Керамические стеновые материалы

Одним из самых распространенных стеновых керамических материалов, традиционно используемых при возведении зданий и сооружений, является кирпич. Более чем тысячелетняя практика применения кирпича позволяет однозначно отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. Наряду с этим, 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. В данном реферате рассмотрены: классификация керамических стеновых изделий, сырье, используемое в производстве, основные технологические процессы и оборудование на примере обыкновенного керамического кирпича.

Классификация стеновых керамических изделий Керамические стеновые материалы, изготовляемые из глин с добавками или без них и обожженные, можно классифицировать по следующим признакам.

По способу формирования:

• -изделия пластического прессования;
• -изделия полусухого прессования.

К изделиям пластического прессования относятся:

• -кирпич обыкновенный сплошной;
• -кирпич пустотелый;
• -кирпич пористо-пустотелый;
• -кирпич строительный легковесный;
• -камни керамические пустотелые.

К изделиям полусухого прессования относятся:

• -кирпич обыкновенный;
• -кирпич пустотелый.

По размерам:

• -кирпичи (полнотелые и пустотелые);
• -камни керамические пустотелые.

Сырьевые материалы Основным видом сырья для стеновых керамических материалов служат легкоплавкие глины и суглинки — разнообразные по составам и свойствами минеральной смеси.

Технические требования к глинистому сырью определены ГОСТ 2178–88, классификация сырья дана в ГОСТ 9169.

Лессы и лессовые суглинки составляют разновидность глинистого сырья рыхлого строения. Они состоят преимущественно из пылеватых частиц с большим количеством известковых включений. Они обладают малой пластичностью, малой чувствительностью к сушке, с набольшим интервалом спекания 40.50С.

Трепеллы и диатомиты — это кремнистые осадочные породы, состоящие полностью или более чем на 50% из свободного или водного кремнезема. Их химический состав, %: SiО2 — 70…85, Al2О3 — 5…13, Fe2О3 — 2…5, CaO — 0,5…5, MgO — 0,5…3,n.n.n. — 4…8.

Шамот — зернистый керамический материал (с зернами 0,14 — 2 мм), получаемый измельчением глины, предварительно обожженной при той же температуре, при которой обжигаются изделия.

Дегидротированная глина при температуре 700 -750 С, добавляемая в количестве 30 — 50%, улучшает сушильные свойства сырца и внешний вид кирпича.

Песок (с зернами 0,5 — 2 мм) добавляют в количестве 10 — 25%.

Выгорающие добавки: древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и лигнин не только повышают пористость керамических изделий, но также способствуют равномерному спеканию керамического черепка.

Основные технологические процессы и оборудование Все разнообразие керамических материалов производится в принципе по однотипной схеме, включающей в себя следующие переделы: добычу сырьевых материалов и карьерные работы, подготовку сырьевой массы, формование изделий, сушку и обжиг, сортировку и хранение. Однако для получения изделий с различной структурой черепка и различной конфигурации применяют разные методы формования: литье, пластическое формование, полусухое и сухое прессование. Основные изделия стеновой строительной керамики — кирпич и керамические камни, производят методами пластического и полусухого формования. Эти методы формования наиболее просты и получили наибольшее распространение.

1. Добыча глины и карьерные работы.

Когда глина испытана и намечено место для организации производства, приступают к ее добыче и заготовке.

Кирпич можно вырабатывать из глины вылежавшейся и из свежей глины, только что взятой из карьера — «свежевки». Лучший кирпич получается из вылежавшейся, промороженной глины. Особенно необходимо вылеживание, если глина плотная, жирная, трудно размокающая. Добытая осенью глина обычно вылеживается и промораживается.

2. Подготовка сырьевой массы.

В настоящее время глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают на бегунах, дезинтеграторах и валках (это в какой-то мере заменяет вылеживание) до получения пластичной удобоформуемой массы без крупных каменистых включений (кусочки СаС03 должны быть удалены или измельчены в порошок).

3. Формование изделий.

Формование изделий ведется двумя способами: пластическим и полусухим.

Пластическое формование.

Производство кирпича методом пластического формования ведется на хорошо проработанной пластичной массе с влажностью 15…25% из легкоплавких глин средней пластичности, содержащих 40…50% песка.

Формование кирпича-сырца производят на ленточном прессе .

Полусухое формование.

Полусухой способ производства кирпича отличается от пластического тем, что прессование кирпича производят из сильно отощенных жестких масс (применяют малопластичную глину) влажностью 8…10% на гидравлических или механических прес­сах высокого давления (10…30 МПа). Такой сырец, как правило, не требует сушки — его сразу после формования можно обжигать. Так как кирпичи полусухого прессования (рис. 7.) полу­чаются более плотными, в них делают несквозные пустоты. Изделия, спрессованные из порошков, обладают в сырце большой прочностью и точностью размеров, характеризуются низкой усадкой при обжиге, однако имеют пониженную морозостойкость.

4. Сушка изделий.

Процесс сушки сопутствует производству всех видов керамических изделий. При этом сушат не только сформованные изделия, но также глину, фильтр-прессные коржи, заготовки. При изготовлении многих керамических изделий сушка оказывает решающее влияние на качество готовой продукции. Так, трещины, появляющиеся при сушке многих керамических изделий, обусловливают их брак, а при производстве кирпича существенно снижают его качество.

5. Обжиг.

В технологии керамического кирпича обжиг является завершающей и наиболее ответственной стадией его изготовления. В процессе обжига формируются наиболее важные свойства керамического материала, определяющие его техническую ценность: прочность, плотность, водостойкость, морозостойкость и др. Пороки обжига являются необратимыми дефектами в изделии. Они не поддаются последующему устранению и потому в большинстве случаев дефекты обжига определяют качество готовой продукции — сортность и количество брака. Велико также влияние результатов обжига на экономику производства. Об этом свидетельствуют довольно значительные удельные весовые расходы топлива, которые в пересчете на 1 т готовой продукции составляют в среднем для стеновой керамики 45 кг. Суммарные затраты на обжиг достигают 35— 40%, а потери от брака — почти 10% себестоимости товарной продукции.

6. Сортировка и хранение.

При выгрузке из печи керамические изделия сортируют. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них различных дефектов. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормального обжига, недожог (кирпич алого цвета, характеризуется низкими прочностью, водои мо­розостойкостью) и пережог (кирпич фиолетово-бурого цвета с оплавленной поверхностью). Сортность изделий устанавливают по внешнему виду, форме, размерам и наличию дефектов в соответствии с требованиями ГОСТа.

Хранят поддоны с кирпичом на открытых площадках, желательно в полиэтиленовой упаковке.