експлуатаційних властивостей. Однією з найважливіших характеристик стінових конструкцій с їх теплофізичні показники.

Вони визначаються опором теплопередачі стінової конструкції, який не може перевищувати 0.42 м²°С/Вт. Для одношарової керамзитобетон ної стінової панелі з середньою густиною 1000 кг/м' коефіщгнт тепло­провідності становить 0.27 Вт/(м-°С). В цьому випадку товщина такої конструкції складе 1.5 м. що неприпустимо. Тому актуальними с роз­робки високоефективних стінових конструкцій. З енергозбереженням тісно пов'язане зниження матеріаломісткості будівель. Так, маса 1 м^: цег­ляної стіни становить 816-1152 кг. в той же час стіни з тими же теп­лофізичними характеристиками, але виготовлені з трьохшарових стінових панелей або ніздрюватого бетону, мають вагу в 4.8-5.6 раза меншу (144-236 кг). Особливо вражають показники матеріаломісткості і термічного опору сучасних ультралепшх панелей типа "сандвіч". Ма­са їм³ таких конструкцій дорівнює 10-15 кг. В середині такої панелі зна­ходиться теплоізолююча серцевина, яку вироблено з сучасних високоефективних теплоізоляційних матеріалів (мінераловатних плит, поропластів і т і.). Жорсткі обойми-скорлупи (зовнішні та внутрішні) таких панелей виконуються з довговічних, міцних матеріалів, най­частіше з металевих листів.

2.1. Загальні відомості про керамічні вироби.Основи виробництва керамічної цегли і каменів

Кераміка - це загальне поняття, яке об'єднує полікристалічні ма­теріали, що отримуються спіканням природних глин і їх сумішей з міне­ральними домішками, а також оксидів металів і інших тугоплавких сполук. Значну частину цих матеріалів становить будівельна кераміка.

Кераміка відома людству з далекої давнини. Так, при розкопках в Месопотамії були знайдені керамічні вироби, які виготовлені близько 15 тис. років до нашої ери. В Єгипті, починаючи з .5 тисячоліття до на­гної ери, кераміка була промисловим виробом.

На території нашої Вітчизни кераміка також здавна набула широко­го поширення. Значну кількість керамічних виробів було виявлено при розкопках древніх поселень біля Києва, що відносяться до періоду утво­рення Київської Русі.

В Україні є великі поклади глинистої сировини, тому у керамічної промисловості країни є хороше майбутнє. Оздоблювальна і стінова ке­раміка - традиційні для будівництва в Україні: рядова цегла і керамічні камені, личкувальна цегла і камені, фасадні плити, теракотові вироби, фаянсові глазуровані плитки, плитки для підлог. Основний сьо­годнішній напрямок її розвитку реконструкція і розширення діючих підприємств, впровадження високопродуктивного технологічного об­ладнання з урахуванням світового досвід}'.

Номенклатура виробів. Цеглу і керамічні камені залежно від призна­чення виробляють рядовими або личкувальними. Для виробник гва і а- кої продукції використовують однакові сировинні матеріали, хоча в останньому випадку вони підлягають більш ретельній попередній об робін. Лицьові поверхні личкувальної цегли можуть бути гладкими, ри фленнми, офакгуреними. природного кольору або пофарбовані. Вони повинні мати не менше двох лицьових суміжних сторін. Різновидом лицьових виробів с фасонні В цьому випадку лицьовими сторонами окрім профільної є. те прилеїлі до неї верхня та нижня сторони на 1/3 довжини. Розміри звичайної цегли 250x120x65 мм. а розміри найпоши­реніших керамічних лицьових каменів 250x120x138 мм.

Цегла згідно з ДСТУ Б В.2.7-61-97 виробляється марок 300, 250. 200, 175. 150. 125. 100 і 75. Цим маркам відповідають міцність на згин (відповідно повнотілої цегли пластичного формування/пустотілої цегли напівсухого пресування) 4.4/3.4: 3.9/2.9; 3.4/2.5: 3.1/2,5: 2.8/2.1; 2.5/1.9; 2.2/1.6: 1.8/1.4 МПа. Водоноглинання такої цегли становить від 6 до 14"... а при використанні глип, що випалюванням набувають білого ко­льору. не більше 12' .. 'За морозостійкістю цегла повинна відповіда ти маркам Р-15: Р-25, Р-35 і Р-50.

Характеристика сировини. Як сировину для керамічних виробів ви­користовують глини та додаткові матеріали. ^

Глини осадові незцементовані породи, які переважно складаються з і .'пінистих мінералів. За фракційним складом це тонкодисперсні по­рошки. що вміщують більше половини часгок розміром менше 0,01 мм. в тому числі не менше 25% часгок розміром до 0.001 мм.

Головними мінералами с мінерали групи каолініту (каолініт, діккіт. накріт АЬ(ОН).[Зі.Оіп]), групи монтморилоніту (монтморилоніт, бей- деліт (Са^а)(Мд.Л1.Ре):(0Н)4(5і.Л1>6,"]'пН_;0. ілліт

(К.1 ЬО)ЛЬ(ОН):[(5і.Д1)іОі.фп11:0. Середній склад глип за оксидами, %: 5ІО: 45-80: \! ( ) •*• ГіО 8-28: Рс.-0« - 2-15; СаО 0.5-25: М§0 0-4; К О-Ка.-О 0.3-5; втрати при випалюванні 3-6. _ч

Для виробництва будівельної кераміки, в тому числі і оздоблюваль ної. важливою ознакою с температура плавлення глин, згідно з якою во­ни поділяються на легеоплавкі (до 1350°С), тугоплавкі (до 1580''С) і вогнетривкі (вище 1580°С).

Найчастіше в будівельнії! кераміці використовують легкоплавкі гли­ни. які мають досить різноманітний мінералогічний склад і вміщують не більше 18% глинозему і до 80% кремнезему.

Оксиди, що входять до складу глин, по-різному впливають на техно­логічний процес та кінцеві властивості продукції.

Оксид кремнію (ЗІО:) може бути присутнім як у вільному, так і в зв'язаному стані. При значному вмісгі вільного кремнезему у вигляді кварцу утворюється черепок з підвищеною пористістю і низькою ме­ханічною міцністю.

Оксид алюмінію (ДЬО>) при підвищенії"! його кількості в глині приво­дить до зростання температури випалювання і інтервалу між темпера \ у- рами початку спікання та плавлення. Вироби з низьким вміеюм г линозему мають невелику міцність.

Оксид заліза (Не-О-) с плавнем, зменшує температурний інтервал спікання глин. В залежності від ного вмісту в глині отримуються виро би від світло-кремового до вишнево-червоної о кольорів

Оксид кальцію (СаО) знижує температуру плавлення глини, зменшує

температурний інтервал спікання, відбілюс черенок.

Оксид магнію (М§0) ліс: аналогічно оксиду кальцію, але вплив його на інтервал спікання глини менший.

Оксиди лужних металів (На_;0 і КХ)) значно знижують температуру спікання, сприяють відбілюванню, збільшенню усадки, ущільненню і зміцненню черепка.

Наявність у глинах сульфатів спричиняє появі висолів на поверхні ви­робів після випалювання. Для ліквідації таких висолів до складу шихш додатково вводять карбонат барію, який переводить розчинні сполуки типу сірчанокислого натрію, кальцію в нерозчинний сірчанокислий барій. Іншою активною домішкою, що ліквідує висоли, с аморфний кремнезем, який в умовах високих температур утворює силікат кальцію або магнію з виділенням сірчаного газу.

Глини характеризуються пластичністю, тобто здатністю зберігані форму, яку виріб отримав у вологому стані. За цією ознакою глини поділяють на високопластичні, серєдньопластичні, помірно пластичні, малопластичні і непластичні.

Додаткові матеріали при виробництві кераміки застосовуються для регулювання властивостей як сировинної маси, так і продукції. До них належать: поверхнево-активні речовини і високогшастична глина, які покращують формувальні властивості маси; золи ТЕС. паливні і меіа- лургійні шлаки, вугілля, які покращують умови випалювання: шамот, пісок, дегідратована глина, тирса сприяють процесу сушіння: крім того вугілля, тирса є домішками, які вигоряють, що зменшує щільність гото­вого виробу; бій скла, піритні недогарки, залізна руда підвищують міцність і морозостійкість виробів; барвники, рідке скло, кухонна сіль покращують колір виробів, запобігають висолоутворенню. нейтралізу­ють вапнякові включення.

Опіснюючі добавки використовують в разі необхідності зменшити пластичність маси, а також температуру випалювання. Головним чи­ном вони складаються з кремневміїцуючих речовин, не мають крупних часток (більше 2 мм), вміст часток розміром до 0.25 мм не погіинен пе­ревищувати 20%.

Поливи це елемент оздоблення керамічного виробу і використову ­ються у вигляді суспензій легкоплавкої шихти, що закріплюються випа люванням при високих температурах. По температурі спікання їх поділяють на тугоплавкі (1250-1400°С) і легкоплавкі (900-1250 "С). за способом виготовлення на сирі, що наносяться на вироби в сирому ви­гляді, і фритовані, які одержують попереднім сплавленням шихти.

Сирі поливи є тугоплавкими і застосовуються для виробництва фар­фору! Фритовані належать до легкоплавких. Вони вміщують окрім по­льового шпату і кварцу ще крейду, мармур, доломіт, соду, поташ, буру, сполуки барію і свинцю, а іноді й стронцію, олова, літію, цинку, вісму­ту. Оскільки деякі компоненти поливи бувають токсичними і іакими. що розчиняються у воді, то шихту частково або повністю попередньо сплавляють і одержують склоподібний сплав (фриту). який є основою глазурі.

Розмелюють поливу в млині до заліппка.иа ситі 0.065 не більше 0.

і іоп юіь суспензію. Суспензія поливу повинна розтікатися рівним ша ром по поверхні виробу. не відшаровуватися від нього при наступних нагрівах або охолодженнях, не утворювати місцевих пазурів або сітки фітин(цскУ

Полив'яна плівка, то утворюється при випалюванні, взаємодіє з не- / репком виробу, утворюється проміжний шар. в якому черепок. Що' спікся, плавно переходить у шар склоподібної поливи.

Поливи можуть бумі безколірні, кольорові, прозорі і непрозорі (і іухі).

Основи технології. Існує декі лька способів о гримання будівельної ке­раміки. Основними технологічними переділами є підготовка сировини, формування, сушіння сирцю і випалювання виробів Підготовка ма іеріалів і спосіб формування значною мірою залежать від властивостей сировини, виду виробу і обсягу виробництва. У наступних операціях (сушіння і випалювання) різниця незначна.

Спосіб підготовки сировини може бути пластичним, напівсухим і шлікерним.

Пластичний спосіб г найбільш поширеним. Цим способом иерероо поються виеокопластичні. жирні глини.

На рис. 2.І показана принципова технологічна схема пластичного способу підготовки маси з використанням добавок, які вигоряють. (тир­си. відходів вуглезбагачепня). Основними технологічними операціями є: грубий помел глини з одночасним вилученням кам'янистих включень на вальцях грубого помелу: змішування глини з тирсою, висушеними відходами вуглезбагачепня і доведення маси до формувальної воло­гості (18-25""): тонкий помел маси на вальцях тонкого помелу; вилежу­вання маси з наступним формуванням виробів: сушіння та випалювання. Необхідність сушіння відходів вуглезбагачепня обумов /ієна їх високою вологістю, особливо в зимовий період.

Напівсухий спосіб підготовки сировини застосовується для глини низької пластичності і незначної вологості.

На рис. 2 2 наведена принципова технологічна схема напівсухої пере­робки маси в керамічні вироби. Основними технологічними операціями є: грубий помел сировини, сушіння в сушильному барабані, топкий по­мел в дезінтеграторах, роторному млині або на бігунах. Можливе суміщення тонкого помелу глинистої сировини з сушінням при викори станіті шахтового млина. Після помелу подрібнену масу зволожують до 12"" і направляють на напівсухе пресування з наступним випалюван­ням.

Використання менш вологої формувальної маси при напівсухому способі дає значний економічний ефек т: мсталомісі кісгь майже в 3 ра­зи. трудомісткість на 26-30";. менше порівняно з пластичним. Впклю чаї ться сушіння сирцю, зменшується загальна ірнвалість виготовлення виробів.

1 ІІлікернпй спосіб підготовки сировинних мас найбільш доцільно ви користовувати для глин, які характеризуються підвищеною вологістю або добре розмокають у воді і вміщують кам'янисті включення, які іре- ба вивести.

і і 9

Рис. 2.3. Принципова технологічна схема виробництва підготовки сировини шлікерним способом:

1. бункер для глини;

2. ящиковий живильник;

3. дезінтегратори! вальці для грубого подрібнення;

4. глинобовтушка для розпуску глини;

5. сита для видалення кам'янистих включень;

6. - розпилювальна сушарка;

7. двохвальний змішувач;

8. Зі складу сировини

   "ПГ

   ' ^! ?

   конвеєр подачі маси на пластичне або напівсухе пресування.

Х2,7

И

. 8 і

і..".:, ... о

Пластичне формування має виконуватися за умови, що когезія гли­няної маси більше її адгезії з поверхнею формувального обладнання. Це забезпечується застосуванням високопластичних глин або додаванням пластифікаторів.

Для пластичного формування використовують стрічкові преси - без- вакуумні і вакуумні з продуктивністю 5-10 тис.шт. умовної Цегли за го­дину. Такі преси забезпечують питомий тиск пресування до 1.6 МПа. В разі вакуумування маси в стрічковому пресі з неї виводиться повітря, в результаті чого густина сирцю підвищується на 6-8%. Це дозволяє змен­шити час сушіння виробів, підвищити міцність випалюваної цегли май­же в 2 рази і зменшити її водопоглинання-на 10-15%. При пластичному формуванні цегли і каменів вакуумування забезпечується розрідженням до межі не менше 93.5 Па. Вологість маси при формуванні повинна бу­ти не більше 20%.

На стрічковому пресі, прикладом якого може бути прес СМК-168 (рис.2.5), з допомогою шнекового механізму маса подасться.

Ж

ї'пс. 2.4. Схема Памп чи пі роїприс- кувальної сушарки:

! грубопровід ! 'ШИЯ!!! 'У Г. !■■"■' ',1 юсгошій роіпрпскч н:і'і:

З груба для відводу лпмовнх і ачіп ¹ ппопі пальнім. и 5 вен і илягор лля іюл.ачі мові; ря Ції і пріння:

(> КОМВС.Ч 11 ДЛЯ ВІЛВПЛ\' Він \ЛМ:.ЛІОЇ

пшші;

£

— 6

7 корпус сушарки