Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пластический способ производства глиняного кирпича

Пластический способ производства глиняного кирпича

Обыкновенный глиняный кирпич представляет собой искусственный камень в виде параллелепипеда строго установленных размеров.

Сырьем для производства кирпича служат легкоплавкие глины, к которым иногда примешивают отощающие добавки. Кирпичные заводы всегда работают на местном сырье. Глины добывают в карьерах открытым способом — экскаваторами, и доставляют на завод транспортом различных видов- (вагонетки, самосвалы).

Изготовляют строительный кирпич двумя способами: пластическим (мокрым) и полусухим. Наиболее распространен первый способ.

Пластический способ производства глиняного кирпича

Технологический процесс производства глиняного кирпича состоит из следующих операций: подготовки массы, формования, сушки и обжига.

Подготовка массы. Глину для разрушения ее естественной структуры и измельчения пропускают сначала через вальцы грубого и тонкого помола, затем через глиномялку (рис. 1). В ней глина увлажняется (до 18-25%), перемешивается и превращается в однородную пластичную массу, хорошо поддающуюся формованию.

Иногда дополнительно к этим машинам устанавливают бегуны мокрого помола, которые одновременно с разрушением естественной структуры глины перемешивают массу. Все твердые включения, которые встречаются в глине (например, известняк), размалываются в порошок. В бегунах мокрого помола глиняная масса одновременно с переработкой увлажняется.

Формование. Приготовленная масса направляется на формование в ленточный пресс.

В последнее время отечественные машиностроительные заводы начали выпускать более усовершенствованные вакуумные ленточные прессы для формования кирпича из массы, почти лишенной воздуха, что улучшает строительные качества кирпича.

На рис. 2 изображен вакуум-пресс. Лопастный винт захватывает массу и проталкивает ее через дырчатую перегородку в вакуум-камеру, куда она поступает в виде отдельных полосок. В вакуум-камере из глины отсасывается воздух. После этого масса поступает на лопастный (шнековый) вал с непрерывной винтовой поверхностью; последний захватывает массу и продвигает ее через корпус, головку и мундштук пресса. Для предупреждения подсоса воздуха в корпус пресса лопастный винт уплотняется сальником.

Глиняный брус, выходящий из пресса, на автоматических станках разрезается на отдельные кирпичи-сырцы.

Производительность вакуум-пресса до 10 000 шт. кирпича в час.

Сушка кирпича. Влага из кирпича-сырца удаляется воздухом, не насыщенным водяными парами. Вследствие разницы во влажности поверхностных и внутренних слоев сырца влага переходит из глубины к поверхности кирпича.

Сырец сушится в естественных условиях в сушильных сараях или в сушилках.

Для круглогодовой работы кирпичного завода необходимы искусственные сушилки, которые можно использовать независимо от погоды и времени года. Срок сушки в них сокращается д0 2-3 суток против 8-15 суток при естественной сушке.

Обжиг является завершающей операцией производства керамических изделий. Процесс обжига можно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение обожженных изделий.

Первый период. Из сырца удаляется вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси и равномерно прогревается вся масса изделия.

Второй период-наиболее ответственный, во время которого образуется камневидный черепок. Температура обжига достигает 1000°.

Третий период, — в течение которого изделия постепенно охлаждаются. При быстром понижении температуры в обжигательной печи в изделиях могут образоваться трещины.

Печи для обжига кирпича и других керамических изделий бывают двух видов: периодического действия, в которых операции по загрузке, обжигу, охлаждению и разгрузке происходят последовательно, одна за другой, и непрерывно действующие, в которых эти операции совершаются одновременно. В настоящее время печи периодического действия применяются только на малых полукустарных предприятиях.

К непрерывно действующим относятся кольцевая и туннельная печи.

В кольцевой печи кирпич-сырец постепенно нагревается, а обожженные продукты медленно охлаждаются благодаря тому, что при неподвижном материале передвигают зону горения, перенося место загрузки топлива, а в туннельной печи для этой же цели при неизменном положении зоны обжига передвигают на вагонетках обжигаемые изделия.

Кольцевая печь (рис. 3) представляет собой замкнутый обжигательный канал, имеющий в плане форму растянутого кольца. Канал условно разделен на ряд камер, между которыми при загрузке сырца в печь устанавливаются бумажные щиты. Во время перемещения зоны обжига эти щиты под действием пламени последовательно сгорают один за другим. При установке бумажного щита открывается ближайший к нему дымовой конус; под действием создаваемого дымовой трубой или. вентилятором разрежения щит прижимается к кладке.

Каждая камера рядом газовых отверстий и небольшим каналом соединяется с общим дымовым боровом, над каналами устроены клапаны, служащие для присоединения камеры к общему дымовому борову и отключения от него. Непосредственно над боровом располагается воздушный канал, который передает горячий воздух из остывающих камер через промежуточные каналы во вновь загруженные камеры для подсушки сырца. Топливо поступает через отверстия в своде камеры. В зависимости от производительности завода кольцевые печи имеют от 16 до 36 камер.

Кольцевые печи экономичны в отношении расходования топлива, но температура в их печном пространстве распределяется-неравномерно по высоте, что вызывает местные пережоги и недожоги изделий. Кольцевые печи широко используются в производстве не только строительного кирпича, но и других изделий из глины.

Распределение камер в кольцевой печи по зонам показано на рис. 4.

Читайте так же:
Что значит табличка под знаком кирпич

Кольцевые печи сейчас не строятся из-за трудности механизации погрузочно-разгрузочных работ и неудовлетворительных гигиенических условий работы в них, хотя на действующих кирпичных заводах они наиболее распространены.

Туннельная печь представляет собой длинный канал, в котором по рельсам движутся вагонетки с кирпичом-сырцом. Длина туннеля в зависимости от рода обжигаемых изделий бывает от 60 до 150 м, поперечное сечение в свету от 3,5 до 5 5 м2 — Туннельная печь разделяется на три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. В туннельных печах процесс обжига протекает за 30-70 час.

Туннельная печь наиболее экономична: благодаря небольшому расходу рабочей силы, механизации процессов обжига и лучшему использованию тепла она намного совершеннее кольцевой печи. На рис. 5 представлен поперечный разрез, а на рис. 6 — продольный разрез туннельной печи.

Полусухой способ формования глиняного кирпича

Полусухой способ производства кирпича имеет то преимущество перед пластическим, что дает возможность использовать малопластичные глины и таким образом значительно расширяет сырьевую базу.

Кроме того, этот метод позволяет применять при формовании глиняное тесто значительно меньшей влажности, поэтому сушка упрощается, а иногда и совсем исключается, что ведет к сокращению расходов топлива и значительно удешевляет производство. С другой стороны, полусухой способ требует более сложного прессового оборудования, а получаемый кирпич имеет повышенный объемный вес, меньший предел прочности при изгибе и несколько меньшую морозостойкость.

По этому способу глина и отощающие добавки, высушенные и измельченные в порошок, тщательно перемешиваются и увлажняются до 9-12%, затем прессуются под давлением до 150 кг/см2. Способ полусухого прессования применяется главным образом в производстве глиняного строительного кирпича, огнеупорных изделий, облицовочных плит, плиток для полов и др.

Для полусухого прессования строительного кирпича успешно применялся комбинированный механичеоко-гидравлический пресс СССМ-583 (рис. 17). Револьверный на восемь форм пресс работает по принципу двустороннего, двустадийного прессования. На первой стадии давление до 50 кг/см2, на второй — до 150 кг/см2. Часовая производительность пресса 2000 шт. кирпича.

За последние годы в СССР создан ряд прессов новых конструкций повышенной производительности (А. А. Мелия, Б. С. Ленского и др.).

Оригинальную конструкцию имеет ротационно-рычажный пресс советского изобретателя инж. А. А. Мелия. Пресс предназначен для полусухого прессования полнотелого, пятистенного, дырчатого кирпича и различных керамических облицовочных изделий. Часовая производительность пресса А. А. Мелия 6-10 тыс. шт. кирпича.

Инж. Б. С. Ленский изобрел пресс, формующий полусухую массу в горизонтальных подвижных формах и обеспечивающий равномерное уплотнение сырца. Часовая производительность пресса 7-8 тыс. шт. кирпича.

Свойства кирпича

По качеству строительный кирпич должен соответствовать техническим условиям ГОСТ 530- 54.

Внешний вид. Кирпич должен быть по форме прямоугольным параллелепипедом с прямыми ребрами и углами, с ровными гранями размером 250×120×65 мм. Вследствие неизбежной воздушной и огневой усадок трудно получить кирпич точного стандартного размера, поэтому ГОСТ предусматривает допуски на отклонение размеров: по длине ±6, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.

Установлены также допуски на искривление поверхностей и ребер: по постели до 4 мм, по ложку до 5 мм.

Наиболее часто встречающийся недостаток формы кирпича- отбитость или притупленность ребер и углов. На каждом кирпиче допускается не более двух таких дефектов размером до 15 мм.

Указанный недостаток может не вызывать понижения прочности кирпича, но увеличивает расход строительного раствора заполнения отбитости и вмятин.

Применение недожженного кирпича или содержащего известь (дутик) в строительстве не допускается.

Водопоглощение кирпича должно быть не меньше 8%, так как с понижением водопоглощения повышается теплопроводность кирпича вследствие увеличения его объемного веса.

Объемный вес кирпича обычно составляет 1700 — 1800 кг/м3, теплопроводность его от 0,6 до 0,7 ккал/м ч град.

Морозостойкость. Кирпич, насыщенный водой, должен выдерживать 15 циклов замораживания (при температуре — 15°) и последующего оттаивания. Отсутствие каких-либо следов- разрушения характеризует, устойчивость кирпича против воздействия низких температур”.

Комплексный подход к разработке состава шихты — гарантия качества керамического кирпича

Керамический кирпич является универсальным отделочно-конструкционным материалом с высокими архитектурно-декоративными свойствами. Прочность, долговечность, цветоустойчивость, высокие гигиенические и эстетические качества керамического кирпича, доступность глинистого сырья, позволили ему стать одним из самых распространенных и востребованных изделий.

В современных условиях качество выпускаемого керамического кирпича является одним из самых важных параметров для заводов. В большинстве случаев низкое качество кирпича связано с низким уровнем исследований глин и слабой отработкой состава шихты.

Важнейшим условием для разработки рациональных составов шихт является проведение квалифицированных исследований глинистого сырья. Любая глина различна по физико-химическим и технологическим свойствам и требует индивидуального подхода. Именно глинистое сырье, его физико-химические и керамические свойства определяют состав шихты, особенности разработки карьера, оптимальные технологические параметры, необходимый количественный и качественный состав оборудования и в конечном счете – свойства готовых изделий. Общие затраты на детальные исследования могут достигать 10-20 тыс. евро, но эти затраты очень быстро окупаются высоким качеством выпускаемой продукции.

В ООО «НИИКЕРАМ» в 2009 году создана современная лаборатория исследования глинистого сырья, аналогов которой в России нет. Разработана новая методика испытаний глин для производства керамического кирпича, что позволяет:

Читайте так же:
Что такое кирпич кро

— получить более полную, точную и полезную информацию о свойствах глины;

— повысить уровень лабораторных исследований;

— разработать рациональные составы шихт и основные технологические параметры эффективного производства качественных стеновых керамических материалов.

В современной технологии керамического кирпича разработка составов шихт в зависимости от свойств исходного сырья возможна по следующим основным направлениям.

Использование глинистого сырья без добавок для эффективного производства кирпича возможно в редких случаях — только при условии, если свойства глины, установленные технологические параметры и применяемое оборудование обеспечивают получение высококачественной продукции.

Как правило такие глины характеризуются низким содержанием водорастворимых солей, умеренно- или среднепластичны, мало- или среднечувствительны к сушке. Содержание глинистых минералов находится в пределах 30-50% с преобладанием каолинита и гидрослюды.

Необходимо отметить, что в нашей практике для глинистого сырья исследуемого месторождения всегда разрабатывается несколько составов шихт для повышения эффективности производства и расширения ассортимента продукции.

Отощающие добавки применяют для улучшения сушильных свойств, а в некоторых случаях – и обжиговых. Рекомендуется использовать отощители для глин с содержанием глинистых минералов более 30-40% (преимущественно монтмориллонита и гидрослюды), высокочувствительных к сушке, с усадкой более 6-7%.

Наиболее распространенными подобного рода добавками, применяемыми в производстве кирпича, являются кварцевый песок и реже шамот. Для лицевого кирпича не рекомендуется использование таких отощителей, как углеотходы, золы ТЭС, топливные шлаки и т.п., в связи с образованием высолов, выцветов и других дефектов на поверхности изделий после обжига. Более рационально применение данных добавок в производстве рядового кирпича или поризованных изделий.

Верхний предел крупности отощающих добавок не должен превышать 3 мм. Необходимо, чтобы в песке отсутствовали карбонатные включения размером более 0,5 мм, в шамоте – включения извести.

Следует отметить, что применение минеральных отощающих добавок для суглинков и глин с низким числом пластичности может создать дополнительные проблемы в процессах формирования, сушки и обжига. Связано это с малым количеством глинистых материалов (менее 30-25%), высоким содержанием кристаллического кварца и недостаточной пластичностью сырья для применения минеральных отощителей. В этом случае более предпочтительно применение добавок каолинитовых глин.

Использование смеси глин – наиболее перспективный способ повышения качества и расширение ассортимента кирпича. Разработка составов шихт на основе смеси глин возможна в следующих направлениях:

— улучшение сушильных свойств добавками каолинитовых глин;

— повышение пластических свойств и интенсификация спекания черепка добавками высоко- и среднепластичных глин;

— расширение интервала спекания черепка добавками каолинитовых глин;

— отощение пластичных глин добавками суглинков.

Как правило, перечисленные добавки оказывают комплексное влияние на свойства шихты и готовых изделий. Так, например, добавка каолинитовой глины улучшает сушильные свойства керамической массы, расширяет интервал спекания, осветляет цвет черепка, а в некоторых случаях повышает пластические свойства шихты.

Добавку каолинитовой глины целесообразнее использовать для низкодисперсных глин и суглинков с содержанием глинистых минералов менее 40% для уменьшения чувствительности к сушке. При содержании в породе глинистых минералов мене 15-10% и кристаллического кварца более 70% предпочтительнее использовать добавку высоко- или среднепластичной глины с содержанием глинистых минералов более 40% в качестве отощителя возможно использование добавки суглинка.

Следует также отметить, что при получении клинкерного кирпича в большинстве случаев добавка каолинитовой глины необходима для расширения интервала спекания черепка во избежание деформации изделий при высоких температурах. Однако в зависимости от свойств глинистого сырья в каждом конкретном случае компоновка состава шихты на основе смеси глин может быть весьма разнообразной.

Наиболее распространенной поризующей добавкой являются опилки. Однако использование опилок возможно лишь в северных регионах и некоторых областях средней полосы России. В ООО «НИИКЕРАМ» проводятся исследования по подготовке и применению таких добавок, как пенополистирол, отходы целлюлозно-бумажного производства (скоп), солома, углеотходы, шелуха риса, гречихи, овса, подсолнечника и т.д. Верхний предел крупности поризующих добавок не должен превышать 2-3 мм.

В качестве поризатора возможно также применение карбонатных пород, при соответствующей их подготовке (верхний предел крупности неболее 0,5 мм). В зависимости от вида, дисперсности и содержания добавки изменяется характер пористости черепка и, как следствие, свойства изделий. Подобрав оптимальную добавку для определенной глины, можно существенно повысить эффективность производства и качество поризованного блока.

Образование высолов и выцветов на керамическом кирпиче является достаточно распространенной проблемой для многих кирпичных заводов.

Высолы

Для устранения высолов и выцветов, возникающих в результате миграции водорастворимых сульфатных солей глинистого сырья, рекомендуется добавлять в шихту соединения бария – углекислый барий или гидрат окиси бария. Более эффективно вводить в шихту соединения бария в виде суспензии. При добавлении в сухом состоянии обязательно тщательное перемешивание компонентов и усреднение шихты. В зависимости от состава и количества водорастворимых солей в глинистом сырье содержание соединений бария в шихте может составлять от 0,05 до 0,5%.

В случае повышенного содержания сульфатных, а также хлористых солей в глинистом сырье, перевод которых в нерастворимое состояние соединениями бария не дает положительного эффекта, рекомендуется использовать данные глины для производства поризованного или рядового кирпича.

Читайте так же:
Прошивка кирпича android mtk

Для расширения цветового ассортимента лицевого кирпича методом объемного окрашивания используют следующие добавки в шихту:

— светло- и красножгущиеся глины;

— мел, известняк, мергель, и др. карбонатные пороги;

— окислы марганца, железа, титана, хрома и др. пигменты;

— руды металлов, а также отходы промышленности, содержащие вышеперечисленные окислы.

В зависимости от свойств исходного глинистого сырья, вида, дисперсности и содержания окрашивающих добавок возможно получение лицевого кирпича от белого и светло-серого до темно-коричневого и черного цвета.

Для окраски лицевого кирпича в светлые тона используют добавки светложгущихся глин, карбонатных пород, двуокись титана, а также отходы промышленности. Для производства изделий темных тонов применяют красножгущиеся глины, окиси железа, хрома и марганца, отходы обогащения руд, содержащих данные соединения и пр. При этом отходы промышленности не должны содержать вредных включений. В качестве светложгущихся глин применяют каолинитовые, мергелистые, а также полиминеральные глины с низким содержанием красящих окислов, в качестве красножгущихся – глины с высоким содержанием оксидов железа.

Необходимо учитывать, что при добавлении в шихту карбонатных пород или мергелистых глин увеличивается пористость и водопоглощение изделий, что приводит к быстрому загрязнению фасадов зданий. Для долговечного и качественного лицевого кирпича водопоглощение не должно превышать 14%. Оптимальное водопоглощение лицевого кирпича составляет от 7 до 10%.

Конечно, изложенные способы составления шихт в зависимости от свойства глинистого сырья и требований к качеству готовой продукции могут совмещаться. Однако выбор каждого компонента шихты должен быть объективно обоснован и подтвержден результатами испытаний. Кроме того, необходимо учитывать наличие рекомендуемых добавок в данном регионе, их стоимость, затраты на транспортировку и т.д.

Состав шихты считается удовлетворительным, если его можно рекомендовать для эффективного производства кирпича со следующими основными показателями и свойствами:

— для лицевого пустотелого или полнотелого кирпича: марка прочности – не менее М150, водопоглощение – не более 14%, марка по морозостойкости – не менее F50;

— для поризованного блока: марка по прочности – не менее М100, средняя плотность – не более 800-900 кг/м 3 , марка по морозостойкости – не менее F50;

— для стенового клинкерного кирпича: марка прочности – не менее М300, водопоглощение – 4-8%, марка по морозостойкости – не менее F100;

— для дорожного клинкерного кирпича: марка прочности – не менее М700, водопоглощение – не более 4%, марка по морозостойкости – не менее F200, истираемость – не более 0,5 г/см 2 .

При этом для лицевого и клинкерного кирпича отколы от содержания в сырье карбонатных включений и высолы от водорастворимых солей недопустимы.

Комплексный подход к разработке составов шихт позволяет полностью использовать свойства глин для производства керамического кирпича высокого качества.

Д.В. Кролевецкий, кандидат технических наук, зам. Генерального директора по науке ООО «НИИКЕРАМ»

Пластический способ производства глиняного кирпича

По этому способу глиняный кирпич изготовляется следующим образом.

Подготовка массы. Глину для разрушения ее естественной структуры и измельчения пропускают сначала через вальцы грубого и тонкого помола, затем через глиномялку (рис. 1). В ней глина увлажняется (до 18-25%) и перемешивается до получения вполне однородной пластичной массы, хорошо поддающейся формованию.

Рис. 1. Двухвальная глиномялка

Формование. Приготовленная масса направляется на формование в ленточный пресс (рис. 2).

Она поступает в приемную коробку пресса 1 по течке и проталкивается вдоль оси цилиндрическим шнеком 2 по направлению к выходному отверстию 3. Площадь сечения выходного отверстия 3 в несколько раз меньше площади поперечного сечения цилиндра. Масса, ‘продвигающаяся через пресс под давлением шнека, уплотняется и выходит в виде четырехугольного бруса, поперечное сечение которого определяется сечением мундштука, укрепленного на выходной части цилиндра. Размеры •сечения бруса соответствуют длине и ширине кирпича с учетом воздушной и огневой усадки.

Для получения кирпича-сырца заданных размеров по толщине бруса разрезают поперек на части стальными тонкими проволоками резательного устройства.

Рис. 2. Ленточный пресс

В последние годы, благодаря усовершенствованию конструкций прессов, производительность их значительно повысилась » достигает 5 тыс. кирпичей в час.

В настоящее время в нашу промышленность внедряются более совершенные отечественные вакуумпрессы, в которых глиняная масса не только уплотняется, но и обезвоздушивается, что повышает ее пластичность и плотность и способствует увеличению прочности изделий.

Сушка кирпича. Кирпич-сырец сушится в естественных условиях (в сушильных сараях) или в искусственных сушилках (рис. 3). Для круглогодовой работы кирпичного завода необходимы искусственные сушилки, которые можно использовать независимо от погоды и времени года. Срок сушки в них сокращается до 2-3 суток против 8-15 суток при естественной сушке.

Рис. 3. Камерная сушилка

Обжиг. Обжиг является завершающей операцией процесса производства керамических изделий.

Процесс обжига можно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение обожженных изделий.

В первом периоде из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси и равномерно прогревается вся масса изделия.

Читайте так же:
Станки лего кирпич булава

Во втором периоде – наиболее ответственном – образуется камневидный черепок.

В третьем периоде производится постепенное охлаждение изделий. При быстром понижении температуры в обжигательной печи возможно образование трещин на изделиях.

Печи для обжига кирпича и других керамических изделий разделяются на две группы: печи периодического действия, в которых загрузка, обжиг, охлаждение и разгрузка изделий происходят поочередно с полным использованием печного пространства для каждой из этих операций, и непрерывно действующие, в которых эти операции совершаются одновременно каждая в отдельной зоне печного пространства. В настоящее время печи периодического действия применяются только на малых предприятиях.

Из непрерывно действующих следует отметить кольцевую и тоннельную печи. В кольцевой печи одновременность совершения всех стадий обжига достигается благодаря тому, что в ее кольцевом канале при неподвижном обжигаемом материале переносится зона горения (место загрузки топлива), а в тоннельной печи – благодаря тому, что при неизменном положении зоны обжига в средней части по длине тоннеля обжигаемые изделия передвигаются на вагонетках.

Тоннельная печь является наиболее экономичной из печей кирпичного производства; благодаря снижению расхода рабочей силы, улучшению условий труда, механизации процессов обжиги и лучшему использованию тепла она совершеннее кольцевой печи.

Основные сырьевые материалы для производства кирпича керамического

В качестве сырья для производства керамического кирпича и керамических камней применяют:

Глинистые породы, встречающиеся в природе в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, называемые в целом легкоплавкими глинами, а также трепельные и диатомитовые породы.

Органические и минеральные добавки, корректирующие свойства природного сырья (кварцевый песок, шлаки, шамот, опилки, уголь, зола и другие.).

Светложгущиеся огнеупорные и тугоплавкие глины, стекло, мел, отходы фарфорового производства, огнеупорного кирпича для получения офактуренного лицевого кирпича, изготавливаемого из легкоплавких глин.

Основным сырьём для производства кирпича являются легкоплавкие глины — горные землистые породы, способные при затворении водой образовывать пластическое тесто, превращающееся после обжига при 800- 1000 0 С в камнеподобный материал.

Легкоплавкие глины относятся к остаточным и осадочным породам. Для производства кирпича наибольшее применение нашли элювиальные, ледниково-моренные, гумидные, аллювиальные, морские и некоторые другие глины и суглинки.

Для определения возможности использования глин и суглинков для производства стеновых материалов необходимо знать их зерновой, химический и минералогический состав, пластичность и технологические свойства.

Наиболее ценной для производства кирпича является глинистая фракция, содержание которой не должно быть менее 20%.

Очень важно для характеристики глины содержание в ней глинозёма Аl2O3, повышающего технологические свойства сырья: в легкоплавких глинах оно колеблется в пределах от 10 до 15%.

Содержание кремнезёма SiO2 колеблется в пределах от 60 до 75%. В глинах часть кремнезёма находится в связанном виде в глинообразующих минералах и в несвязанном виде как примесь, обладающая свойством отощающих материалов.

Кальций содержится в глинах в виде карбонатов и сульфатов, а магний — в виде доломита. В некоторых сортах глин наличие кальция и магния в пересчете на их оксиды (CaO и MgO) достигает 25%, но, как правило, общее их содержание не превышает 5-10%. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на спекаемость и прочность керамических изделий. При наличии в глинистых породах свыше 20% карбонатных примесей они не могут использоваться без соответствующей обработки или обогащения. Оксиды железа, титана, марганца и других металлов содержатся в глинах в количестве до 10-12% и оказывают существенное влияние на целый ряд важнейших свойств керамических изделий. Наибольшее влияние оказывают оксиды железа, находящиеся в глине в виде оксида Fe2O3 и гидроокиси Fe(OH)3 и оксиды марганца MnO2. Они улучшают спекаемость изделий и придают им окраску.

Калий и натрий входят в глины в виде щелочных оксидов, содержание которых находится в пределах 3,5-5%.

Сера присутствует в глинах в различных соединениях, ее содержание не оказывает на качество стеновых керамических изделий.

Органические вещества обычно содержатся в глинах в количестве от 5-10%. При обжиге изделий они выгорают, увеличивая пористость черепка. В зависимости от содержания в глине органических веществ, воды и карбонатов (CaCO3, MgCO3) находится показатель потерь при прокаливании (табл. 1).

Кирпич из глины: технология производства обыкновенного глиняного кирпича

Выпуск строительных материалов — занятие вполне привлекательное и перспективное, так как эти товары всегда будут востребованы. Но важно организовать весь процесс по строгим технологическим правилам. Упустив хотя бы один момент, невозможно получить даже обыкновенный кирпич из глины.

Заготовка сырья

Первым шагом закономерно является снабжение производственных объектов сырьем. Поиск глиняных залежей осуществляется стандартными методами геологической разведки. Когда пласты обнаружены, эксперты оценивают их мощность, доступные для выработки ресурсы. Если принято решение об использовании конкретного карьера, заблаговременно (еще за 1—2 года) расчищают местность. Она должна быть освобождена и от растительности, и от заведомо ненужных пород.

Часто поверхность грунта разрыхляют, чтобы упростить последующую добычу. На этом же этапе к карьеру подводят (при отсутствии готовых коммуникаций) транспортные и энергетические магистрали. Извлечение глины производится за счет:

Читайте так же:
Фасонный кирпич для обмуровки

дробления породы взрывчатыми веществами;

с применением относительно малых машин (бульдозеров и так далее).

Виды продукции

Производство разных видов кирпича предполагает существенные различия в технологии изготовления продукта, даже если речь идет об изделиях одинаковой величины.

Двойной силикатный кирпич лучше керамического по звукоизоляции, зато уступает ему по таким показателям:

стойкость к холоду;

тепловая стабильность постройки;

При этом красный кирпич традиционного образца оказывается дороже. Его изготовление требует более дорогого оборудования, длится существенно дольше. Трудоемкость тоже увеличена, как и расход энергии. Но в обоих случаях сырье проходит последовательно несколько этапов. Сначала готовят глиняную массу, придавая ей необходимые характеристики.

Затем формуют сырец, сушат его. И только затем приходит время обжига, то есть основной технологической операции. Чтобы правильно выполнить работу, глинистые породы, поступившие на кирпичный завод, сортируют в соответствии с ГОСТ 1975 года.

При этом учитывают:

механическую стойкость в сухом состоянии.

Химическая характеристика сырья подразумевает определение концентрации:

растворимых в воде солей;

тонких дисперсных фракций;

Особенности технологического процесса

Глиняное сырье, только что привезенное из карьера, крайне редко подходит для выработки качественной продукции. Чтобы улучшить качество сырья, требуется подвергнуть его погодно-климатической и механизированной обработке. Первый этап предполагает оставление глиняной смеси в контролируемых условиях на 1—2 года. Этот промежуток требуется для увлажнения, заморозки и разморозки (иногда процесс замораживания и размораживания делают несколько раз), для выветривания. Когда эта процедура заканчивается, производят механическую обработку.

Она подразумевает:

тщательно продуманное изменение структуры сырья;

раздробление глины, посторонних включений в ней;

очистку от крупных мусорных включений и посторонних примесей;

размешивание глины до однородного состояния.

Технологическая подготовка глиняной массы производится с использованием самых разных специальных машин. Одни рыхлят глину, другие растирают ее, третьи дезинтегрируют (очищают от камней различной величины). На кирпичных заводах используют также шаровые и роторные мельницы, глиномешалки, пропеллерные мешалки. Существуют еще и многофункциональные производственные устройства.

Но они способны заменить лишь отдельные установки, а не производственную линию в целом.

Как глину формуют

В большинстве случаев используется пластическая методика. Она позволяет обработать сырье средней пластичности, влажность которого составляет от 18 до 28%. Для этой цели используется ленточно-шнековый пресс. Рекомендуется применять прессы, способные подогреть глиняную массу в вакуумном режиме.

Этот режим обработки повышает прочность сырца.

Есть также жесткая методика. Она считается подвидом пластического метода обработки. Применяется такой подход к относительно грубой глиняной массе влажностью от 13 до 18%. Для жесткой обработки глины используют прессы гидравлического типа. Могут применяться также машины со шнековыми и вакуумными камерами. Как при пластическом, так и при жестком способах изготовления кирпича необожженная масса должна нарезаться на штучные блоки уже после окончания формовки.

Полусухой способ получения заготовок встречается относительно редко. Его применяют, когда надо обработать недостаточно пластичное сырье, так называемую тощую глину. Это сырье имеет влажность от 8 до 12%. Общее время обработки сокращается. Сухой метод производства подразумевает формирование кирпичей из глиняного порошка влажностью от 2 до 6%.

Сушить его не надо, из такого сырья можно получить наиболее плотные керамические изделия.

Сушка

Так или иначе, когда кирпичи сформированы, обычно настает время их сушить. На этой фазе обработки добиваются понижения влажности до 5—6%. Если проигнорировать это требование и отправить в печь более влажные изделия, они могут растрескаться и даже деформироваться. Современное динамичное производство уже не может себе позволить продолжительную естественную сушку. Для ускорения процесса используют камерные либо туннельные сушилки.

А чтобы повысить техническую и экономическую эффективность производства, все чаще выбирают установки непрерывного действия.

Последняя стадия обработки

Необходимая температура обжига кирпича создается в печах разнообразных видов — чаще всего туннельных и кольцевых.

Обжиг подразделяется на три более мелких этапа:

разогрев подготовленного глиняного блока;

собственно температурное воздействие;

планомерное и постепенное понижение температуры.

В первой стадии заготовку нагревают до 120 градусов. Это приводит к испарению связанной физическими эффектами влаги. Изделие становится намного менее пластичным. Как только температура вырастает до 600 градусов, это изменение становится уже необратимым. Происходит испарение остаточной влаги, а глина приобретает аморфную структуру — вскоре органика выгорит.

Как только кирпич прогрет до 800 градусов, внешние грани частиц заготовки накрепко сцепляются между собой. Это и позволяет готовому кирпичу стать многократно прочнее. Когда температура вырастает до 1000 градусов, наступает время огневой усадки. Готовая продукция спекается и становится плотнее. Легко плавящиеся вещества, превратившись в жидкость, обволакивают то, что еще не расплавилось — при этом, кроме уменьшения объема на 2—8%, немного вырастает механическая крепость кирпича.

О том, как изготовить кирпич из глины своими руками, смотрите в видео ниже.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector