Строительные материалы. Часть 1. 2013

за счет горения топлива (газ, мазут, уголь) температура изделий достигает 950– 1000 °С. Здесь происходит спекание керамического камня, т.е. обретение им прочности и водостойкости в результате частичного плавления массы, реакций в твердом состоянии, кристаллизации новообразований. В зоне охлаждения изделия охлаждаются атмосферным воздухом, который, в свою очередь, нагревается и поступает в зону обжига для горения топлива.

а

б

в

Рисунок 45 – Обжиг кирпича: а – туннельная печь; б – высушенный кирпичсырец на вагонетке перед обжигом60; в – то же, после обжига61

Готовые изделия укладывают на поддоны, упаковывают в полиэтиленовую термоусадочную пленку и отгружают потребителям.

60http://www.strom.aaanet.ru/about.html

61http://images.google.ru/imglanding

81

Основы технологии керамического кирпича полусухого прессования

Полусухой способ применяют только для получения кирпича полнотелого и с пус-

тотами. Камни полусухим способом не изготавливают. Отличительной особенностью кирпича полусухого прессования – несквозные пустоты и зернистая структура (рисунок

46).

Главные отличия полусухого способа – приготовление керамической массы в виде полусухого порошка с влажностью 8–12 % и прессование из него изделий методом сжатия (компрессии). Этот способ имеет варианты по используемому оборудованию. Один из вариантов выглядят следующим образом.

Рисунок 46 – Кирпич полусухого

прессования

1.Добыча глины осуществляется точно так же, как и при пластическом способе.

2.Приготовление керамической массы. Глина измельчается в глино-

рыхлителе, затем в вальцах и высушивается в сушильном барабане до влажно-

сти 6–8 % (рисунок 47). В приподнятый конец цилиндрического барабана по течке (трубе) подают глину, барабан вращается, глина перемещается к нижнему концу и высушивается.

Рисунок 47 – Схема сушильного барабана

Затем глина измельчается и увлажняется в стержневом смесителе – в 82

цилиндрическом барабане со стальными стержнями диаметром 80–120 мм (рисунок 48). В верхний приподнятый конец барабана по течке (лотку) подают глину и горячую воду, барабан вращается, стержни перетирают глину и равномерно смешивают с водой. Готовый пресспорошок выходит через разгрузочные окна с влажностью 8–12 %.

Рисунок 48 – Схема стержневого смесителя: 1 – выгрузочные окна; 2 – барабан; 3 – стержни;

3. Прессование

кирпича

осуществляется на механических

2

или гидравлических

прессах.

Р

3

Пресспорошок

засыпается в

1

формовочные

гнезда

пресса,

сжимается с одной или с двух

сторон с удельным

давлением

15–40 МПа (рисунок 49). От-

прессованный сырец выталкива-

Р

ется на поверхность стола пресса

Рисунок 49 – Схема полусухого прессова-

и укладывается

на

сушильные

ния:1 – керамический порошок; 2 – форма;

или обжиговые вагонетки.	3 – пуансон (поршень)

4. Сушка. В случае оптимальной формовочной влажности кирпича полусухого прессования равной или близкой 12 %, кирпич сушат. Сушка осуществляется в таких же туннельных сушилках, что и сушка кирпича пластического формования.

83

5. Обжиг. Если оптимальная формовочная влажность кирпича равна или близка 6 %, кирпич может сразу обжигаться в туннельных печах, имеющих удлиненную зону подогрева, где кирпич досушивается. Для кирпича полусухого прессования требуется температура обжига 1000–1100 °С, т.е. более высокая по сравнению с кирпичом пластического формования.

Кирпич полусухого прессования сравнительно широко выпускался в 50– 60-е годы прошлого столетия. Однако в связи с низкими показателями морозостойкости и прочности при изгибе, производство его почти прекратилось.

В настоящее время появились прессы, с удельным давлением прессования 40 МПа и выше, что позволяет качественно уплотнить кирпич и улучшить показатели морозостойкости и прочности. Данный способ широко распространен в Ростовской области и Краснодарском крае, где практически половина крупных кирпичных заводов работают по этой технологии.

Облицовочная керамика

К облицовочной керамике относятся изделия для облицовки фасадов (лицевые кирпичи и камни, фасадные плитки), а также изделия для внутренней облицовки (плитки для стен и для пола).

1. Лицевые кирпичи и камни могут быть обычными, двухслойными, ангобированными, глазурованными. Обычные лицевые кирпичи и камни – это изделия, отвечающие всем требованиям ГОСТ 530–2007 с неофактуренными лицевыми поверхностями гладкими или рельефными.

Двухслойный кирпич формуют из обычной глины, и лишь лицевой слой 3–5 мм на одном ложке и одном тычке выполняют из белых или цветных окрашенных глин . Для этого в мундштук сбоку к брусу, выходящему из пресса к ложковой грани или к ложковой и тычковой (угловые кирпичи) нагнетают цветной слой.

84

Ангобированный кирпич имеет тонкое 0,3–0,5 мм неблестящее (матовое) белое или цветное покрытие ангоб (рисунок 50). Ангоб изготавливают из белой глины, молотого стеклянного боя и красителей. Кирпичи после сушки покрывают ангобом, затем обжигают.

Глазурованный кирпич имеет тонкое 0,1–0,2 мм блестящее (стекловидное) белое или цветное покрытие глазурь (рисунок 51). Глазури включают белую глину, плавни, красители. Кирпичи после сушки покрывают глазурью, затем обжигают.

Рисунок 50 – Ангобированный кирпич62

Рисунок 51 – Глазурованный кирпич63

2. Фасадные плитки изготавливают глазурованными и неглазурованными (рисунок 52). Стандартные плитки имеют размеры от 50 × 50 мм до 300 × 150 мм. На российском рынке предлагаются фасадные плитки с размерами по наименьшему ребру от 20 мм, а по наибольшему – до 900 мм. Тыльная сторона плиток должна иметь рифления или выпуклости для лучшего сцепления с раствором. Одним из главных свойств керамических фасадных плиток морозостойкость: не менее 40 циклов для стеновых и не менее 50 циклов – для цокольных.

62http://www.palmiraplus.ru/index/catfourproduction11228.html

63http://www.zement.ru/zement/100/105/1140.htm

85

Рисунок 52 – Фасадные плитки64

3. Плитки для внутренней облицовки стен (рисунок 53) изготавлива-

ют глазурованными со стандартными размерами по наименьшему ребру от 75 мм, а по наибольшему до 200 мм. Сегодняшний рынок предлагает плитки как больших, так и меньших размеров. Плитки, изготовленные по стандарту должны иметь на монтажной поверхности рифления высотой не менее 0,3 мм.

Рисунок 53 – Строительная керамика: плитки для стен и пола, санитарнотехнические изделия65

4. Плитки для облицовки пола (рисунок 53), в отличие от плиток для стен, должны иметь низкие пористость, водопоглощение и высокие плотность, прочность. Современные плитки для пола имеют размеры ребер по стандарту

64http://www.vashdom.ru/articles/altad_kerpl.htm

65http://www.elitceram.ru/collection_design.php?cat=157

86

от 150 до 500 мм, на рынке имеются плитки как меньших, так больших размеров.

Технология плиток. Отличительной особенностью современного производства керамических плиток – приготовление керамической массы шликерным способом. При этом способе все компоненты подвергаются тонкому измельчению в присутствии воды. Это позволяет более тонко измельчить и более тщательно перемешать исходные компоненты – глину, отощающие добавки (кварцевый песок) и добавки плавни (полевой шпат). Для получения пресспорошка шликер подвергают сушке в распылительных башенных сушилках, в которых мелкораспылённый шликер подсушивается горячими дымовыми газами.

Плитки для облицовки фасадов, внутренних стен, пола изготавливают преимущественно полусухим прессованием, лишь крупноразмерные фасадные плитки могут изготавливаться пластическим формованием, а мелкоразмерные фасадные – методом литья шликера на пористые поддоны с последующей разрезкой на плитки нужных размеров.

После формования плитки сушат и обжигают. Глазурованные плитки обжигают однократно или двукратно с нанесением глазурного слоя между первым и вторым обжигами.

Керамогранит – современный облицовочный материал, получаемый более тщательной подготовкой исходных материалов – высококачественной глины, отощающих добавок и плавней, прессуемый при более высоких удельных давлениях – 40–50 МПа и обжигаемый при более высоких температурах – 1200–1300 °С (почти на 200 °С выше, чем обычной плитки). В результате получается материал, сравнимый по свойствам с природным гранитом по прочности и водопоглощению. Керамогранит применяют для облицовки фасадов, полов, для мощения дорожек (рисунок 54).

Санитарно-техническая керамика

Санитарно-техническая керамика включает более 30 наименований изделий, предназначенных для санитарного благоустройства зданий – ракови-

ны, ванны, унитазы, биде и др. (рисунок 53).

87

Рисунок 54 – Пол из керамогранита66

Санитарно–технические изделия могут быть фаянсовыми или полуфарфоровыми, или фарфоровыми, отличающимися разным соотношением сырьевых материалов, основным компонентом которых является беложгу-

щиеся огнеупорные глины 45–50 %. В качестве плавней используется полевой шпат в количестве 2–5 % у фаянса, 7–12 % у полуфарфора и 18–22 % у фарфора. Остальное до 100 % – отощающие добавки, чаще всего кварц.

По мере перехода от фаянса к полуфарфору и фарфору улучшается качество керамического черепка – увеличивается плотность и прочность, уменьшается пористость и водопоглощение. Технология производства санитарнотехнических изделий включает тонкое измельчение, помол всех компонентов, приготовление шликера смешиванием сухих компонентов друг с другом и с водой (35–45 % воды от массы сухих компонентов), заливку шликера в гипсовые формы, извлечение изделий из форм, их сушку, нанесение глазури и обжиг: фаянс при температуре до 1280 °С, полуфарфор – до 1350 °С, фарфор – до

1380 °С.

Керамзит

Керамзит – это искусственный пористый заполнитель, получаемый из глины, путем ее вспучивания во время обжига (рисунок 55). Керамзит исполь-

66 http://images.google.ru/imglanding

88

зуют как заполнитель в легких бетонах со средней плотностью 800–1200 кг/м3, как теплоизоляционную засыпку для повышения теплоизоляции полов, перекрытий, стен.

Рисунок 55 – Керамзит67

По способу получения сырцовых керамзитовых гранул различают пластический и сухой способы производства керамзита. Пластический способ позволяет улучшать процессы вспучивания введением добавок плавней или газообразующих (соляровое масло, каменный уголь, опилки и др.).

Технология приготовления керамической массы и формования сырцо-

вых керамзитовых гранул по пластическому способу аналогична технологии приготовления керамической массы и формования кирпича пластическим способом. Для формования гранул лишь вместо мундштука безвакуумный пресс снабжен решеткой с отверстиями разного диаметра. Выходящие из пресса жгуты, по мере их движения по конвейеру, самопроизвольно разрываются на отдельные кусочки и окатываются в гранулы, которые вначале сушат в сушильном барабане (см. рисунок 47) или слоевом подготовителе, а затем обжигают во вращающейся печи (рисунок 56).

67 http://www.stroi baza.ru/newmessages/newmessage.php?id=129820

89

Рисунок 56 – Схема вращающейся печи

За счет наклона печи 1 и ее вращения, гранулы 2 перемещаются, медленно досушиваются и подогреваются дымовыми газами до 600–700 °С, а затем, в зоне действия форсунки 3, в которой сжигается газ или мазут, резко нагреваются до 1200–1250 °С. В результате они расплавляются, а выделяющиеся газы и пары химически связанной воды их вспучивают. После охлаждения керамзит

рассеивают на фракции: 0–5 мм – керамзитовый песок; 5–10, 10–20 и 20–40

мм – керамзитовый гравий.

Сухой способ более простой, менее энергоемкий, но его можно применять лишь при наличии камнеподобных, неразмокающих глин, вспучивающихся без добавок. По этому способу глину дробят, а затем обжигают во вращающихся печах. Из-за недостатка пригодного сырья сухой способ в России применяется редко.

90