Производство строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов

Получают керамические изделия путем спекания глины и смесей с органическими добавками. Иногда используют оксиды неорганических соединений. Первые такие изделия появились еще 5 000 лет назад. За это время технология производства существенно усовершенствовалась, и сегодня нам доступны высокопрочные керамические изделия. Они используются в строительстве для облицовки фасадов, полов, возведения стен и т. д.

Есть керамические изделия с плотным и пористым черепком. Ключевое отличие между ними заключается в том, что плотный черепок является водонепроницаемым. Это фарфоровые изделия, плитки для полов и т. п. Пористый черепок – черепица, керамический камень, дренажные трубы и другое.

Преимущества керамических материалов заключаются в том, что их запасы практически не ограничены. Наряду с простотой производства и высокой долговечностью такого изделия, сегодня оно является незаменимым в строительной сфере. Если брать стеновые материалы, то лидирующую позицию тут занимает именно глиняный кирпич.

Это же касается и керамической плитки, которая, несмотря на появление полимеров, не сдает позиции. Она все так же используется для оборудования помещений с повышенной влажностью и температурой. Среди облицовочных материалов первое место занимает керамзит.

За последние несколько лет на 4 % увеличилось производство пустотелого керамического блока и кирпича. Для их изготовления необходимы минимальные изменения на кирпичных заводах и фабриках, при этом затраты окупаются за первый год продаж. За рубежом пустотелая керамика уже давно заняла лидирующую позицию и продается гораздо лучше обычного кирпича.

Характеристика керамических материалов говорит о возможности использования глин в различных отраслях промышленности. Это привело к тому, что появился большой спрос, а, следовательно, выросло предложение. Заводы по производству в большинстве случаев работают по одной и той же схеме:

- добыча сырья;

- подготовка;

- формирование и сушка;

- обжиг и выпуск продукта.

Для минимизации затрат обычно фабрики возводят в непосредственной близости от месторождения глины. Добыча осуществляется открытым способом, то есть экскаватором. На следующем этапе выполняется подготовка массы. Сырье обогащается, дробится и перемешивается до однородной массы. Формирование будущего керамического изделия осуществляется мокрым и сухим способами. В первом случае массу увлажняют до 25 %, а во втором – не более 12 %.

Раньше часто использовалась естественная сушка. Однако результат зависел по большей части от погоды. Следовательно, в дождь или холод завод стоит. Поэтому используют специальные сушилки (газовые). Наиболее ответственным этапом является обжиг. Крайне важно соблюдать технологию, которая довольно сложна. Многое зависит и от охлаждения керамики. Не допускается резкий перепад температур, который может привести к искривлению плоскости. Только после этого можно продавать керамические материалы.

Теплоизоляционными называют строительные материалы и изделия, предназначенные для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, а также различных технических применений. Основной особенностью теплоизоляционных материалов является их высокая пористость и, следовательно, малая средняя плотность и низкая теплопроводность.

Использование теплоизоляционных материалов позволяет уменьшить толщину и массу стен и других ограждающих конструкций, снизить расход основных конструктивных материалов, уменьшить транспортные расходы и соответственно снизить стоимость строительства. Наряду с этим при сокращении потерь тепла отапливаемыми зданиями уменьшается расход топлива. Многие теплоизоляционные материалы вследствие высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что позволяет употреблять их также в качестве акустических материалов для борьбы с шумом.

Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья подразделяются на неорганические, изготовляемые на основе различных видов минерального сырья (горных пород, шлаков, стекла, асбеста), органические, сырьем для производства которых служат природные органические материалы (торфяные, древесноволокнистые) и материалы из пластических масс.

Метод создания волокнистых масс или каркасов может быть применен в нескольких вариантах. Наиболее простой способ получения волокнистых масс заключается в соответствующем дроблении и механическом распушивании природных волокнистых материалов, например, асбестовых руд, всевозможных древесных пород и отчасти отходов слюдяного производства. Измельчение и распушивание асбестовых пучков производят на бегунах и голендерах с последующим разделением по сортности продуктов дробления. Древесные породы в виде долготья, щепы, некондиционного горбыля и других отходов деревообрабатывающей промышленности сначала подвергаются мелкой рубке, затем просеву, после чего пропариваются под давлением нескольких атмосфер. Распаренная щепа распушивается на отдельные волокна на дефибраторах. Из полученной таким способом древесноволокнистой массы в дальнейшем изготовляются древесноволокнистые плиты требуемой степени пористости.

Понятие геоэкологических рисков в современной литературе используется довольно часто. Но применение такой терминологии, как правило, связано с экономическими потерями при разработке месторождений или устройстве трубопроводов. Если понимать под геоэкологическими рисками произведение вероятности наступления аварийной ситуации на производстве и величины ущерба от этой аварии, то необходимо проводить их анализ и оценку при проектировании, эксплуатации производств различных строительных материалов.

Среди негативных воздействий следует выделить: санитарно-гигиенические аспекты воздействия волокон на организм человека, возможные эмиссии из связующих веществ, энергозатраты и выделения при сжигании топлива, возможные выделения в окружающую среду побочных продуктов. Все перечисленные воздействия следует учитывать на разных стадиях производственного процесса.

Проблема звукоизоляции жилых, производственных и офисных помещений с каждым годом становится всё более актуальной, что связано, прежде всего, с ростом числа источников шума, особенно в крупных городах. Спрос рождает предложение, и на рынке появляются новые звукоизоляционные материалы, технологии и решения.

Специфические виды шумов, присущие отдельным видам деятельности, их частота и громкость требуют различного подхода к проблеме звукоизоляции помещений, в том числе использования различных звукоизоляционных материалов и технологий.

Существует множество звукоизоляционных решений, а также материалов, обладающих звукопоглощающими свойствами. По сфере применения их можно подразделить на следующие категории.

— Это звукопоглощающие материалы, применяемые в качестве внутренней облицовки помещений для обеспечения требуемой акустики внутри помещения.

— Во вторую группу включают материалы для изоляции от структурного, в том числе ударного шума. В их число входит изоляция из каменной ваты, техническая пробка, кремнезёмное волокно.

— И, наконец, третья категория – материалы на волокнистой основе для защиты от воздушного шума, к примеру, изоляция из каменной ваты или войлок.

Для каких зданий и помещений предназначен тот или иной звукоизоляционный материал?

Рассмотрим несколько продуктов и конструкций, в которых они применяются.

При строительстве жилых, промышленных и офисных помещений для возведения стен, перегородок, плоских и скатных крыш с небольшим углом наклона может применяться строительный материал фибролит. Он производится из древесного или синтетического волокна и цемента, обладает плотностью от 208 до 570 кг на метр. Фибролит служит материалом для производства несъёмной опалубки, применяемой для каркасного домостроения. Один из его видов – акустический фибролит с коэффициентом звукопоглощения не менее 40% при минимальной толщине плиты. Он, в частности, используется для создания акустических потолков.

Фибролит изготовляется из тонких древесных стружек длиной до 50 см, которые связываются цементным раствором. Отливается эта масса в формы, в них же она связывается и в виде плит толщиной 50-80 мм фибролит поставляется потребителям для применения в строительстве в качестве теплоизоляционного материала. В технологии фибролита выделяются процессы получения стружки из древесины хвойных пород методом строгания. Лиственные породы не используются, поскольку в их древесине много сахаров, препятствующих схватыванию цемента. Для строгания, которое производится на станках с возвратно-поступательно движущимися ножами, закрепленными в суппорте, подбираются бруски с прямолинейным расположением волокон. Это одна из причин, почему производство фибролита не развивается: читатель помнит, что прямослойная хвойная древесина становится все более дефицитной. Следующая технологическая операция – смешивание стружек с цементным раствором. Для ее выполнения применяются специальные смесители. Цементно-стружечная смесь заполняет формы, движущиеся на конвейере. Формы могут быть деревянными или металлическими. Формы с находящейся в них массой укладывают примерно на 20-30 ч для приобретения будущей плитой так называемой распалубочной прочности. Затем происходит извлечение из формы плиты, т. е. ее распалубка. Формы возвращаются на конвейер, а плиты укладываются в стопы на 7-10 дней для завершения схватывания цемента.

Благодаря высокому, до 99%, коэффициенту звукопоглощения, большое распространение получили материалы из каменной ваты. В виде плит различной толщины они применяются для звукоизоляции помещений всех типов. Среди них есть универсальные материалы для повышения звукоизоляции стен, пола и потолков. Размещённые между стоечными профилями каркаса гипсокартонных стен плиты заметно повышают индекс звукоизоляции межкомнатных перегородок в офисе или квартире. Они также применяются при создании пола на железобетонном или балочном перекрытии. Для звукоизоляции потолка материал может быть смонтирован непосредственно на перекрытие под поверхностью подвесных или натяжных потолков.

Производство минеральной (базальтовой) ваты заключается в плавке горных пород при температуре 1500°С. После чего, жидкая лавоподобная масса с помощью центрифуги, специальных фильтров на основе платины или других тяжело плавких металлов и сильных воздушных потоков вытягивается в каменные волокна. Далее в полученные волокна добавляются различные водоотталкивающие добавки и пластификаторы, после чего, при температуре порядка 200°С происходит процесс полимеризации в результате чего оборудование для производства минеральной ваты выпускает готовые базальтовые плиты, которые разрезаются в соответствии с необходимыми размерами.