Tensiunile aparute in corpul mantalei sunt:

tensiuni de incovoiere ( date de momentul de incovoiere )

tensiuni de forfecare ( date de fortele taietoare )

tensiuni de rasucire ( date de momentul de actionare)

tensiuni din temperatura ( date de impiedicarea deformatiunilor produse de diferentele de temperatura)

Stabilirea tensiunilor de incovoiere si de forfecare

Pentru stabilirea numarului grupurilor de sprijin se tine cont de o serie de recomandari privind distanta dintre rezerve

Pentru uscatorul de diametru D=2,4 m se folosesc 2 grupuri de sprijin, lungimea de L= 16, putand sa fie asiguata bine.

Pentru grosimea peretelui tamburului se alege constructiv o anumita valoare, luand in considerare criteriul stabilitatii tamburului, rezistenta fiind bine asigurata de aceasta valoare.

Conform recomandarilor [1] la: D=2,4 m, g tabla tambur = (12…22) ∙ 10 -3 m

Aleg constructiv δ=21∙10 -3 m si verific grosimea adoptata la solicitarile compuse.

Cazul rezemarii pe 2 grupuri de sprijin

Fig: 13

V1 = V2 = q ∙ ∙ q =

unde

Q = G1 + G2 + G3 + G4 + G5

G1 = g ∙ m1 = g ∙ δ1 ∙ V1 = π ∙ ∙ L ∙ g ∙ δ1

D3 = 2,442 m

D2 = 2,4 m

G1 = π ∙ ∙ 16 ∙ 9,81 ∙ 7850 = 196,798 KN

G2 = greutatea amenajarilor interioare

G2 = g ∙ m2 = g ∙ δ1 ∙ V2 = 9,81 ∙ 7850 ∙ 6,7184 = 517,37 KN

V2 = Atot ∙ L

Atot = 4 A1 + 4A2 + 4A3 + 4Aa + 5780

A1 =1200 ∙ 17 = 20400 mm2

A2 =1100 ∙ 17 = 18700 mm2

A3 = 900 ∙ 17 = 15300 mm2

Aaripioare = 4 ∙ 20400 + 4 ∙18700 + 4 ∙15300 + 4 ∙ 49130 + 5780 = 419900 mm2

V2 = 419900 ∙ 10 -6 ∙16= 6,7184 m3

G3 = greutatea bandajelor

Din [1], se determina dimensiunile bandajului. Se considera bandajele montate liber pe saboti:

Fig: 13

b = 0,190 m

h = 0,150 m

DBC = 2,90 m

G3 = g ∙ m3 = g ∙ δ1 ∙ V3 = g ∙ δ1 ∙ ( DBC2 – Di2 ) b = 9,81 ∙ 7850 ∙ ( 2,902 – 2,6 2 ) ∙ ∙0,190 = 18, 961 KN

G 4 = greutatea coroanei dintate

Adopt constructiv dimensiunile coroanei dintate si o aproximez cu un cilindru scurt, de grosime egala cu aproximativ inaltimea dintilor

Calculul este aproximativ

G4 = g ∙ m4 = g ∙ δ1 ∙ V4 = g ∙ δ1 ∙ ( De2 – Di2 ) b’ = 9,81 ∙ 7850 ∙ ( 42- 3 2 ) ∙ 0,03 = 1, 694 KN

G 5 = greutatea materialului de prelucrat = g ∙ δ1 ∙ V5

V5 = V1 Φ

V1 = volumul interior utilaj

Φ = factor de umplere = 20%

V5 = ∙ L ∙ Φ = ∙ 16 ∙ 0,2 = 14, 476 m 3

G5 = g ∙ δ1 ∙ V5 = 9,81 ∙ 650 ∙14,476 = 23886,15 ∙ 9,81 = 234,323 KN

Inlocuind in Q obtinem greutatea totala

Q = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 = 196,798 + 517,37 + 18,961 + 1,964 + 234,323 = 969,416 KN

Mtot = = 98792, 184 Kg

Sarcina uniform distribuita

q = = = 60, 588 KN/ m

Calculul reactiilor din reserve

V1 = V2 = = = ≈ 485 KN/ m

Momentele din dreptul reazemelor

M1 = – q ∙ = -61 ∙ = – 122 KN ∙ m

L0 = 2 m , L = 12m

Momentul maxim

Mmax = ( – l02 ) = ( – 22) = 976 KN ∙ m

Notez cu x1 sectiunea unde se anuleaza M

M = – q ∙ + V1 ( X1 – l0 )

M = 0 => q -V1 X1 + V1 l0 = 0

X1 – 485 ∙ X12 + 485 ∙ 2 = 0 30,5 ∙ X12 – 485 ∙ X1 + 970= 0

X1 = X1,1 =13,55 m X1,2 =2,34b m

Tensiunile de incovoiere si de forfecare

Sarcinile repartizate pe sectiunile tamburului au expresiile [1]

BIBLIOGRAFIE

I.Teoreanu, Bazele tehnologiei liantilor anorganici, Ed.Did.Pedag., Bucuresti, 1993

Normativ C140/1986 INCERC, Bucuresti

Gh. Iordache, Gh. Ene, R. Iatan, M. Jugareanu, T. Sima, Gh. D. Pasat, Inginerie mecanica si constructia utilajului chimic – Editura Institutului Politehnic Bucuresti, 1994

I.Teoreanu ,  Calcule de operatii,utilaje si instalatii  termotehnologice din industria silicatilor.Probleme si exemple de proiectare, Editura Didactica si Petagogica, Bucuresti, 1983