PION A

1. Klasa betonu, definicja, wykres, wzór

Klasa betonu (marka betonu lub jakość betonu) to wytrzymałość gwarantowana przez producenta z
prawdopodobieństwem 95%

Rc

σ

64

,

1

c

R

=

R

28

G

b

gdzie:

G

b

R

- wytrzymałość gwarancyjna

c

R

- wytrzymałość średnia

Rc

σ

64

,

1

- współczynnik ufności dla prawdopodobieństwa 95%

1

n

)

Ri

Rc

(

Σ

=

Rc

σ

1

=

i

gdzie:

σ Rc - odchylenie standardowe, miara rozrzutu wyników wokół

wartości średniej

1

n

)

Ri

Rc

(

Σ

1

=

i

- kolejny wynik

P [%]

Rc

28

Rc

σ

64

,

1

G

b

R

prawdopodo-

bieństwo

P [%]

Wytrzymałość

na ściskanie

Rc [MPa]

Rc

28

σ

↓

(mała sigma)

σ

↑

(duża sigma)

Rc [MPa]

2. Instalacje odsiarczania spalin oraz sposoby zagospodarowania produktów poreakcyjnych

•

Budowanie instalacji odsiarczania spalin - doprowadzenie do chemicznego związania z
dwutlenkiem siarki, powstanie siarczany i siarczyny za pomocą następujących metod:

-Metoda suchego odsiarczania spalin. Wprowadzenie sproszkowanego związku wapnia lub
magnezu do kotła energetycznego równocześnie z węglem. Związki wapnia i magnezu wiążą się
chemicznie z węglem i powstają siarczy siarczany wapnia.
Efekt: mieszanina popiołów siarczynów i siarczanów wapnia.
Proces wiązania dwutlenku siarki odbywa się w kotłach energetycznych. Metoda tania, skuteczność
nie większa od 50-55%.
-Metoda półsucha. Popioły z kotła energetycznego przedostają się do reaktora chemicznego i tam są
pozbawione dwutlenki siarki, powstaje nawilżony sorbent.
Skuteczność do 85%. Produkt jest produktem suchym, łatwym w zagospodarowaniu.
-Metoda mokra. Kocioł energetyczny- elektrofiltr (separacja popiołów lotnych), po odseparowaniu
dostają się do reaktora chemicznego (kontakt spalin z wolnym roztworem wapnia). Skuteczność
metody - 95%. Produkt mokry – pulpa - mieszanina siarczynów i siarczanów wapnia tzw. regips –
jest stosowany jako tynk w budownictwie jako gips budowlany.

3. Narysuj i omów linię transportu pneumatycznego spoiw z powierzchni kopalni do wyrobisk
dołowych

Linia transportu z powierzchni do wyrobisk dołowych składa się z urządzeń na powierzchni kopalni
i pod ziemią. Na powierzchni są to dwa silosy o pojemności 30m3 każdy. Silosy napełniane są z
ciężarówek pod ciśnieniem, silosy zaopatrzone są w filtry powietrza zapobiegające wydostawaniu

się pyłu w czasie napełniania silosa. W dolnej części silosa znajdują się zamontowane systemy
areacji potrzebne do upłynniania spoiwa, dalej znajdują się podajniki i rozdzielacz.
Spoiwo transportuje się najpierw na powierzchni kopalni następnie rurociąg biegnie w szybie aż do
poziomu 450m następnie wyrobiskami do stacji przerzutowej – silos poziomy, (odległość stacji
przerzutowej od szybu nie może być większa niż 2 km), pojemność stacji przerzutowej to 9m3
spoiwa dalej silos opróżniany jest przez przenośnik ślimakowy do podajników a stąd następuje
dalszy transport do wyrobisk

Załadunek spoiwa

Wydajność jednego cyklu pracy to 30t na godzinę jednak wydajność rzeczywista jest dużo mniejsza
nawet do 3t na godzinę. Problem rozwiązuje się przez załadunek z kontenerów, kontenery na
wózkach górniczych transportujemy na dół do miejsca załadunku (stosuje się kontenery elastyczne
z tkanin rzadziej metalowe)

4.Górnicze spoiwa hydrytowe(nie powinno być anhydrytowe?), skład, właściwości,
zastosowania

Spoiwa anhydrytowe:

•

Aktywne spoiwo anhydrytowe składa się z:
o mączki anhydrytowej o uziarnieniu poniżej 1 mm
o dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki

Spoiwo na bazie tych składników jest wolnowiążące i wolnotwardniejące. Po 3 dniach

wytrzymałość do 3 MPa, wytrzymałość końcowa po 28 dniach na poziomie 12 Mpa. Czas początku
wiązania 15 godzin. W górnictwie wykorzystywany do budowy korków i tam izolujących do
wykonywania wypełnień po obrywach skalnych, do budowy izolujących pasów podsadzkowych.
Przyrosty wytrzymałościowe są niskie.

•

Ziarniste spoiwo anhydrytowe składa się z:
o 50% mąki anhydrytowej o uziarnieniu do 1 mm
o 50 % anhydrytu ziarnistego o uziarnieniu 8 mm
o dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki

Spoiwo to jest szybkowiążące i szybko twardniejące o wysokiej wytrzymałości końcowej.

Po 5 godzinach jego wytrzymałość wynosi 5 MPa, a po 28 dniach ta wytrzymałoś wynosi 30 MPa.
Spoiwo to jest stosowane do budowy ochronnych pasów podsadzkowych wzdłuż chodników
przyścianowych ścian zawałowych

•

Ekspansywne spoiwo anhydrytowe składa się z:
o mączki anhydrytowej o uziarnieniu do 1 mm
o dodatku aktywatora fosforanu sodu w ilości 2 % wagowo do masy mączki
o ekspandora w postaci dodatku wodorofosforanu sodu

Ekspandor wchodzi w reakcje ze składnikami anhydrytu i wydziela się dw. węgla, co powoduje, że
zachodzi proces wiązania, odgazowania i spulchniania, następuje przyrost objętości do 30%. Jeśli te
dwa procesy zostaną zsynchronizowane w czasie to otrzymamy dobry materiał porowaty. Spoiwo to
ma niską wytrzymałość końcową, po 28 - 3 MPa, Spoiwo to jest stosowane do dokładnego i
szczelnego wypełnienia przestrzeni po obrywach, doszczelnianiu podsadzki. Posiada dobre
właściwości izolacji termicznej i akustycznej.

5. Proces korozji siarczanowej betonu oraz sposoby zabezpieczeń

•

agresja siarczanowa związana jest z występowaniem jonów siarczanowych, które ługują
siarczki pirytu. Ługowanie może nastąpić poprzez infiltrację. Wzrasta stężenie jonów
siarczanowych i żelazowych. Stężenie jonów siarczanowych rośnie wraz z głębokości. Na
poziomie 1000 m spotykamy 500 mg/dm3. Średnia agresja siarczanowa to 3000-5000.

Mechanizm korozji:
Jony siarczanowe znajdujące się w wodzie mieszają się ze związkami wapnia i magnezu,

powstaje siarczano-glinian trójwartościowy (sól Canglotta), krystalizująca sól zwiększa swoją
objętość do 2,86 razy i następuje duże naprężenie betonu, jest to typowa korozja występująca w
kopalniach. Uzależniona jest od stężenia:

o korozja etrynitowa 250-1000 mg/dm3
o korozja etrygitowo-siarczanowa 1000-4000 mg/dm3
o korozja siarczanowa powyżej 4000 mg/dm3.

Cementy portlandzkie nie wolno stosować do tej agresji, ponieważ zawartość wolnego wapna i
wolnego magnezu zostana ługowane. Natomiast nadaje się do tego cement pucolanowy,
hydrauliczny czy inny to mimo wszystko jony siarczanowe nie będą miały składników do reakcji.
Stopnie korozji (należy podnieść o 1 wyżej gdy mamy doczynienia z przepływem wody 0,2 m/s):



słaby - poniżej 250mm/dm3średni
silny - 500mm/dm3

6. Ładunki elektrostatyczne na powierzchnię tworzyw sztucznych zagrożenia oraz sposoby ich
ograniczania

•

Zdolność tworzyw sztucznych do gromadzenia ładunków elektrostatycznych. Własność ta jest
przydatna gdy w kopalniach występuje metan, a przeskok iskry mógłby spowodować wybuch.
Tworzywa sztuczne są dielektrykami, nie mogą się rozproszyć na powierzchni i wpłynąć w
głąb. Ich ilość będzie rosła i muszą być spełnione następujące warunki by mógł nastąpić
przeskok iskry:
o punkt o niższym potencjale
o energia elektrostatyczna tworzyw sztucznych musi być tak duża, że wystarczy do

zjonizowania ładunków

Sposoby ograniczania ładunków elektrostatycznych:

o dozowanie antystatyw, które są dodawane do tworzyw sztucznych w procesie polimeryzacji.

Antystatywa to np. grafit i miedź. Zmniejsza się opór tarcia, ale natomiast pogarszają się
własności mechaniczne i konstrukcyjne. Im więcej antystatyw tym bardziej słaba
konstrukcja. Wykorzystywane w produkcji tkanin, foli zwłaszcza opakowaniowych.

o metalizacja natryskowa – nanoszenie na powierzchnię tworzyw sztucznych w postaci

cienkiej warstwy metalu tak, że efekt tarcia jest na powierzchni metalu. Ładunki mogą być
rozprowadzane po powierzchni. Ówczesne technologie nie dają trwałości tej naniesionej
powłoki. Wykorzystywane do produkcji zabawek i ozdób

o stosowanie urządzeń zgarniających na powierzchni. Kładzie się zbiornik elektrostatyczny,

który wprawia się w ruchu, zbierając ładunki elektrostatyczne. Wykorzystywany w
produkcji tkanin, foli.

Przyjmuje się, że tworzywa sztuczne o rezystancji powierzchniowej:

o Graniczna wartość oporu powierzchniowego to 105 ohma
o poniżej 105 ohma to w momencie przeskoku iskry ma ona za małą wartość by zdetonizować

ładunek.

o Tworzywa sztuczne poniżej 105 ohma są tworzywami miękkimi
o Tworzywa sztuczne powyżej 105 ohma mają dostateczną energia do zdetonizowania

ładunku i są to tworzywa twarde

Zabezpieczenie przed iskrzeniem:

o nanoszenie na powierzchnie warstwy ochronnej
o zastosowanie odpowiednich domieszek-antystatyków

PION B

1. popiół lotny

Popioły lotne to cześć nie spalonych substancji emitowana do atmosfery przez komin. Waha się od
10-30% substancji węglowej. Pyły lotne powodują kwaśne deszcze, które niszczą powierzchnie
terenów, glebę, konstrukcje stalowe oraz źle wpływają na zdrowie ludzi i zwierząt.

Popiołom lotnym przeciwdziałają układy filtrujące o skuteczności 99%, takie elektrofiltry
montowane są w ciągach spalin w zakładach przemysłowych i działają na zasadzie oddziaływania
pola elektrostatycznego separując popioły lotne.

Składnikami popiołów lotnych są:

•

krzemionka SiO2, jest składnikiem silnie erozyjnym, w instalacjach są stosowane specjalne
zabiegi tłumiące erozję krzemionki

•

tlenek aluminium,

•

tlenki żelaza,

•

w śladowych ilościach: wolne wapno, wolny tlenek magnezu, związki chlorku, związki metali.

Zagospodarowanie (utylizacja) popiołów lotnych:

•

emulsja popiołów lotnych polega na składowaniu popiołów w postaci emulsji (woda + popiół)
na składowiskach powierzchniowych lub zamulenie zrobów poflotacyjnych. Emulsja taka jest
jednak uciążliwa dla środowiska, następuje wtórny unos i tzw. wtórna emisja, pozostawienie z
powietrzem grozi powstaniu pożarów endogenicznych. Emulsja negatywne oddziaływuje na
budynki, deformuje teren.

•

wykorzystanie pucylanowości popiołów. Pucolana to ceramiczny materiał budowlany,
stosowany jako wypełniacz w zaprawach hydraulicznych. Pucolana jest pyłem lub bardzo
drobnym popiołem, niegdyś pochodzenia wulkanicznego (pucolana naturalna tzw. tufy i tufity),
dzisiaj także odzyskiwanym ze spalin wielkich kotłowni (pucolana sztuczna). Ważną cechą
pucolany jest zdolność do wiązania wapna także pod wodą. Obecnie jest stosowana jako
dodatek do zapraw betonowych zwiększający ich wodoodporność, odporność na działanie
kwaśnego środowiska i siarczanów jak również obniża koszty wytwarzania betonu.

•

górnictwo podziemne. Popioły lotne stosowane są w górnictwie w postaci substancji do
uszczelniania frontu po okresie eksploatacji. Emulsja popioło-wodna to gęsta substancja o
charakterystycznej płynności. Uszczelnia zroby zawałowe uniemożliwiając rozwój pożarów
endogenicznych. Minimalizuje szkodliwą działalność eksploatacji na powierzchni terenu. Suchy
popiół trafia do zbiorników metalowych, gdzie następnie dostarczana jest woda. Woda jest
chemicznie związana z popiołem. Należy stosować osadniki, które będą odsączać mieszaninę.
Dzięki tym czynnością następuje „łańcuch ekologiczny” czyli:

Wydobycie kopaliny spalenie na powierzchni powrót popiołów do podziemi, w celu





lokowania ich w wyrobiskach górniczych

•

Jednym ze składników popiołów jest mikrokrzemionka (2%). Ciężar objętościowy 0,2 kg/t.
Zastosować ją można w przemyśle kosmetycznym (pasta do zębów, puder kosmetyczny), do
produkcji materiałów ogniotrwałych i w przemyśle samochodowym (lakiery).
Mikrokrzemionka (krzemiany i glinokrzemiany) powstaje w temperaturze 350-1000°C podczas
spalania węgla. Prowadzone są prace, które zwiększyć powstawanie mikrosfery w popiołach
lotnych. W Polsce proces ochrony środowiska związany z popio lotnymi jest rozwiązany.

2. praca podajnika w systemie POLKO

Praca podajnika:

Tandem podajników składa się z 2 podajników i łączone są jednym rurociągiem, kiedy jeden
pojemnik pracuje to w tym czasie drugi się napełnia, umożliwia to zachowanie ciągłości produkcji.
Zalety systemu tandem to brak punktów przesypu i sterowanie przez centralny układ sterowania
3. etapy wytwarzania klinkieru

•

przygotowanie surowców zmielenie na mokro surowców miękkich (kreda gliny) i zmielenie na
sucho surowców twardych (wapienie i dolomity)

•

regulowanie składu chemicznego realizowane jest w zbiornikach korekcyjnych przez dodatek
gliny lub wapieni w zależności od wskazań wynikających z analizy chemicznej zmielonego
surowca

•

proces termiczny otrzymywania klinkieru portlandzkiego realizowany jest w piecach
obrotowych różnych typów. Są to piece w kształcie rury o długości do 180 m i średnicy od 2-3,6
m. Piece są nachylone pod niewielkim kątem 2-5 w kierunku od wejścia surowca do wyjścia



wypalonego klinkieru. W tym samym kierunku następuje strefowe podwyższenie temperatury
do około 200°C na wlocie pieca do ok. 1450 C w ostatniej jego strefie grzejnej . Piece



obracają się z szybkością jednego obrotu na 1-2 minut, powodując przesuw wypalonego
surowca w kierunku spadku pieca.

4. Klasa betonu
było

5. Korozja elektrochemiczna stali

Korozja elektrochemiczna stali
W tej korozji biorą udział biomy i swobodne elektrony ujemne, występują tam reakcje utleniania
jeżeli występuje tam utrata liczby elektronów lub reakcja redukcji, zachodzi z wiązaniem
elektronów. W rzeczywistości jest to proces elektrochemiczny złożony z 2 sprzężonych ze sobą
reakcji elektrochemicznych - utleniania i redukcji. Reakcje utleniające polegają na uwolnieniu
elektronów, natomiast w reakcja redukcji polega na pobieraniu elektronów w czasie.

•

Korozja elektrochemiczna w zanieczyszczonej i zawilgoconej atmosferze, wodach naturalnych,
w wodnych roztworach elektrolitów, w zawilgoconych skałach i glebach

PION A 23.01 :

1. Klasa betonu - definicja, wzór i wykres.
było

2. Warunki w kopalni, ich wpływ na materiały oraz sposoby zapobiegania temu wpływowi.

3. Wymienić spoiwa wapienne + właściwości i zastosowania.

Spoiwa wapienne należy do spoiw powietrznych i otrzymuje się je z wapiennych skał osadowych
takich jak wapienie, kreda, dolomity, te kamienie są poddane dekarbonizacji (wypalaniu), gdzie
następuje rozkład na tlenek wapnia. Skały krajowe zawierają 70-95 % węgla wapnia CaCo3

Spoiwa wapienne dzielimy na:

•

wapno palone (niegaszone) otrzymane przez wypalenie surowca w temperaturze około
1000 C w piecach typu kręgowego, szybowego lub obrotowego. Wapno otrzymane z pieca



jest w postaci bryły, i musi być mielone. Wapno palone jest nieodporne na działanie wody,
kwasów i dwutlenku węgla.

•

wapno gaszone jest spoiwem występującym w postaci ciasta wapiennego, służy jako

dodatek do zapraw. Wapno gaszone w swoim głównym składzie zawiera wodorotlenek
wapnia w postaci rozproszonych cząstek w nasyconym roztworze. Gaszenie wapna
następuje przez staranne wymieszanie go z wodą, sposób ręczny lub mechaniczny a
następnie przez proces dołowania go w dołach wapna. Przez okres 6 miesięcy dla wypraw
szlachetnych, 3 miesiące dla tynków zwykłych, 3 tygodnie dla zapraw murarskich. Celem
dołowania wapna jest przeprowadzenie procesu gaszenia czyli przejście tlenku wapnia w
wodorotlenek wapnia i usuniecie zanieczyszczeń głównie soli. Na skutek odsączania wody,
która wsiąka w grunt następuje wyługowanie z wapna soli (sól powoduje że następuje
rozsadzenie tynków – powstają bąble). Głównym składnikiem gaszenia jest tlenek wapnia,
produktami ubocznymi jest tlenek magnezu, krzemiany, żelazan wapnia. Gęstość masy
wapnia niegaszonego 2,73-3,3mg/mm.

•

wapno sucho gaszone (hydratyzowane) powstaje w urządzeniach mieszalniczych, gdzie
wapno nie gaszone zraszane jest wodą. Produkt ma postać proszku. (metoda ta jest obecnie
stosowana). W rezultacie produkt który otrzymujemy to wodorotlenek wapnia i
wykorzystywany jest do wykonywania tynków szlachetnych i zapraw murarskich wewnątrz
i na zewnątrz budynków.

Proces wiązania (tężenie) zapraw wapiennych odbywa się w trzech fazach:

•

utrata wody zarobowej - na skutek wysychania następuje odparowanie wody i wzrasta stężenie
wodorotlenku w roztworze

•

krystalizacja wodorotlenku wapnia z roztworu nasyconego - kiedy następuje przesycenie
następuje krystalizacja wodorotlenku

•

częściowa karbonizacja wodorotlenku wapnia – n a skutek kontaktu z dwutlenkiem węgla
występującym w atmosferze następuje częściowa karbonizacja wodorotlenku i powstaje węglan
wapnia, ale tylko do pewnej głębokości. Proces tężenia przebiega wolno i jest uzależniony od
składników zaprawy temperatury itp. Proces twardnienia w etapie końcowym trwa kilka lat.

4. Mechanizm agresji ługującej i sposób zapobiegania.

•

agresja (korozja) ługująca zachodzi wtedy kiedy woda kontaktująca się z betonem jest wodą
miękką poniżej 2 stopni niemieckich. Wody te są roztworami nienasyconymi w związki wapnia
i magnezu. Jeśli mają kontakt z betonem zawierającym związki wapnia i magnezu to będą go
ługować i dążyć do stanu nasycenia. Kolejność ługowania: wodorotlenek wapnia, węglan
magnezu, a po wyczerpaniu tych składników węglan wapnia, wodorotlenek magnezu. Proces
korozji zostanie zatrzymany gdy woda osiągnie pełne nasycenie. Na skutek ługowania wapnia i
magnezu słabnie konstrukcja. Jeżeli jest woda stacjonarna proces korozji jest mniejszy,
ponieważ w pewnym momencie woda ta zostanie nasycona. Natomiast przy wodach
dynamicznych (przemieszczających się) nasycenie nie występuje, wody te ciągle dążą do
nasycenia związkiem wapnia i magnezu.

5. Korozja elektrochemiczna stali.
było