Введение

Керамическими называют материалы и изделия, изготовляемые формованием и обжигом глин. «Керамос» – на древнегреческом языке означало гончарную глину, а также изделия из обожженной глины. В глубокой древности из глин путем обжига получали посуду, а позднее (около 5000 лет назад) стали изготовлять кирпич, а затем черепицу.

Керамическим кирпичом украшали фасады в Древнем Египте и Вавилоне, из него возводили города наши предки на всей территории земли. Кирпичом облицована Великая Китайская стена, а символом российской государственности стал архитектурный ансамбль Кремля с его зубчатыми стенами и башнями из красного кирпича.

Уважали керамический кирпич и в России, а старые мастера ставили на нем личные клейма. Да и как не уважать этот вечный, экологически безупречный и удобный стройматериал? Его надежность и качество дают выбор современным зодчим, возрождающим красоту и культуру строительства. Технология кирпичной кладки предоставляет архитекторам и дизайнерам неограниченные возможности для воплощения творческих замыслов. Обеспечивая надежную защиту от воздействия внешних факторов, обладая высокой огнестойкостью и сравнительно низкой теплопроводностью, кирпич предопределяет высокий уровень безопасности и комфорта как жилых, так и промышленных зданий и сооружений.

1. Требования к изделию

Требования к кирпичу и керамическим камням прямоугольной формы регламентированы ГОСТ 7484–78; ГОСТ 530–95, который предусматривает следующие три основных размера этих изделий в мм: для кирпича – 250´120´65 или 250´120´90, для керамического камня основного – 250´120´140 и для трехчетвертного – 188´120´140. По отдельным заказам можно также выпускать камни других размеров и профилированные изделия. Изделия должны иметь прямые ребра и углы, четкие грани и ровные лицевые поверхности. Допускаются отклонения в размерах: по длине ±4 мм, по ширине ±3 мм и по толщине: для кирпича ±2 мм, а для камней ±3 мм. Косоугольность по отношению к длине изделия не должна превышать 3 мм. Искривления поверхностей и ребер допускаются не более: по ложку 3 мм и по тычку 2 мм. На лицевой стороне допускаются: отбитость или притупленность углов и ребер длиной 5–15 мм не более 1 шт., отдельные посечки не более 2 шт. на 1 дм² . Не допускаются на лицевой поверхности видимые с расстояния 10 м выцветы и пятна, а также несовпадения рельефа и офактуровки, образующих общую архитектурную деталь и кладке [2].

По виду фактуры (отделки) лицевой поверхности кирпич и камни выпускают: с естественно окрашенным черепком, торкретированные минеральной крошкой, ангобированные, двухслойного формования и глазурованные. На последние ГОСТ 7484–69 не распространяется. Лицевые поверхности изделий должны быть однотонными, иметь чистый тон и равномерный цвет без пятен, выцветов и других дефектов, заметных с расстояния 10 м.

По показателям прочности изделия подразделяются на семь марок: 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75. Марка кирпича соответствует пределу прочности по сечению брутто, пределы прочности при изгибе дифференцированы для сплошных и пустотелых изделий, а также для изделий пластического и полусухого прессования.

Предел прочности при изгибе для кирпича полусухого прессования должен быть равен 3? 4 $3 $2? 55 $1? 96 $1? 76 $1? 57 и 1,37.

Водопоглощение не должна быть ниже 6% и не должно превышать 12% у лицевых изделий, изготовленных из прочих глин. По морозостойкости изделия подразделяются на четыре марки: F15, F25, F 35, F 50.

2. Сырье для производства кирпичей

Сырьем для стеновых материалов служат пластичные (глинистые) материалы, отощающие (песок, в том числе и входящий в виде примеси в состав запесоченных глин, и др.), технологические, в основном выгорающие, добавки.

Глинистое сырье. Регламентированных технических требований к глинам для производства стеновых материалов нет. Сырьем могут служить всевозможные типы поверхностных легкоплавких глин – жирные, песчанистые и даже мергелистые. Наиболее широко в кирпичной промышленности применяют суглинки и лёсс. Суглинки представляют собой глину с большим содержанием кварцевого песка (до 45–65%). Лёсс – это природная смесь глин, лишенных слоистости, с тонкодисперсными, большей частью не отделяемыми путем отмучивания минералами – кварцевой пылью, полевым шпатом, углекислым кальцием, чешуйками слюды и т.д. Глины, используемые для производства лицевых изделий, должны иметь низкую температуру и интервал спекания не менее 100°С, обеспечивающие получение изделий требуемого качества при высоких температурах обжига. После обжига изделия должны иметь равный цвет, мало изменяющийся в пределах его температур обжига, при которых материал по своим показателям соответствует требованиям ГОСТов.

Добыча глины . Заводы стеновых материалов строят около месторождений глин, поэтому глиняные карьеры являются неотъемлемой частью этих заводов. Глины залегают обычно неглубоко. Слой, покрывающий глину – «вскрышу», удаляют скреперами, бульдозерами, экскаваторами или размывом водой гидромониторами. Зимой применяется иногда и взрывной метод.

Хранение глины . Для бесперебойного снабжения сырьем на территории предприятия строят глинохранилища. При открытом хранении глины, в южных районах, глину хранят рыхло насыпанной массой в виде конуса или грядой высотой 6–7 м, имеющей объем около 25 тыс. м³ . Над конусом устраивают иногда передвигающиеся по рельсам металлические тепляки, облегчающие разработку при температуре до -20°С. Закрытое хранение глины осуществляется в складах сырья различной вместимости.

Отощающие и выгорающие добавки. Для уменьшения усадки в сушке и обжиге и для ускорения процесса сушки к пластичным глинам добавляют минеральные отощители. Пески – основной вид отощителя при производстве стеновых изделий, так как они дешевы и не требуют дополнительного измельчения. Также в шихту вводят шамот, получаемый из отходов обожженных изделий, дегидратированную глину, золы, шлак. Для получения лицевого кирпича недопустимо вводить опилки, изгарь, топливный шлак, золу и другие выгорающие материалы.

Шамот вводят в количестве 40–45% [6, с 245]; более высокое его содержание ухудшает формуемость глин, обладающих недостаточной пластичностью. При изготовлении кирпича красного цвета, а также кирпича других темных тонов в шихты вводят железосодержащие добавки – железистые руды, «отходы» от их обогащения и другие подобные материалы. Эти добавки необходимо подвергать мокрому помолу и вводить в виде шликера при увлажнении глины в глиномялке.

3. Подготовка формовочных масс

Как правило, глина поступает на завод влажностью от 8% до 25%, а иногда и большей, причем меньшая влажность характерна для летнего периода; а большая – для осени, зимы и ранней весны. Глину такой влажности очень трудно размолоть, так как она забивает помольные машины и сита. Поэтому до помола глину следует высушить, причем достаточно равномерно по всей массе, так как наличие влажных и пересушенных частиц отрицательно влияет на качество продукции. В процессе сушки глина должна прогреваться до температуры не выше 110°С, так как при большой температуре она начинает терять пластичность и связующую способность.

Для сушки глины применяют главным образом сушильные барабаны. При наличии каменистых включений перед сушильной установкой ставят камневыделительные вальцы. Конечная влажность высушенной глины колеблется в пределах от 2 до 13%.

После сушки в сушильном барабане глина измельчается в корзинчатом дезинтеграторе. Они работают при влажности 9%; при повышенной влажности глина залипает в кожухе.

Грубый помол глины (а также смешение массы) после сушильного барабана мажет осуществляться на бегунах сухого помола периодического и непрерывного действия.

Для выделения из измельчаемого продукта частиц, размеры которых больше или меньше требуемых (просеивание), или для рассева на фракции сухой глины, шамота, углекислых добавок и других компонентов шихты применяют механические сита – грохоты и воздушные сепараторы. На эффективность рассева влияют влажность материала, угол наклона сита к горизонту, толщина слоя материала и др.

Измельченную глину тщательно смешивают с непластичными материалами и увлажняют горячей водой и паром. Для малопластичных масс, употребляемых для полусухого прессования, более пригодны лопастные, желательно вакуумные мешалки периодического действия и быстроходные бегунковые; для тощих масс наиболее пригодны смесительные бегуны. Увлажнение паром обеспечивает более равномерное распределение влаги. Из различных агрегатов для такого увлажнения порошка лучшие результаты дали шахтные пароувлажнители.

Увлажненный до 8–13%, прогретый и хорошо смешанный порошок поступает в бункера формовочных прессов. Вылеживание массы в силосах увеличивает степень гидратации глинистых частиц и усредняет влажность, улучшая формовочные свойства [2].

Подготовка отощающих добавок.

Глины редко применяют в чистом виде (без специальных добавок), так как в процессе сушки и обжига они дают большую усадку, сопровождающуюся короблением и растрескиванием, что сильно затрудняет возможность изготовления из них изделий правильной формы и точных размеров. Для уменьшения усадки керамических масс при сушке и обжиге в их состав наряду с глиной вводят отощающие материалы, которые делят на естественные и искусственные.

К природным естественным отощающим материалам относятся глинистые породы, число пластичности которых не выше 7 (глинистые сланцы, глины естественно жженные и др.).

К искусственным отощающим материалам относят главным образом шамот, получаемый путем обжига глины.

Зерна шамота для полнотелых изделий не должны быть крупнее 3 мм. Следовательно, его использование требует наличие специального оборудования для подготовки добавки к формованию.

В зависимости от величины кусков поступающий материал разделяется на крупный (более 500 мм), средний (500…100 мм) и мелкий (порошок более 10 мм). Для правильного использования оборудования измельчение рационально проводить по стадиям: крупное дробление (от начального размера кусков 100…1000 до конечного размера кусков 10 мм), среднее дробление (от 100…150 до 10 мм), средний помол (от 1…10 до 0,1…0,3 мм), тонкий помол (от 0,1…0,3 до менее 0,088 мм) [2]. Крупное дробление широко применяется в огнеупорной промышленности. Измельчение отощающих материалов для керамики (сланцы, кусковые выгорающие добавки, например уголь, шамот, бой изделий) производится обычно в два приема: т.е. сначала в дробилке (среднее дробление), потом в мельнице (средний помол). В зависимости от размеров кусков и твердости материала применяют разные типы дробильных агрегатов. Для грубого и среднего дробления используют щековые дробилки, конусные мельницы, бегуны; для среднего дробления – молотковые и валковые дробилки.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--