Проектировка цеха по производству керамических плиток для полов с производительностью 2 000 м3/г по ГОСТ 6787-80

Министерство образования Российской Федерации. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра строительного инжиниринга и материаловедения Курсовая работа Тема: «Запроектировать цех по производству керамических плиток для полов с производительностью 2 000 м3/г по ГОСТ 6787–80»

Выполнил: Студент группы ПСК-11−1б

Баранюк Дмитрий Игоревич Пермь 2014

Содержание Введение

1. Характеристика изделия

2. Технологическая схема производства

3. Требования к сырьевым материалам

4. Режим работы предприятия

5. Производственная программа предприятия

6. Потребность предприятия в материалах

7. Подбор оборудования

8. Контроль качества готовой продукции

9. Техника безопасности Заключение Список используемой литературы

Введение

Целями и задачами курсового проектирования являются:

· Углубление и закрепление знаний, полученных студентом по дисциплине «технология отделочных и изоляционных материалов и изделий»;

· Приобретение навыков самостоятельной разработки технологических схем производства, технико-экономических и плановых расчетов, а также опыта использования в практической работе исходных справочных, нормативных и литературных данных;

· Подготовка студента к дипломному проектированию.

Существует огромное количество различных классификаций отделочных материалов. Для рассмотрения будут приняты отделочные материалы для внутренней отделки. Это будут керамические плитки.

1. Характеристика изделия Согласно ГОСТ 6787–2001 к керамической плитке предъявляются следующие требования:

Плитки подразделяют на основные и бордюрные, по форме — на квадратные, прямоугольные, многогранные и фигурные.

Размеры плиток приведены в таблице 1. Размеры многогранных и фигурных плиток устанавливает предприятие-изготовитель по согласованию с потребителем.

Длина бордюрных плиток должна соответствовать длине (ширине) основных плиток. Ширину и толщину бордюрных плиток устанавливает предприятие-изготовитель.

Таблица № 1

Примечания

1 Координационный размер соответствует суммарной величине номинального размера плитки и ширины шва (рисунок 1).

2 Размеры, указанные в скобках, являются менее предпочтительными.

3 По согласованию с потребителем могут быть изготовлены плитки других размеров, при этом номинальные размеры должны быть установлены в соответствии с требованиями таблицы 1.

Рисунок 1 К — координационный размер, Нноминальный размер, С — ширина шва Предельные отклонения размеров плиток от номинальных не должны быть более, мм:

по длине и ширине .±1,5;

по толщине ±0,5.

Разность между наибольшим и наименьшим размерами плиток одной партии по длине и ширине не должна быть более 2,0 мм.

Разность между наибольшим и наименьшим значениями толщины одной плитки (разнотолщинность) не должна быть более 0,5 мм.

Отклонение формы плиток от прямоугольной (косоугольность), отклонение лицевой поверхности от плоскостности (кривизна лицевой поверхности) и искривление граней не должно быть более 1,5 мм.

На монтажной поверхности плиток должны быть рифления. Размеры, форму и количество рифлений устанавливает предприятие-изготовитель, при этом высота (глубина) рифлений должна быть не менее 0,5 мм.

Условное обозначение плиток должно состоять из:

— буквенных обозначений: П — плитка основная, ПБ — плитка бордюрная, Г — глазурованная, НГнеглазурованная;

— цифр, обозначающих длину и ширину (координационные размеры) плитки в миллиметрах (в скобках указывают номинальные размеры в миллиметрах). Для бордюрных плиток указывают только номинальные размеры;

— ГОСТ.

Примеры условных обозначений:

1 Плитка основная неглазурованная с координационными размерами: длина 300 мм, ширина 200 мм, номинальными размерами:

длина 297 мм, ширина 197 мм, толщина 8,5 мм ПНГ 300 200 (297 197 8,5) ГОСТ 6787– —2001.

2 Плитка основная глазурованная с координационными размерами: длинаи ширина 200 мм, номинальными размерами: длина и ширина 198 мм, толщина 9,0 мм ПГ 200 200 (198 198 9,0) ГОСТ 6787–2001.

3 Плитка бордюрная глазурованная длиной 330 мм, шириной 90 мм и толщиной 8,0 мм ПБГ 330 90 8,0 ГОСТ 6787–2001.

Лицевая поверхность плиток может быть гладкой или рельефной, неглазурованной или глазурованной, одноцветной или многоцветной, декорированной различными методами.

Глазурь может быть матовой или блестящей, прозрачной или заглушенной.

Неглазурованная поверхность плиток может быть полированной.

Плитки могут быть изготовлены с завалом или без завала. Радиус завала устанавливает предприятие-изготовитель.

Цвет (оттенок цвета), рисунок или рельеф лицевой поверхности плиток должны соответствовать образцам-эталонам, утвержденным предприятием-изготовителем.

Утвержденный образец-эталон цвета может быть распространен на плитки любых размеров.

На лицевой поверхности плиток не допускаются трещины, цек, а также дефекты, размеры которых превышают значения, приведенные в таблице 2.

Таблица № 2.

На лицевой поверхности плиток не допускаются видимые с расстояния 1 м плешины, пятна, мушки, волнистость глазури, смещение и разрыв декора, засорка, наколы, выплавки (выгорки), пузыри, прыщи, сухость глазури, неравномерность окраски глазури, нечеткость рисунка, недожог красок.

Суммарное число дефектов на одной плитке в любой комбинации не должно быть более трех.

Физико-механические показатели плиток должны соответствовать указанным в таблице 3.

Таблица № 3.

Глазурь должна быть химически стойкой к действию раствора № 3 по ГОСТ 27 180.

2. Технологическая схема производства В зависимости от вида плитки, существуют схема производства для различных видов плитки.

Рис. 2

Технологическая схема производства керамической плитки состоит из следующих этапов:

· Подготовка сырья:

Сначала подготавливается смесь, в которую могут входить следующие составляющие: глинистые компоненты (необходимы для пластичности массы), кварцевые ингредиенты (формируют «скелет» плитки), карбонатные и фельдшпатовые добавки, которые дают плитке структуру стекловидного образца.

· Подготовка массы:

На этой стадии компоненты измельчают, просеивают, взвешивают и смешивают в требуемых пропорциях посредством шаровой мельницы. Смесь увлажняют в нужном процентном соотношении.

· Формовка изделий:

Здесь применяется один из трех возможных методов: прессовка, экструдирование, литье. Изготовление керамической плитки способом прессования предполагает, что элемент (влажность сырья не более семи процентов) сдавливается специальным штампом с двух сторон давлением около 200−400 килограмм на квадратный сантиметр (самый распространенный способ производства).

Экструдированные образцы получаются с использованием экструдера, который вытягивает глиняную смесь (влажность исходной массы около 15−20 процентов) в ленту, нарезаемую потом на фрагменты (считается весьма прогрессивным методом). Реже всего выпускают литые варианты, когда масса заливается в формы. Этот метод плох тем, что конечный продукт получается разной толщины и размеров.

· Сушка:

После формовки сырые глиняные изделия предварительно подсушиваются при температуре около 100 С.

· Обжиг:

Обжиг полученных плиток осуществляется при температуре 900 — 1300 градусов Цельсия. Еще несколько десятилетий назад оборудование для производства керамической плитки на этом этапе было представлено только туннельными печами. В них изделия перемещались внутри своеобразной трубы, где сначала медленно нагревались, начиная с 60 С, а потом охлаждались. Процесс мог занимать до 24 часов времени. Сегодня почти повсеместно применяются печи быстрого обжига, где плитка обрабатывается в нужном температурном режиме за 40−60 минут.

Рис. 3 Печь для обжига керамической плитки На этом технология производства керамической плитки неглазурованных артикулов (красный грес, котто, клинкер, гресс-порчеллотанно) завершается. Ее остужают, сортируют, пакуют и отправляют в магазины.

· Глазурование:

Если планируется выпуск изделий одинарного обжига (клинкер, светлая или красная плитка), то после сушки на плитку наносятся предварительно подготовленные эмали, проводится процесс эмалирования и материал обжигается.

Для плиток двойного обжига (майолика, фаянс, коттофорте) за этапом подсушивания идет предварительный обжиг основы. Далее на поверхности наносятся эмали, и продукция проходит этап повторной термической обработки.

3. Требования к сырьевым материалам Сырье для производства керамической плитки разделяют на виды по свойствам, которые оно приобретает в процессе обработки. Легкоплавкая глина используется для производства кирпича, черепицы. Огнеупорная глина нужна для изготовления керамических вставок в печи обжига и кирпича, выдерживающего высокие температуры. Тугоплавкая глина нашла применение в производстве материалов, устойчивых к химическому воздействию — керамическая плитка входит в этот обширный список.

Карьерная добыча глины и завод по производству керамической плитки, как правило, связанны между собой в одно производство. Сырье по химическому составу проходит сортировку. Выпуск отдельного вида плитки возможен из глины с добавлением определенного количества минеральных веществ. Они применяются для получения изделий с разными качественными характеристиками. Например, наличие в глине повышенного содержания силикатов (SiO2), не связанного с оксидами алюминия, снижает прочность готовых изделий, поскольку они получаются пористыми и ломкими.

Каолины — чистые глины, требуют добавления в свой состав плавней — силикатов и соединений железа, но переизбыток оксидов железа в первоначальном сырье снизит огнеупорность изделия.

Избыточное содержание углекислых солей кальция уменьшит время спекания сформированной глинистой массы, но при этом керамика получится пористой, хрупкой, не устойчивой к отрицательным температурам, изделия при обжиге дадут существенную усадку.

4. Режим работы предприятия Необходимо учитывать, что участки предприятия, связанные с обжигом изделий, должны работать 24 часа в сутки. Предприятие работает 365 дней в году по три смены в сутки. Одна смена равна восьми часам. Расчет годового фонда работ приведён в таблице № 4.

Таблица № 4.

Кисп.об — коэффициент учитывающий исправность оборудования.

5. Производственная программа предприятия Рис. 4

6. Потребность предприятия в материалах.

Таблица 5

7. Подбор оборудования

1) Электромагнитного сепаратора ЭМ-101

Производительность, кг/с…1,4

Ширина магнитного поля, мм…1080

Напряженность магнитного поля, А/м.. .150 000

Потребная мощность, кВт:

электропривода…1,0

электромагнитов…0,8

Масса, кг…415

2) Шнековая дробилка СМД-108

Типоразмер ШДС 2,5х9

Максимальный размер куска 210 мм Ширина разгрузочной щели 25−60 мм Производительность 15−31 мі/ч Мощность двигателя 45 кВт Масса 8,4 т Габаритные размеры (длина ширина высота) 1,96×2,25×1,72 м

3) Шаровая мельница СМ 6007А Номинальный объём барабана 0,9 мі

Внутренний диаметр (без футеровки) 900 мм Длина барабана (без футеровки) 1860

Частота вращения 37 об./мин Мощность 22 кВт Масса (с мелящими телами) 6,9т

4) Вибро-сито

Производительность, м³/ч, не более 5

Ширина короба, мм 800

Площадь просеивающей поверхности, м² 2ґ1,06

Размер ячеек сеток, мм 5…0,4

Амплитуда колебаний, мм 2,5

Частота колебаний, Гц (кол/мин) 23,8 (1430)

Мощность вибровозбудителей, кВт 2×0,55

Материал рабочего органа сталь углеродистая Габаритные размеры, (LxBxH), мм 2083×1080×1206

Масса, кг 392

5) Распылительная сушилка AMDR-5

Температура на входе, (°С) 80−90

Производительность кг/ч Диаметр распылительной головки 180−120 мм Габариты (L*B*H) 1.6×1.1×1.75 м Степень осушения порошка (%) 0,95

6) сито Бурат

Таблица 6

7) Двухъвальный смеситель БП-2Г-375

Объем по загрузке, литров 375

Объем готового замеса по бетону, л 250

Объем готового замеса по раствору, л 300

Производительность, куб. метров 9…15

Количество циклов за час, при использовании в автоматических линиях 60 Время перемешивания смеси, секунд 30…60

Крупность заполнителя не более, мм 70

Частота вращения валов, обмин 36

Напряжение питания, ВГц 38 050

Общая установленная мощность, кВт 9

Затвор секторный, пневмопривод

Масса не более, кг 1450 В ысота, мм 1010

Ширина, мм 1700

Длина, мм 1575

8) Остальное оборудование делают на заказ.

8. Контроль качества готовой продукции Величина предела прочности при изгибе отдельного образца должна быть не менее 80% значения, нормируемого в таблице.

Таблица 7

Контроль линейных размеров и правильности формы

При отсутствии стандартного измерительного инструмента допускается использование ведомственных средств измерений, поверенных в установленном порядке.

Измерения плиток (штангенциркулем, угольником, шаблонами, щупом) проводят с погрешностью не более 0,1 мм, а ковров из плиток (далее — ковров) — не более 1 мм.

Каждое измерение не должно превышать допускаемых отклонений, указанных в стандартах на изделия конкретных видов.

Измерение длины, ширины и толщины

Длину и ширину плитки измеряют штангенциркулем по двум граням лицевой поверхности на расстоянии не менее 5 мм от грани.

Длину и ширину фигурных плиток измеряют по двум взаимно перпендикулярным прямым, проведенным через центр плитки, максимально ограниченных формой плитки.

Длину и ширину ковра измеряют линейкой в двух местах по крайним рядам плиток на расстоянии не менее50 мм от граней ковра и по центру ковра.

Ширину шва в коврах измеряют линейкой, прикладывая ее в нескольких местах. При этом результат измерения должен быть в пределах допускаемых отклонений.

За длину и ширину плиток (ковров) принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений.

Толщину плитки измеряют штангенциркулем в четырех местах на расстоянии не менее 15 мм от середины каждой грани к краю плитки.

Высоту рифлений на монтажной поверхности и высоту рельефа на лицевой поверхности плитки следует включать в измеряемую толщину, если нет возможности произвести замер без них.

За толщину плитки принимают среднее арифметическое значение четырех измерений.

Определение разности длин диагоналей ковров Измерение длин диагоналей ковров проводят линейкой с погрешностью 1 мм.

За результат принимают разность длин измеренных диагоналей.

Контроль кривизны лицевой поверхности Искривление лицевой поверхности измеряют следующим образом:

при вогнутой поверхности — измерением при помощи щупа (калибра) наибольшего зазора между лицевой поверхностью плитки и ребром металлической линейки, поставленной по диагонали;

при выпуклой поверхности — измерением наибольшего зазора между лицевой поверхностью плитки и ребром металлической линейки, поставленной по диагонали и опирающейся одним концом на щуп (калибр), равный допускаемой величине искривления.

Величину искривления рельефных плиток определяют с монтажной стороны по двум взаимно перпендикулярным направлениям между рифлениями.

За результат измерения принимают наибольшее значение в миллиметрах.

Измерение искривления граней Контроль искривления граней проводят по п. 1.1.3.

Контролируют все прямые грани плитки.

Измерение граней плиток с завалом производят с монтажной стороны до рифлений.

При контроле вогнутой грани плитки за искривление принимают измеренную ширину зазора.

При контроле выпуклой грани плитки за искривление принимают половину суммы толщины щупа (калибра) и измеренной ширины зазора.

Определение косоугольности Косоугольность плитки определяют с помощью угольника с углом 90° и длиной сторон не менее длины граней измеряемой плитки, измерительного щупа (калибра) или других измерительных инструментов с погрешностью не более 0,1 мм. Для этого угольник прикладывают поочередно к граням плитки и измеряют калибром или щупом наибольший зазор между второй контролируемой гранью плитки и внутренним краем угольника. Угольник прикладывают так, чтобы одна грань плитки плотно лежала на горизонтальной стороне угольника, а другая — касалась вертикальной.

Контроль внешнего вида

Сплошной контроль внешнего вида плитки осуществляют визуально на расстоянии не более 1 м от глаза наблюдателя при рассеянном искусственном свете при освещенности от 300 до 400лк.

Приемочный контроль осуществляют при этих же условиях с укладкой плиток на щите площадью не менее 1 м², расположенном под углом (45 ± 3)° с шириной зазора между плитками до 3 мм.

Наличие невидимых трещин определяют па слух путем простукивания плиток деревянным или металлическим молоточком массой 0,25 кг.

Плитки, имеющие трещины, при простукивании издают дребезжащий звук.

Измеряемые показатели внешнего вида плиток контролируют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм.

За результат контроля внешнего вида принимают количество плиток, у которых суммарное количество отклонений по показателям внешнего вида превышает установленные в нормативно-технической документации на плитки конкретных видов.

При контроле цвета (оттенка) плитки укладывают на щите вперемежку с образцами-эталонами. Осмотр проводят с расстояния 1 м при дневном свете.

Соответствие цвета ковров образцам-эталонам проверяют при выборочном контроле осмотром с расстояния 10 м при дневном свете, после предварительного снятия бумаги.

В результате контроля цвета (оттенка) регистрируют видимое расхождение между контролируемыми плитками и образцами-эталонами.

Определение прочности наклеивания плиток на бумагу

Прочность наклеивания плиток размерами не более 48Ч48Ч4 мм на бумагу в коврах определяю плотным свертыванием ковра в рулон бумагой внутрь и его последующим развертыванием. В начале свертывания ковра два смежных крайних ряда плиток должны соприкасаться сторонами, наклеенными на бумагу.

После трехкратного свертывания и развертывания ни одна плитка не должна оторваться от бумаги.

Прочность наклеивания плиток размерами св. 48Ч48Ч4 до 150Ч75Ч7 мм на бумагу в коврах определяют, установив ковер в вертикальное положение не менее чем на 1мин. При этом ни одна плитка не должна оторваться от бумаги.

Определение плотности укладки плиток в коврах

Плотность укладки плиток в коврах с произвольной укладкой и в коврах типа «брекчия» П вычисляют по формуле

(1)

где m — масса проверяемого ковра, г;

m₁ — масса основы ковра (бумаги, смазанной клеем), г;

m₂ — масса 1 м²наклеиваемых плиток, г;

n — число ковров, приходящихся на 1 м².

Массу 1 м² плиток определяют как среднее арифметическое значение результатов трех взвешиваний 1 м²плиток одной партии.

Определение водопоглощения

Аппаратура и материалы

Прибор экспресс контроля водопоглощения (ЭКВ).

Весы технические с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 120°С

Плита электрическая по ГОСТ 14 919–83 или газовая бытовая по ГОСТ 10 798– —85.

Сосуд для кипячения с металлической сеткой или проволочной подставкой для образцов.

Вода питьевая по ГОСТ 2874–82.

Мягкая ткань или губка.

Подготовка образцов Испытания проводят на целых плитках или на отколотых частях любой формы.

Если масса образца меньше 50 г, то для одного испытания применяют такое количество образцов или отколотых частей, общая масса которых составляет от 50 до 100 г.

Плитки большего размера можно разделить на отдельные части, которые используют для испытаний.

Проведение испытания Образцы высушивают до постоянной массы при температуре (110 ± 5)°С, охлаждают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Допускается не высушивать образцы, взятые непосредственно после обжига. Образцы помещают в сетчатую подставку так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Подставку с образцами помещают в сосуд и заливают водой выше уровня образцов. Воду в сосуде доводят до слабого кипения и кипятят 3 ч. В процессе кипячения воду доливают, чтобы образцы были всегда покрыты водой. Затем образцы оставляют в воде на 24 ч для охлаждения, после чего их вынимают из воды, вытирают влажной губкой или мягкой тканью и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.

Обработка результатов Водопоглощение _W в процентах вычисляют по формуле

(2)

где m₁ — масса образца после кипячения, г;

m — масса высушенною образца, г.

При ускоренном определении водопоглощения плиток допускается проводить насыщение образцов вводе кипячением в течение:

1 ч — плиток для внутренней облицовки стен и полов;

30 мин — плиток фасадных;

15 мин — плиток литых, с последующим охлаждением в проточной воде.

Водопоглощение вычисляют по формуле 2.

Результат расчета водопоглощения округляют до первой значащей цифры после запятой. Если для испытаний использовали отдельные части плиток (см. п. 5.2), то за результат принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний всех отдельных частей.

Определение водопоглощения насыщением под вакуумом Аппаратура и материалы Аппаратура по п. 5.1 и черт. 1.

Проведение испытания Образцы высушенные, охлажденные и взвешенные в порядке, указанном в п. 5.3, помещают в вакуумную камеру 1(черт.1), соединенную через электромагнитный клапан 7 с вакуумметром 6 и вакуумным насосом 5. Затем закрывают крышку вакуумной камеры, включают вакуумный насос и откачивают воздух до остаточного давления не более 2,7 кПа (~ 20 мм рт. ст.). После выдержки 10свода бака 4 поступает в вакуумную камеру. Подъем воды продолжают до заданного уровня, который фиксируется сигнализатором уровня воды 8. После чего отключают вакуум-насос, и электромагнитный клапан сообщает пространство над водой в вакуумной камере с атмосферой. В этом положении плитки выдерживают еще 60 с. Затем вакуумную камеру открывают и вынимают плитки. Плитки протирают мягкой тканью и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

Рис. 5 1 — сигнализатор уровня воды; 2 — вакуумная камера, 3 — контролируемые плитки; 4 — электромагнитный клапан подачи и слива воды; 5 — бак с водой;6 — вакуумный насос; 7 — вакуумметр; 8 — электромагнитный клапан сообщения вакуумной камеры с атмосферой.

Обработка результатов Водопоглощение вычисляют по формуле 2.

Определение предела прочности при изгибе

Аппаратура и материалы

Прибор для определения предела прочности при изгибе должен отвечать следующим требованиям:

обе опоры должны иметь возможность качаться около своей горизонтальной оси;

опоры и нажимная кромка должны иметь радиус закругления 10 мм и быть длиннее, чем ширина испытуемого образца; нагружение образца должно быть равномерным и плавным; прокладки из резины следующих размеров: толщина — (2,5 ± 0,5) мм, ширина — (20 ± 5) мм, длина должна быть равна ширине испытуемого образца.

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 120 °C.

Штангенциркуль по ГОСТ 166–80.

Проведение испытания

Высушенный образец (плитку) устанавливают на две опоры лицевой поверхностью вверх и в середине образца прикладывают нагрузку (черт. 2). При этом образцы располагают перпендикулярно направлению рифления монтажной поверхности.

Рис. 6 Р — нагрузка; l — расстояние между опорами; 1 — плитка; 2 — резиновая прокладка; 3 — опора; 4 — нажимная кромка

Расстояние между опорами выбирают в зависимости от размеров образца и регулируют в пределах от 80 до 90% его длины.

Нагружение испытуемого образца производят равномерно, без толчков до разрушения.

Нагрузку, зафиксированную при разрушении с погрешностью ± 2%, принимают для расчета предела прочности при изгибе.

Обработка результатов Предел прочности при изгибе в МПа (кгс/см²)вычисляют по формуле

(3)

где Р — нагрузка в момент разрушения образца, Н;

l — расстояние между опорами, см;

b — ширина образца, см;

h — наименьшая толщина образца без рифлений в месте излома, см.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов.

Определение износостойкости неглазурованных плиток для полов

Аппаратура и материалы

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 120 °C.

Весы технические с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Прибор ЛКИ-3 или прибор, приведенный на черт. 3.

Штангенциркуль по ГОСТ 166–80.

Корунд синтетический с зернами размером от 0,20 до 0,16 мм по ГОСТ 22 028;76 или песок кварцевый фракций от 0,5 до 0,25 мм (50%) и от 0,25 до 0,16 мм (50%) по ГОСТ 22 551- 77.

Прибор для испытания (см. черт. 3) состоит из горизонтального металлического шлифовального диска 4на вертикальном приводном валу, держателя 1, испытуемого образца 2 и нагрузочного устройства 5. Образец удерживает квадратная с одной стороны открытая рамка, нижняя грань которой находится на (3± 1) мм выше шлифовального диска. За держателем образца расположены два резиновых скребка 3, которые направляют абразивный материал так, чтобы он попадал на центр набегающей грани образца.

Рис. 7 1 — держатель; 2 — испытуемый образец; 3- резиновый скребок; 4 — шлифовальный диск; 5 — нагрузочное устройство Нагрузочное устройство должно обеспечивать равномерное давление на образец 0,06 MПa (0,6 кгс/см²).Скорость вращения шлифовального диска должна быть (30 ± 1) об/мин.

Подготовка образцов Испытание проводят на квадратных образцах неглазурованных плиток для полов со сторонами размером (70 ±1) мм или (50 ± 1) мм. Из плиток большего размера выпиливают образцы указанных размеров.

Проведение испытания Образец плитки для полов высушивают при температуре (110 ± 5)°С до постоянной массы. Высушенный образец взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, измеряют его длину и ширину с погрешностью не более 0,1 мм. Взвешенный и измеренный образец помещают в держатель лицевой поверхностью к шлифовальному диску и нагружают его так, чтобы было обеспечено давление 0,06 МПа. На шлифовальную дорожку насыпают равномерно слой абразивного материала в количестве 0,4 г на 1 см² поверхности образца и шлифовальный диск включают на 1 мин. После 30 оборотов диска машину выключают, образец вынимают, тщательно очищают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Шлифовальный диск очищают от отработанного абразивного материала.

Затем испытуемый образец поворачивают на 90° и снова шлифуют с новой порцией абразивного материала. Этот процесс повторяют четыре раза на тех же образцах, каждый раз поворачивая образец на 90°.

Если расхождение между наименьшей и наибольшей потерями массы после отдельных циклов меньше 3% общей потери массы после четырех циклов, то испытание считают завершенным. Если это расхождение больше, то испытание продолжают тем же способом и проводят 12циклов шлифования на тех же образцах.

Обработка результатов Износостойкость O в г/см² вычисляют по формулам:

(4);

(5)

где m₄ — суммарная потеря массы после4 циклов, г;

m₁₂ — суммарная потеря массы после 12 циклов, г;

S — шлифованная площадь образца, см².

Определение износостойкости глазурованных плиток для полов

Аппаратура и материалы

Прибор для испытания (черт. 4), состоящий из основной несущей плиты 1, приводимой в эксцентрическое круговое движение валом 2 со скоростью вращения 300 об/мин при эксцентриситете 22,5 мм, испытуемого образца 3, прижимаемого к основной плите с помощью накладок 5 с резиновыми шайбами 4, которые ограничивают внутреннюю площадь шайбы, равную 54 см², и заполняются заданным количеством шлифовальной смеси.

Шкаф электрический сушильный с регулированием температуры до 120 °C.

Весы технические с погрешностью взвешивания не более 0,01 г.

Стальные шарики диаметром 1,2, 3 и 5 мм.

Корунд синтетический с зернами размером от 0,125 до 0,160 мм.

Мерный цилиндр вместимостью20 см³.

Сито с отверстиями от 0,63 до 0,7 мм по ГОСТ 3584–73.

Рис. 8 1 — несущая плита; 2 — вал; 3 — испытуемый образец; 4 — резиновая шайба; 5 накладка

Подготовка образцов

Для испытания применяют образцы глазурованных плиток для полов размерами 100Ч100 мм. Из плиток большего размера соответственно выпиливают образцы указанных размеров, а из мелких плиток готовят ковер для испытания. Для испытания готовят не менее 16 образцов. Из этого количества 8 шт. плиток подвергают истиранию, а 8 оставляют для визуального сравнения.

Проведение испытаний Восемь очищенных от пыли и высушенных в сушильном шкафу образцов укрепляют в приборе для испытания. В шайбы, ограничивающие площадь 54 см², помещают шлифовальную смесь следующего состава:

175 г смеси стальных шариков, состоящей из:

5% (8,75 г) шариков диаметром 1 мм,

25% (43,75 г) шариков диаметром 2 мм;

30% (52,50 г) шариков диаметром 3 мм;

40% (70,00 г) шариков диаметром 5 мм;

3 г искусственного корунда;

20 см³ дистиллированной воды.

Прибор приводят в движение, а затем последовательно после 150, 300, 450, 600, 900, 1200, 1500 и более 1500оборотов плиты извлекают по одному образцу из прибора. Приспособления для шлифования ополаскивают водой на ситах с отверстиями от 0,63 до 0,7 мм. Стальные шарики, после удаления с них абразивного материала, высушивают и применяют для дальнейших испытаний.

Обработка результатов Очищенные от пыли и высушенные образцы последовательно после каждого цикла вкладывают в середину квадрата, составленного из 8 плиток, оставленных для сравнения. Квадрат из плиток рассматривают с расстояния 2 м с высоты человеческого роста при освещенности 300 — 400 лк в закрытом помещении. По циклу испытания, в котором обнаружено первое видимое повреждение или изменение поверхности испытуемого образца, для плиток устанавливают степень износостойкости в соответствии с табл. 1.

Таблица 8

Определение термической стойкости

Аппаратура и материалы

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 150 °C.

Подставка для установки образцов в наклонном положении таким образом, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Раствор органического красителя (чернила).

Проведение испытания Образцы (сухие неповрежденные плитки) ставят на подставку и вместе с ней помещают в нагретый сушильный шкаф.

При достижении температуры в шкафу 100 °C (для плиток литых, фасадных и плиток для полов) или 125, 150 °C (для плиток для внутренней облицовки стен) образцы выдерживают в течение:

10 мин — для плиток литых;

20 мин — для плиток фасадных и для полов;

30 мин — для плиток для внутренней облицовки стен;

60 мин — для плиток, поставляемых на экспорт.

После выдержки плитки вынимают из шкафа и сразу опускают в сосуд с проточной водой, температура которой плюс 15 — 20 °C так, чтобы плитки полностью покрывались водой. После охлаждения плитки вынимают из воды и на их глазурованную поверхность наносят несколько капель органического красителя и протирают мягкой тканью.

Обработка результатов Плитки считают термически стойкими, если в результате однократного испытания не будет обнаружено повреждение их глазурованной поверхности.

Определение морозостойкости

Аппаратура и принадлежности

Морозильная камера, обеспечивающая температуру от минус 15 до минус 20 °C.

Термостат или другой прибор, обеспечивающий поддержание температуры воды в сосуде от 15 до 20 °C.

Сосуд с деревянной решеткой.

Контейнер для укладки образцов.

Подготовка образцов

Для определения морозостойкости по степени повреждения используют целые неповрежденные плитки.

Насыщение образцов водой производят двумя способами.

1-й способ

Образцы насыщают водой таким же способом, что и при определении водопоглощения (п. 5.3).

2-й способ

Образцы высушивают до постоянной массы при температуре (110 ± 5)°С и охлаждают. Образцы укладывают всосуд с водой, температура которой плюс 15 — 20 °C, в один ряд на решетку так, чтобы уровень воды в нем был выше верха образцов на 20 — 100 мм. Образцы выдерживают в воде в течение 48 ч, после чего вынимают из сосуда и протирают влажной тканью.

Проведение испытаний

Насыщенные образцы помещают в контейнер так, чтобы они не соприкасались. При размещении образцов в несколько рядов по высоте отдельные ряды разделяют прокладками высотой не менее 20 мм.

Общий объем контейнера с образцам и не должен превышать 50% объема морозильной камеры. Образцы замораживают не менее 2 ч при температуре в морозильной камере от минус 20 до минус 15 °C.Температуру в камере минус 15 °C считают началом замораживания образцов. После 2ч замораживания контейнер с плитками полностью погружают в сосуд с водой, температура которой должна быть плюс 15 — 20 °C. Эту температуру поддерживают в течение всего периода оттаивания образцов, т. е. не менее половины продолжительности их замораживания. Одно замораживание и оттаивание составляет один цикл испытания. В случае временного прекращения испытания образцы после оттаивания должны храниться в воздушной среде.

Обработка результатов Образцы осматривают через каждые 5 циклов, если требуемое количество циклов менее 35, и через каждые 10циклов, если большее количество циклов. Выявление повреждений образцов (разрушение, образование трещин, расслоение и т. п.) проводят после их оттаивания.

Образцы считают морозостойкими, если после требуемого числа циклов не было обнаружено их повреждение. Если повреждение образцов наступило раньше, указывают то количество циклов, при котором было обнаружено повреждение.

Определение кислото — и щелочестойкости

Аппаратура и реактивы

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 120 °C.

Весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,001 г по ГОСТ 24 104–80.

Сита из сетки с ячейками размерами 0,100; 0,500; 0,630; 0,800 мм по ГОСТ 3584–73.

Холодильник стеклянный по ГОСТ 23 932–79.

Водоструйный вакуумный насос по ГОСТ 23 932–79.

Эксикатор по ГОСТ 23 932–79.

Баня песчаная или масляная.

Колбы конические вместимостью 500 см³ по ГОСТ 23 932–79.

Тигли фильтровальные фарфоровые или стеклянные вместимостью около 50 м³.

Кислота серная, 70% - ный раствор по ГОСТ 4204–77.

Натрия гидроокись, 1% - ный раствор по ГОСТ 4328–77.

Хлорид бария по ГОСТ 4108–72.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709–72.

Подготовка образцов Образец изделия измельчают до полного прохождения через сито с сеткой № 08 (при определении кислотостойкости) или № 05 (при определении щелочестойкости).

Для плиток, предназначенных на экспорт, с образцов перед измельчением удаляют глазурь.

Затем подготовленную пробу просеивают через сито с сеткой № 063 (при определении кислотостойкости) или № 01 (при определении щелочестойкости).

Остаток на сите промывают дистиллированной водой для удаления пылевидной части и высушивают при температуре (110 ± 5)°C до постоянной массы.

Высушенную пробу охлаждают в эксикаторе и для испытания берут навески по 20 г каждая с погрешностью не более0,001 г; проводят не менее двух параллельных испытаний.

Проведение испытания Определение кислотостойкости Навеску пробы массой 20 г помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³ и наливают 200 см³раствора серной кислоты. Колбу соединяют с обратным холодильником и на песчаной или масляной бане доводят до кипения в течение 30 мин. Слабое кипячение поддерживают в течение 6 ч, после чего колбу снимают с бани и оставляют на 1 ч для охлаждения. Затем отстоявшийся раствор сливают, в колбу доливают дистиллированной воды до объема 500 см³ и все содержимое колбы фильтруют через высушенный до постоянной массы и взвешенный фильтровальный тигель.

Раствор отсасывают водоструйным вакуумным насосом. Остаток на тигле промывают водой до отрицательной реакции фильтрата на серную кислоту при добавлении хлорида бария (в фильтрате не должно быть помутнения). Тигель с остатком высушивают при температуре (110 ± 5)°С до постоянной массы. Перед каждым взвешиванием тигель с остатком охлаждают в эксикаторе.

Рассчитывают окончательную массу остатка.

Определение щелочестойкости Навеску пробы массой 20 г помещают в коническую колбу вместимостью 500 см³ и наливают 200 см³раствора гидроокиси натрия. Колбу соединяют с обратным холодильником и на песчаной или масляной бане доводят до кипения в течение 30 мин. Слабое кипячение поддерживают в течение 6 ч. Затем колбу снимают с бани и охлаждают. Содержимое колбы доливают дистиллированной водой до 500 см³ и после1 ч отстаивания декантируют. Колбу вновь доливают дистиллированной водой до 500 см³, оставляют на ночь и на второй день вновь декантируют. Остаток переносят в сухой взвешенный фильтровальный тигель и промывают его дистиллированной водой, нагретой до 60 — 70 °C. Раствор отсасывают водоструйным вакуумным насосом. Затем остаток в тигеле высушивают при температуре (110 ± 5)°Сдо постоянной массы. Перед каждым взвешиванием тигель с остатком охлаждают в эксикаторе.

Вычисляют окончательную массу остатка.

Обработка результатов Кислотостойкость K в процентах вычисляют по формуле

(6)

где m₁ — масса остатка после действия кислоты, г;

m — масса высушенной навески, г.

Щелочестойкость N в процентах вычисляют по формуле

(7)

где m₁ — масса остатка после действия щелочи, г;

m — масса высушенной навески, г.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных испытаний, расхождение между которыми не должно превышать 0,5%, и результат расчета округляют до первой значащей цифры после запятой.

Определение химической стойкости глазури

Аппаратура и реактивы

Цилиндр из химически стойкого стекла диаметром около 80 мм и высотой не менее 50 мм.

Мастика, уплотняющая по ГОСТ 14 791–79.

Метанол или этанол по ГОСТ 25 742.1−83 — ГОСТ 25 742.4−83.

Вода, дистиллированная по ГОСТ 6709–72.

Растворы для испытания:

№ 1 — раствор соляной кислоты, приготовленный из 30 см³ соляной кислоты по ГОСТ 3118–77 плотностью 1,19 г/см³ и 970 см³дистиллированной воды по ГОСТ 6709–72;

№ 2 — раствор гидроокисикальция х. ч., приготовленный из 30 г на 1 дм³ по ГОСТ 9285- 78;

№ 3 — стандартный раствор, приготовленный из следующих компонентов:

33% - углекислого натриябезводного по ГОСТ 2156–76

7% - тетрабората натрия (Na₂B₄OЧ10H₂O) по ГОСТ 4199–76;

7% - силиката натрия плотностью 1,33 г/см³ по ГОСТ 13 079–81;

30% - мыльных хлопьев изолеата натрия (допускается приготавливать из гидроокиси натрия и олеиновой кислоты в соотношении 2,6:18,5);

23% - дистиллированной воды.

После перемешивания компонентов раствор высушивают при температуре 105 °C и из 10 г сухого вещества готовят 1 дм³ раствора для испытания.

Подготовка образцов Для испытания применяют целые плитки, глазурованная поверхность которых не должна быть повреждена.

Плитки тщательно очищают метанолом или этанолом.

Проведение испытаний Стеклянный цилиндр приклеивают уплотняющей мастикой к глазурованной поверхности образца и наполняют его одним из растворов, указанных в п. 12.1, на высоту (20 ± 1) мм. Растворы № 1 и 2 с образцами выдерживают при температуре (20 ± 5) °С в течение 7 сут. Один раз в сутки образцы легко постукивают, а после 4 сут. растворы обновляют. Раствор № 3 оставляют на поверхности образца 6 ч.

После выдерживания раствор выливают, стеклянный цилиндр снимают, глазурованную поверхность тщательно очищают метанолом или этанолом и высушивают.

Обработка результатов Глазурь считают химически стойкой к действию отдельных растворов, если при осмотре с расстояния 25 см при дневном свете нет явного изменения испытуемой поверхности по сравнению с исходной поверхностью. Особое внимание обращают на изменение блеска глазури и окраски испытуемой поверхности или рисунка.

Определение твердости лицевой поверхности по Моосу

Твердость лицевой поверхности контролируют с помощью пробных минералов, указанных в табл. 2.

Таблица 9

Для контроля испытуемый образец помещают на прочную подставку.

Острой гранью пробного минерала легким и равномерным нажатием проводят по лицевой поверхности испытуемого образца, затем образец осматривают.

Твердость лицевой поверхности образца соответствует твердости того пробного минерала, который предшествует минералу, повреждающему поверхность образца.

Определение температурного коэффициента линейного расширения

Определение предназначено для подбора масс и глазурей при изменении технологических параметров.

.Аппаратура

Дилатометр марки ДКВ производства ГИС (ДКВ-2, ДКВ-4А, ДКВ-5А).

Шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 250 °C.

Штангенциркуль по ГОСТ 166–80.

Эксикатор по ГОСТ 23 932–79.

Подготовка образцов

Из плитки выпиливают 2образца длиной (50Ч1) мм и сечением [(5Ч5) ± 0,5] мм. Торцевые грани образцов должны быть пришлифованы таким образом, чтобы они были взаимно параллельны и перпендикулярны к продольной оси образца.

Проведение испытаний

Образец высушивают в течение1 ч при температуре 250 °C, после чего помещают в эксикатор для остывания до температуры помещения. После чего штангенциркулем измеряют длину образца. Образец помещают в дилатометр и нагревают со скоростью подъема температуры (5 ±1)°C в минуту до 600 °C.

Изменения длины образца регистрируют с погрешностью не более 0,001 мм.

Обработка результатов

Температурный коэффициент линейного расширения вычисляют по формуле

(8)

где l₀ — исходная длина образца, мм;

— изменение длины образца, мм;

— интервал температур, °С,

a^ґ — поправка на расширение кварцевого стекла трубки дилатометра в интервале от комнатной температуры до600°С.

Результат расчета для обоих образцов округляют до 0,1· 10^-6 °С.

Температурный коэффициент линейного расширения вычисляют как среднее арифметическое результатов двух испытаний.

9. Техника безопасности Техника безопасности — комплекс технических и организационных мероприятий, направленный на обеспечение безопасности условий труда. В состав таких мероприятий могут входить: разработка правил безопасного проведения работ, ограждение вращающихся частей машин и механизмов, защитное заземление электроустановок, изучение персоналом правил техники безопасности.

Для создания безопасных условий труда при приготовлении бетонной смеси соблюдают следующие правила:

· Площадки в пределах рабочей зоны смесителей содержат в чистоте и не загромождают. Все работающие механизмы освещают.

· Подъемники, бункера, лотки и другие устройства для подачи материалов ограждают, а все корпуса электродвигателей заземляют.

· Закрытые помещения, в которых работают с пылящими материалами и добавками, оборудуют вентиляцией и устройствами, предупреждающими распыление материалов. Пылеобразование в основном возникает при транспортировании и перегрузки цемента, поэтому во время таких операций рабочие должны пользоваться противопылевой спецодеждой, защитными очками с плотной оправой, а для защиты дыхательных путей — респираторами.

· При приготовлении смесей с химическими добавками соблюдают меры предосторожности против ожогов, повреждения глаз и отравления.

· До пуска в эксплуатацию каждую установленную или отремонтированную машину осматривают и испытывают.

· При выгрузке смеси из смесителя запрещается ускорять опорожнение вращающегося барабана лопатой или другим приспособлением.

· Не допускается проверять, смазывать и ремонтировать электропневматические сборочные единицы дозаторов во время их работы.

· Силосы и бункера для хранения порошка оборудуют устройствами для обрушения сводов.

· Загрузочные отверстия емкостей для хранения пылевидных материалов закрывают защитными решетками, люки в защитных решетках запирают на замок.

Производственное оборудование, оснастка, приспособления и инструменты должны отвечать требованиям государственных стандартов по безопасности труда.

Персонал, эксплуатирующий оборудование, оснастку, приспособления и ручные машины до начала работ должен быть обучен безопасным методам и приемам работ с их применением согласно требованиям инструкций завода изготовителя и инструкций по охране труда.

Включение, запуск в работу оборудования и других средств механизации должен производиться только лицом, за которым они закреплены, имеющим удостоверение на право управление этим средством.

Съемные грузозахватные приспособления и тара в процессе эксплуатации должны подвергаться техническому освидетельствованию лицом, ответственным за их техническое состояние в сроки, установленные требованиями правил устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов, а вся технологическая оснастка — не реже чем через 6 месяцев.

Заключение

Исходя из условий поставленных в введении данного курсового проекта и конечных данных можно сказать, что цели и задачи поставленные в курсовом проекте выполнены: литература была изучена в максимальном объёме, были рассчитаны все необходимые характеристики. Результатом курсовой работы является чертёж цеха, предоставленный в графической части, который отражает требования, представленные в расчётные части.

керамический плитка качество износостойкость

Список используемой литературы

1. ГОСТ 6787–2001 «Плитки керамические для полов. Технические условия»

2. ГОСТ 27 180.