ТСМ II

6. Паропроницаемость – она влияет на долговечность строительных конструкций. Низкая паропроницаемость стеновых материалов может явиться причиной падения внутренней поверхности стен, в многослойных стенах не одинакова парапроницаемость отдельных слоев стены может вызвать накопление влаги в ее толще, по этой причине не в полнее надежно сплошная фасадная облицовка стен глазурованными плитками, обладающими низкой парапроницаемостью.

Технология стеновых керамических материалов

1.Глины. Для изготовления кирпича пригодны легкоплавкие глины,

сбольшимдиапазоном их гранулометрического и химического состава. По пластичности наиболее пригодны умеренно пластичные глины с числом пластичности 7-15. Содержание каменистых включений не должно содержать 10% (размером не более 2 мм), интервал спекания не более 50 мм.

2.Добавки. Для производства стеновой керамики используются 3-х

типов:

I. Отощающие – понижающие пластичность, воздушную и огневую усадку. Песок, шамот, дегидратированная глина, гранулированный шлак, зола ТЭС;

II. Выгорающие добавки. Древесные опилки различные виды каменных углей, золы ТЭС, лигнин (отход переработки древесины на спирт); III. Пластифицирующие – повышающие растяжимость и связующую способность глин. Высокопластичные глины, бентониты, сульфидно-

спиртовая барда.

Способы производства строительной керамики

Способа производства:

1.Полусухой;

2.Пластический.

Пластическое формование осуществляется путем уплотнения и выжимания ее через приспособление с отверстиями (ленточный вакуум пресс).

Полусухое формование осуществляется путем прессования массы находящейся в порошкообразном виде.

Основными сырьевыми материалами для производства керамического кирпича служит пластичное сырье (глины) и отощающие материалы (кварцевый песок, бой изделий, шлаки, дегидратированная глина).

Глина доставляется на предприятие железнодорожным транспортом и складируется в открытом глинохранилище котлованного типа (1).

Глинохранилище представляет собой котлован шириной 30-40 м, глубиной соответственно стреле многоковшового экскаватора и длиной по расчету. В летний период его заполняют глиной, осенью утепляют опилками, а зимой ее отрабатывают многоковшовым экскаватором нижним черпанием.

31

При хранении глины происходит ее вымораживание. Под влиянием многократных циклов замораживания и оттаивания вода, замерзая в мельчайших капиллярах глиняных частиц и увеличиваясь при этом в объеме на 9%, разрушает связи между ними, диспергируя частицы глины на элементарные зерна. Вследствие этого возрастает удельная поверхность глины, более полно завершаются процессы набухания, увеличивается количество связанной воды, обуславливающей более высокую прочность (сцепление) глиняного теста, и в конечном результате улучшаются его формовочные и сушильные свойства.

Глина из глинохранилища с помощью экскаватора (2) доставляется автомобильным транспортом в приемный бункер с рыхлительной машиной

(3). Использование рыхлительной машины позволяет разрушить структуру сырья и усреднить его по вещественному составу и влажности.

Глинорыхлительная машина имеет роторы, которые вращаются над питателем, и зубьями разрушают комья глины, которые проходят через решетку и далее подаются на транспортирующие устройства.

Глина после глинорыхлителя поступает в дезинтеграторные вальцы (11). Они предназначены для выделения каменистых включений.

Дезинтеграторные вальцы представляют собой два валка разного диаметра – дробящий и подающий. Валки установлены с зазором. Валок меньшего диаметра – ребристый, вращается с большей скоростью, чем гладкий валок большего диаметра. Глина, попадая между валками, проминается, дробится и проходит вниз. Каменистые включения удалятся в отверстие корпуса вальцов и направляются в отвал.

Отощители (песок и шлак) доставляются автосамосвалами из закрытого склада с железнодорожными эстакадами (4) в приемные бункера (5), а затем через систему ленточный питатель (6), конвейер (7) направляются на инерционный грохот (8), где происходит удаление каменистых включений размером более 10 мм. Просеянный продукт перемещается в расходные бункера (9), а затем через систему весовых дозаторов (10) направляется в вальцы тонкого помола (12). Сюда же поступает переработанная глина. Материалы попадая в промежуток между валками раздавливаются и истираются. Полученная таким образом масса в зависимости от ее влажности может:

1. Если влажность исходного глинистого сырья более 16%, то направляется в сушильный барабан (13) с выносной топкой для подсушки до влажности не более 16%. Температура газов, поступающих в сушильный барабан (600-800), на выходе 100-120ОС. Перед подачей в барабан газы разбавляют холодным воздухом в смесительной камере для понижения температуры до постоянной величины. Сушат глину прямотоком, т.е. материал, и подогретые газы движутся в одном направлении, так как при противотоке глина может перегреться, что приведет к потере ее пластичных свойств. Отработанные газы пропускают через циклон (15) и рукавный

32

фильтр (16), где отделяются мелкие частицы материала, которые собираются винтовым конвейером (18) и направляются в бегуны мокрого помола (14).

2. Если влажность исходной глины не превышает 16%, то масса направляется непосредственно в бегуны мокрого помола (14).

В бегунах мокрого помола производиться тонкое измельчение массы. Целью тонкого измельчения является разрушение водопрочных оболочек, цементирующих отдельные зерна глинообразующих минералов, частичное разрушение самих зерен и освобождение в конечном счете молекулярных связей, за счет которых глина будет гидратироваться, присоединяя к себе большое количество связанной воды.

Бегуны мокрого помола являются наиболее эффективной машиной для тонкого измельчения пастообразных масс. В процессе бегунной обработки одни и те же кусочки глины подвергаются многократному истирающему воздействию тяжелых катков, что и обеспечивает тонкое измельчение массы.

После механической обработки на бегунах глиняная масса через систему ленточных конвейеров (19) направляется на вылеживание в механизированное хранилище, называемое шихтозапасником. В шихтозапаснике масса вылеживается не менее 3 суток. При этом помимо ее набухания происходит релаксация напряжений в глине, возникших при механической обработке, благодаря чему улучшаются ее формовочные и сушильные свойства. Вылеживание массы увеличивает прочность изделий на

20-30%.

Из шихтозапасника масса с помощью мостового крана (20) с грейферным захватом подается на промежуточный питатель (21) и далее посредством ленточным конвейером (22) поступает в глиномешалку двухвальную (23) с фильтрующей решеткой. Здесь происходит проминание глиняной массы с одновременным водяным орошением для придания массе сплошного массива глиняного теста с влажностью (18-22%) при которой формуется изделия. Для этого поперечное сечение корпуса перегорожено на выходном конце массивной решеткой. Через эту решетку лопасти вала продавливают глину, подвергая ее тем самым дополнительной обработке и одновременно задерживая засоряющие включения. Результатом этой операции является увеличение подвижности глиняной массы и прочности высушенных образцов в 1,5 – 2 раза.

Окончательная переработка глиняной массы завершается в вальцах тонкого помола (24). Далее масса по ленточному конвейеру (25) транспортируется в расходный бункер (26) и питателем (27) подается в смеситель пресса ленточного вакуумного пластического формования (28). Из мундштука (29) пресса масса выходит в виде сплошной ленты, разрезаемой с помощью резательного аппарата на отдельные части заданного размера, которые транспортируются к автомату многоструйной резки и укладки (30), где брус разрезается на куски заданных размеров и укладывается на сушильную вагонетку (31). Брак формовки транспортируется в шихтозапасник.

33

Сушка кирпича-сырца производиться в туннельной сушилке (32). Сушилка работает по принципу противотока и имеет тепловую блокировку с туннельной печью. Теплоносителем служит теплый воздух, отбираемый из зон подогрева туннельной печи. Температура теплоносителя, подаваемого в туннели сушилки (80+15) Продолжительность сушки не менее 48 часов, для того чтобы максимальное содержание влаги в кирпиче-сырце не превышало 5% и в полуфабрикате отсутствовало коробление и трещины.

Вагонетки из сушилки подаются к месту садки кирпича на печные вагонетки (33). Обжиг кирпича производиться в туннельной печи (33), длиной около 100 метров. Печь условно делится на три зоны: подготовки, обжига, охлаждения. В зоне подготовки кирпич нагревается разбавленным воздухом из зоны охлаждения и продуктами сгорания топлива из зоны обжига. Зона обжига оборудована смесительными газовыми горелками. В

качестве топлива –природный газ. Температура обжига составляет 950-1000

0С.

Вагонетки с обожженным кирпичом транспортируются к участку сортировки. Сортировка кирпича производиться вручную. Кирпич укладывается на поддоны, которые увозятся на склад готовой продукции.

34

Принципиальная технологическая схема получения керамического кирпича методом пластического формования

35

Принципиальная технологическая схема получения и производства керамической плитки (для облицовки стен).

Сырьевые материалы доставляются на предприятие железнодорожным и автомобильным транспортом. Принятое сырье храниться в закрытых складах 1 – раздельно по видам и маркам. Выборка глин из склада 1 и подача их в расходные бункера 2 осуществляется с помощью грейферного крана 3, для обеспечения более широкого интервала спекания как правило используются две легкоплавкие глины двух различных месторождений, далее они с помощью ленточного питателя 4 направляются на фрезернометательные мельницы 5. Глина измельчается ротором мельницы и проталкивается через решетку в рабочий бассейн 6. Рабочие бассейны заполняются водой по уровню, туда же вводятся электролиты в соответствии с рецептом. При помощи насоса осуществляется циркуляция раствора из рабочего бассейна в мельницу, в результате получается глинистая суспензия заданной плотности (плотность где-то 1,4 г/см3, влажность 50-53%). Далее суспензия с помощью мембранных насосов 7 перекачивается в сливной бассейн 8, для ее усреднения, а далее в расходные бассейны 9.

Кварцевый песок (при необходимости пропускают через сушильный барабан если влажность более 5%). Кварцевый песок пропускаю через вибросито с сеткой 2 мм, а далее песок направляется в расходный бункер 10. Бой керамической плитки предварительно измельчается в щековой дробилке (размер кусков около 10 мм). Отощающие материалы и плавни (доломитгранитные отсевы) из расходных бункеров 10, через лотковые питатели 11 направляются на наклонный ленточный конвейер 12, а затем на весы платформенные 13 для взвешивания, взвешенные материалы попадают в шаровую мельницу 16 с помощью горизонтального ленточного конвейера со сбрасывающейся тележкой 18. Сюда же подается вода и электролиты и определенное количество огнеупорной глины предварительно прошедшей через глинорезку 14 и платформенные весы 15, для поддержания материала во взвешенном состоянии. Готовый шликер: влажность около 2%, тонкость помола на сите №0063 не более 1%. Слив шликера из шаровых мельниц, осуществляется через вибросито 17, с сеткой №0315, в расходный бассейн 9. После усреднения и перемешивания шликер перекачивается поршневым насосом по шликеропроводу в башенно-распылительную сушилку 19. Распыление шликера происходит под давлением 2-3 МПа через форсунки 2-4 мм, форсунки расположены на единой трубе виде кольца в центре башни. Для сушки используется нагретый воздух который подается в топку 20, обогреваемую газом, и проходя через нее попадает в башню, отходящие газы вытягиваются дымососом 21, через батарейный циклон 22, и многоканальный рукавный фильтр 23. Уловленная мелкая фракция из фильтров транспортируется в бассейн отходов 25. Температура в БРС: вверху

– 280± 30, в середине –230±30, в низу – 150±30. Влажность получаемого порошка после БРС около 6%. Далее порошок помощью винтовогоконвейера 26, элеватора 27, попадает в силоса 28. Далее через ленточный питатель

36

порошок попадает на большое вибросито 30, проходя через него направляется в бункер прессов 32. Для прессования плиток используют пресса которые одновременно прессуют 7 плиток размером 200×300 мм. Прессование двухступенчатое первичное – 5 МПа, вторичное – 25 МПа.

37

38

Далее плитки роликовым конвейером транспортируются в трехсекционную роликовую сушилку 34 (влажность после сушки не более 1%). Далее осуществляется утильный обжиг в роликовой печи 35. Каждаяпечь состоит из 50 секций она разделена на 3 зоны:

1)До 14 секции – зона подготовки (500 – 8000C);

2)До 18 секции – зона предварительного обжига (800 – 9500С);

3)Зона обжига (950 – 1120-11300С) до 30 секции;

С 31 по 33 секцию зона резкого охлаждения (540 – 5900С).

Готовая обожженная плитка выходит из печи укладывается в металлические короба, а затем вывозится в сторону. По мере охлаждения короба с плиткой, они ставятся под робота выкладчика, и выкладывается на конвейер глазурования и декорирования 36 и затем направляется в печь политого обжига 37.

Впечи зоны:

1)400 – 7500С;

2)750 – 9000С;

3)900 – 10300С.

После политой печи плитка проходит сортировку 38, и роботом укладчиком, формируется в пачку по 20 штук и укладывается в картонную коробку.

Технология искусственных пористых заполнителей (ИПЗ).

Искусственные пористые заполнители сыпучие пористые материалы, получаемые путем термической обработки силикатного сырья подвергнутого рассеву или дроблению и рассеву. До 5 мм – песок, от 5 до 40 мм – щебень или гравий.

Общие свойства ИПЗ:

1.Плотность 2,65-2,7 г/см3;

2.Объемная масса 0,7-1,8 г/см3;

3.Насыпная объемная масса – это масса единицы объема сыпучих

кусковых материалов включая объем межзерновых пустот, при условии свободной засыпки (0,2-1,2 г/см3);

4.Пористость истинная (общая) – 40-75%;

5.Пористость кажущаяся или открытая 30-65%;

6.Пористость закрытая 10-20%;

7.Прочность.

Прочность пористых заполнителей определяют сдавливанием в стальном цилиндре диаметром 150мм порции материала высотой 100мм до осадки в цилиндре поршня на 20мм, то есть определяется условная прочность, действительная прочность зерен заполнителя превышают условную для керамзита 4-5 раз, а для аглопорита в 30 раз.

8.Гранулометрический состав заполнителей.

Для крупного заполнителя установлено деление по размеру зерен на три фракции:

39

1)5-10 мм;

2)10-20 мм;

3)20-40мм.

Содержание отдельных фракции в товарной продукции не регламентируется.

9.Морозостойкость.

Для ИПЗ количественной мерой морозостойкости является потеря по массе, после определенного цикла попеременного замораживания и оттаивания.

Морозостойкость ИПЗ снижается по мере увеличения их внутренней поверхности, морозостойкость керамзита меньше чем аглопорита.

10. Теплопроводность ГОСТом не регламентируется, но является важным показателем, для легких бетонов.

Технология керамзита.

Материалы керамзитового типа получают вспучивание при обжиге глиняной массы, вспучивание – это увеличение материала в объеме за счет образования внутренней преимущественно замкнутой пористости.

Материалами керамзитового типа являются:

1)Керамзитовый гравий;

2)Керамзитовый песок;

3)Штучный керамзит (ячеистая керамика и пена керамика).

Во время нагрева при достижении определенной температуры (индивидуальной для каждой глины) глинистая оболочка начинает размягчаться спекаться и в конечном счете станет газонепроницаемой находясь в пиропластическом состоянии, т.е. будучи способной к пластическим деформациям без разрыва сплошности, если в этот момент в нутрии шарика по каким либо причинам начнут выделятся газы, то не имея выхода наружу они буду создавать во внутренней полости шарика избыточное давление под воздействием которого оболочка будучи размягченной начнет расширятся, т.е. будет происходить вспучивание.

Источниками газовыделения в глинах являются реакции разложения и восстановления оксидов железа, при их взаимодействии с органическими примесями или добавками в глине, а также химически связана вода глинистых минералов.

Идут реакции:

6Fe2O3→ 2Fe3O4 + O2;

2Fe3O4 → 6FeO + O2; Fe2O3 + С → 2FeO + СO; Fe2O3 + СО → 2FeO + СO2;

Добавка в глиняную массу железистых примесей пиритных огарков (уголь, соляное масло, мазут) увеличивает способность глины вспучиваться.

Процесс формирования керамзитовой структуры при обжиге гранулы развивается в три температурных этапа:

40