Технологія виробництва лицьової цегли на базі пластичних глин з нанесенням ангоба

Технологія виробництва лицьової цегли на базі пластичних глин з нанесенням ангоба

В наш час керамічна цегла використовується практично у всіх видах будівництва: для закладки фундаменту, зведення несучих стін і міжкімнатних перегородок, для виготовлення печей і камінів (крім зіткнення з вогнем), для декорування споруд і внутрішньої обробки приміщень [1]. Головний аргумент на користь керамічної цегли - міцність, надійність і стійкість до негативних зовнішніх чинників, доведена досвідом його використання протягом століть.

Виділяють безліч підвидів керамічної цеглини: порожнистий і повнотіла керамічна цегла, клінкерна і облицювальна керамічна цегла. Відмінності можуть також існувати в залежності від рельєфу поверхні, кольори цегли, наявності декоративних присипок. В даний час, крім стандартного червоно-коричневого цегли природного кольору глини, випускається широка кольорова гамма продукції, що досягається шляхом комбінації глин різних родовищ, використання різних температурних режимів і додавання спеціальних пігментів.

Для більш економного будівництва по часу і засобів популярністю користується своєрідний подвійний керамічний цегла. Його параметри вище стандартного одинарного приблизно в два рази. Є також і середній варіант - полуторна цегла (250Ч120Ч88 мм). Вага цегли в придатному для використання стані не може бути вище 4,3 кг [2].

Керамічну цеглу низької якості містить різні сторонні включення (наприклад, вапняку або каменю). Надалі це може погано позначитися не тільки на зовнішньому вигляді будівлі, але і на характеристики міцності, морозостійкості, безпеки [1].

ОСНОВНА ЧАСТИНА 1

1.1 Характеристика керамічної цегли

керамічна цегла глина ангоб

Лицьова цегла (облицювальна). Він призначений для обробки фасадів та інтер'єрів. Облицювальна цегла (рис.1.1) був дуже популярним в Стародавній Русі, і з нього складено безліч архітектурних пам'ятників російської архітектури. Собор Василя Блаженного, Кремль, інші історичні будівлі стоять на століття. Саме тому цегла настільки популярний в сучасній забудові [1].

 

Облицювальна цегла

В ньому не допускаються тріщини, відколи, вапняні включення, плями, вицвіти та інші дефекти. Вибираючи лицьова цегла, треба особливо уважно стежити, щоб близько до його поверхні або на ній не було комкообразных вапняних включень: при попаданні вологи вони розбухають і руйнують цегла. Причому зазвичай «косметичний ремонт» не рятує стіну - доводиться облицьовувати її заново. В ДСТУ 2296-93 [3] чітко прописані вимоги до геометрії лицьової цегли:

ь відхилення від номінальних розмірів не повинні перевищувати по довжині -4 мм, по ширині -3 мм, по товщині +3/-2 мм;

ь непрямолинейность лицьових поверхонь і ребер - не більше 3 мм за ложку (довгої бічної грані) і 2 мм по тычку (малої бічній грані).

Разом з тим на практиці суворо дотриматися ці параметри складно, оскільки глина - матеріал «живий», при сушінні та випалюванні вона непередбачувано змінює свої розміри. Зазначу, що західні будівельні норми взагалі не передбачають допусків по кривої тощо. І все ж в цілому розміри і геометрія лицьового цегли, як правило, більш точні, ніж будівельного. Різновиди лицьової цегли - фактурний (з нерівним рельєфом - «черепашка», «кора дуба» та ін. або правильним геометричним малюнком на бічних гранях) і фасонний (напівкруглий, кутовий, скошений, з виїмками та інших форм). Останній дозволяє вишукано оформляти вікна, карнизи, створювати будівлі з округленими кутами, виконувати арки, склепіння, колони. Крім того, при використанні його зникає необхідність підрізати звичайний лицьова цегла.

При будівництві будь-якої споруди перше питання, яке виникає, а з якого ж, власне, матеріалу це саме спорудження будувати. Один з можливих варіантів відповіді «з цегли». Насамперед, тому що по довговічності і міцності цегли немає рівних. Він добре протистоїть зовнішнім впливам навколишнього середовища. Залежно від природних особливостей місцевості, в якій буде здійснюватись будівництво, ними будуть: сніг, вітер, дощ.
Розмір цегли. В Україні прийняті незмінні стандартні розміри цегли: [3].

ь одинарний - 250Ч120Ч65мм,

ь полуторний - 250Ч120Ч88мм,

ь подвійний - 250Ч120Ч138мм

За кордоном існують інші стандарти розмірів цегли, їх набагато більше ніж в Україні. Один з найпопулярніших - 200 Ч100 Год 50

(65) мм, 240 ГОД 115Ч52 (71) мм .

 

Матеріал цегли.

Розрізняють керамічна і силікатна цегла. Керамічна цегла виробляється з застосуванням глини з різними мінеральними добавками і обпалюється. Силікатна цегла виробляється з застосуванням суміші кварцового піску, вапна і води [4].

Колір цегли. Якщо для рядового цегли колір не має великого значення, то для лицьового є важливим параметром. Лицьова цегла в даний час може бути практично будь-якого кольору, навіть неоднорідного. Колір цегли (рис.1.2) багато в чому визначається технологією випалу, складом, якістю і кольором матеріалу. Для отримання різнокольорових цеглин виробники змішують різну глину, а також додають до матеріалу барвники. Різні відтінки отримують також із застосуванням ангоба і глазурі.

 

Кольоровий повнотіла цегла

Ангоб - це тонкий декоративний шар з глини, який наноситься на відформоване виріб перед початком процесу випалу [5].

Глазур - кольоровий склоподібний шар, який наноситься на поверхню цегли, і створює специфічний блиск.
Призначення цегли. Виділяють будівельний (рядовий), облицювальна цегла цегла цегла спеціального призначення.

Будівельний цегла застосовується в будівництві несучих стін і перегородок. Так як після зведення стіни штукатуряться і декоруються, зовнішній вигляд такої цегли не принципове. Бічні поверхні будівельної цегли зазвичай бувають рифленими для хорошого зчеплення з розчином для кладки.
Лицьова цегла використовується при обробці фасадів будівель і інтер'єру споруд. Існують певні вимоги до зовнішнього вигляду і геометрії лицьової цегли - не повинно бути тріщин і відколів, а також помутнінь, слідів вапна.

Спеціальний цегла. Цим терміном позначають цегла, здатний протистояти різним специфічним умовам. Приміром, вогнетривка цегла використовується для побудови печей камінів і саун. Така цегла має велику щільність і витримує різкі і часті перепади температур [6].

1.2 Властивості керамічної цегли

Водопоглинання і морозостійкість цегли. Існує більше шістнадцяти видів цегли. Кожен з них відрізняється оптимальним водопоглинанням і морозостійкістю, яка позначається латинською буквою F і вимірюється в циклах. Морозостійкість F22 означає, що цегла витримає 22 циклу. В Україні існує цегла з наступними характеристиками морозостійкості: F-15, F-25, F-35, F-50, F-100 [7].

«Цикл морозостійкості» - цегла кладеться на 8 годин в холодну воду, а потім 8 годин заморожується у морозильній камері. Кількість таких циклів до початку зміни цеглою своїх властивостей і є морозостійкість.

Для визначення водопоглинання цегли, беруть сухий цегла, зважують його, потім опускають у воду на 48 годин. Після цього зважують його ще раз. Таким чином, визначають вагу води, яку він ввібрав в себе. За ДСТУ Б Ст. 2.7-42-97 ця різниця у вазі між сухим і мокрим цеглою повинна бути в межах 12-15% для лицьового цегли і близько 6% для рядового цегли [6].

Міцність цегли.

Міцність - властивість цегли пручатися внутрішнім впливам і навантаженні, не деформуючись [8]. Вітчизняний цегла за правилами ГОСТ маркується літерою М і цифрою, яка показує, яку навантаження на один квадратний сантиметр витримає цей цегла. Таким чином, визначається його міцність. Буває цегла марок М75, М100, М125, М200, М300 [9].

Для будівництва звичайних будинків висотністю не більше 5 поверхів, шкіл, дитячих садків, будинків, надвірних споруд, як правило, досить використовувати цегла марки М100. А цегла марки М200 цілком підійде для будівництва багатоповерхових будівель і споруд.

Пустотність цегли. Важливою характеристикою для будівельного та облицювальної цегли є наявність пустот. На сьогоднішній день є повнотілі, пустотілі (ефективні) і пустотілі поризовані (надефективні) цеглу.

Повнотіла цегла не містить отворів. Повнотіла цегла використовуються зазвичай для фундаментів і цоколів, тобто там, де їм необхідно витримувати розподілені навантаження. Повнотіла цегла можна застосовувати і для зовнішньої стіни, але в цьому випадку стіни повинні бути товстими, близько 2 метрів, щоб створити нормативну теплопровідність. Саман (рис.1.3) має наскрізні порожнечі. Завдяки їм, такі цеглини володіють кращими теплозберігаючими властивостями, тому вони застосовуються для будівництва стін. Пустотілі цегли легше повнотілих, отже забезпечують менше навантаження на фундамент. Лицьова цегла в основному є порожнистою.

Кольоровий порожниста цегла

Поризована цегла також містить наскрізні порожнечі, як і пустотіла, однак така цегла відрізняється пористою структурою. Поризована цегла виготовляють з домішкою органічних речовин, які вигоряють при випаленні і забезпечують пористу структуру цегли. Поризована цегла володіє кращою теплопровідністю і, завдяки структурі, він набагато легше всіх інших видів цегли [6].

Теплопровідність цегли [10]. Ще одним дуже важливим фактором при виборі цегли є його теплотехнічні якості. Адже саме від них буде залежати мікроклімат приміщення. Що може бути приємніше, ніж тепло в будинку взимку і прохолоди влітку.

Для лицьового цегли нормальної теплопровідністю є 0.42 Вт на метр квадратний. Проте вже зараз випускається цегла з ще меншими показниками теплопровідності, аж до 0.36 Вт на квадратний метр. Незважаючи на всі новинки в галузі будівельних матеріалів, при індивідуальному будівництві цегла користується найбільшою популярністю. Це пов'язано з тим, що він забезпечує гарну теплопровідність і міцність при порівняно великих витратах на будівництво.

1.3 Характеристика і властивості сировини для виробництва керамічної цегли на базі родовищ пластичної глини з нанесенням ангоба
Легкоплавкі глини. Основна сировина - легкоплавкі глини у щільному, пухкому і пластичному стані, а також трепельные і діатомові породи, відходи видобутку і збагачення вугілля, золи ТЕС [11].
Вторинні або осадові легкоплавкі глини мають здебільшого жовті і бурі відтінки. Їх хімічний склад, по .масі:

ь оксид кремнію 60...80 %;

ь глинозем разом з діоксидом титану 5...20%;

ь оксид заліза 3...10%;

ь оксид кальцію 0...25%;

ь оксид магнію 0...3%;

ь сірчаний ангідрид 0...3%;

ь оксиди лужних металів 1...5%;

ь органічні домішки до 15%.

Оксид кремнію знаходиться в зв'язаному стані у складі глинообразующих мінералів і у вільному стані у вигляді кварцового піску, тонких пилоподібних частинок, рідше у вигляді кремнію. Зі збільшенням кількості піску зменшуються усадка і міцність виробу. Тонкодисперсні фракції підвищують чутливість глин до сушіння.

Оксид алюмінію знаходиться в глині в складі глинообразующих мінералів і слюдянистых домішок. З підвищенням його вмісту, як правило, підвищується пластичність глини, зростає міцність сформованих, сухих і обпалених виробів, збільшується їх вогнетривкість.

Діоксид титану впливає на забарвлення виробів.

Оксид заліза сприяє утворенню після випалу червонуватого кольору виробів. При його вмісті більше 3 % і наявності відновлювальної середовища оксид заліза знижує температуру випалу виробів.

Присутність часток вапняку розміром 1-2 мм призводить при випалюванні до утворення оксиду кальцію, який під впливом вологи повітря гаситься, збільшуючись в об'ємі («дутик»), а при великому вмісті навіть до руйнування виробу. Присутність в глині сульфату кальцію - причина утворення на обпалених виробах білих нальотів.

Оксиди лужних металів знаходяться в глинах у складі слюд і польових шпатів, а в домішках у вигляді розчинних солей. Є плавнями, при сушінні вироби мігрують на поверхню, а після випалу спікається, надаючи йому більшу міцність. Розчинні солі утворюють на поверхні виробу білястий наліт.

Органічні домішки перебувають найчастіше в колоїдному стані, зв'язують велику кількість води, підвищують пластичність глин, а при сушінні сирцю є причиною повітряної усадки і утворення тріщин. Органічні домішки надають виробам при випалюванні більш темний колір. Ці домішки, хімічно зв'язана вода у водних кристаллогидратах і алюмосилікатах, а також карбонатів - видаляються з виробу при термічній обробці.

Легкоплавкі глини зазвичай складаються з декількох мінералів, переважно монтмориллонитовой і гидрослюдистой груп, а також з домішкою мінералів каолинитовой групи. Глинисті породи на їх основі відрізняються високим ступенем дисперсності ( < 0,005 мм), пластичності, сильно набухають, висихають повільно і найбільш чутливі до сушіння і випалу. Гідрослюдисті глини, що містять K2OMgO4Al2O37SiO22Н2О, відрізняються середньої дисперсністю і пластичністю. Каолинитовые глини, що складаються з мінералів каолініту, диккита, продається з однаковим хімічним складом Al2O32SiO22H2O, слабо набухають у воді, мало

чутливі до сушіння і випалу.

За гранулометричним складом або розподілу зерен в глинистої породи (% по масі) глини поділяють на [11]:

ь високодисперсні з вмістом понад 85% часток розміром менше 0,01 мм і більше 60% часток менш 0,001 мм;

ь дисперсні з вмістом 40...85% частинок менше 0,01 мм 20...60% часток менш 0,001 мм;

ь грубодисперсні, якщо відповідно тих фракцій менше 40% і менше 20%.

Чим більше дисперсно-глиниста сировина, тим воно пластичніше.

За вмістом крупнозернистих включень розміром більше 0,5 мм розрізняють групи глинистого сировини, (%):

ь з низьким їх вмістом - не більше 1,

ь з середнім - 1...5,

ь з високим - понад 5.

ь Дрібними вважають включення менше 2 мм, середніми - 2...5, великими більше 5 мм.

Сировина для виробництва керамічних матеріалів оцінюється за такими показниками:

ь пластичності,

ь зв'язуючої здатності,

ь чутливості до сушіння,

ь повітряної усадки при сушінні, вогневої при випаленні,

ь спікливості і вогнетривкості.

Пластичність глин - їх здатність під впливом зовнішніх зусиль приймати будь-яку форму без розриву суцільності і зберігати її після припинення цих зусиль. Згідно ГОСТ 21216.1-81 [12] пластичність глин характеризується числом пластичності.

За ступенем або числу пластичності глини розподіляють на:

ь високопластичних - понад 25;

ь среднепластичные - 15...25;

ь умереннопластичные - 7...15;

ь малопластичні - менше 7;

ь непластичные.

Чим пластичнее глина, тим більше води потрібно для отримання формувальної маси.

Вологість маси становить, %:

ь з высокопластичных глин 25...30,

ь з среднепластичных 20...25;

ь і малопластичных 15...20.

Єднальна здатність глин визначає їх можливість зберігати пластичність при змішуванні з непластичными матеріалами і вимірюється кількістю нормального піску (ГОСТ 6139-78) [13], при додаванні якого утворюється маса з числом пластичності 7. Залежно від здатності глин пов'язувати те чи інше кількість нормального піску їх поділяють на:

ь високопластичних (60...80%);

ь пластичні (20...60%);

ь низкопластичные - худі (20%);

ь каменеподібні - сланці, сухарні глини (не утворюють тесту).

Повітряної усадкою (лінійної або об'ємною) глинистого сировини називають зміну лінійних розмірів або обсягу сформованих з нього зразків при сушінні.

Чутливість глини до сушки характеризується коефіцієнтом чутливості [2].

За степенем чутливості до сушки глини поділяють на такі класи: глини малої чутливості; глини середньої чутливості; глини високочутливі.

Вогневою усадкою називають зміну лінійних розмірів висушених виробів після їх випалу.

Спікливість глин - їх здатність при випалюванні ущільнюватися з утворенням твердого камнеподобного тіла (черепка). Класифікація глин по температурі спікання [6]:

ь низькотемпературна з температурою спікання до 1100°С, середньотемпературна відповідно 1100...1300°С;

ь високотемпературна понад 1300°С.

Різниця між температурою спікання і початком деформації (спікання) називають температурним інтервалом спікання. Інтервал спікання глин, що застосовуються в цегельному виробництві, зазвичай становить 50...100°С. Керамічні стінові матеріали пластичного формування обпалюють при 900...980°С, а напівсухого на 50...100°С вище.

Вогнетривкість глин - їх властивість протистояти, не розплавляючись впливу високих температур.

Глини ділять на:

ь вогнетривкі з показником вогнестійкості понад 1580°С,

ь тугоплавкі -1350...1580°С;

ь легкоплавкі - до 1350°С.

Цегла-сирець пластичного пресування з трепелов і діатомітів має невеликий повітряної та вогневої усадками, витримує швидку сушку, однак у ряді випадків недостатньо морозостійкий і вимагає додаткових технологічних заходів для усунення цього недоліку, наприклад при напівсухому пресуванні обробку у стрижневих змішувачах.

Відходи вуглезбагачення [14]. Відходи вуглезбагачення мають недостатньо стабільними властивостями, але можуть використовуватися як основна сировина у виробництві цегли і керамічних каменів. Зміст оксидів в залежності від родовища,:

SiO2 - 55...63%; А12О3 - 17...23%; Fe2O3 + FeO - 3...11%; СаО до 3,8%.

Відходи вуглезбагачення гравітаційного процесу крупністю більше 1 мм і флотаційного крупністю менше 1мм Донецького, Кузнецького, Карагандинського, Печерського, Екібастузького та інших басейнів відносяться до групи з вмістом 60...70 % глинистих мінералів.

Золи ТЕС [14]. Золи ТЕС складаються в основному з кислого алюмосилікатного скла, аморфизированного глинистого речовини, кварцу, польового шпату, муліту, магнетиту, гематиту і залишків палива. За нормами допустимий вміст залишків горючих в золі-віднесенні ТЕС повинно знаходитися, % від маси золи:

ь бурого вугілля і сланців менше 4,

ь кам'яного вугілля 3...12,

ь антрациту 15...25.

У виробництві цегли золу з питомою поверхнею 2000-3000см2/м використовують в якості основної сировини і як отощающей і вигоряє добавки. У зв'язку з підвищеною вологістю і наявністю шлаку золу відвалу перед подачею на виробництво необхідно підсушувати в природних умовах і подрібнювати шлакові включення. Питома теплота згоряння золи в залежності від змісту незгорілих часток палива 4200-12500 кДж/кг (1000-3008 ккал/кг). 8 глиняну масу вводять 15...45% золи ТЕС. Перевагу слід віддавати золам з низьким вмістом CaO+MgO і температурою розм'якшення до 1200°С. Попелу бурого вугілля внаслідок низького вмісту незгорілих часток, а також высококальциевые золи не мають позитивного впливу на властивості керамічної маси та готових виробів.

Коригуючі добавки [15]. Коригуючі добавки. У глиниста сировина вводять отощители, пластифікатори, флюсующие (плавні), паливомісткі, що регулюють висоли на його поверхні. У більшості випадків введення добавки надає комплексне вплив.

Кварцовий пісок - поширений отощитель. При звичайних температурах випалу виробів він не взаємодіє з розплавом і тим самим сприяє стійкості виробів при сушці і випаленні.

Тирсу армують глиняну масу, покращують формувальні властивості, підвищують тріщиностійкість при сушінні, однак знижують міцність виробів і підвищують їх водопоглинання. Більш ефективно застосовувати 5-10 % тирси в поєднанні з мінеральними отощителями.

Відвальні і гранульовані шлаки чорної і кольорової металургії, паливні шлаки знижують чутливість до сушіння сирцю, підвищують тріщиностійкість і покращують процес випалу.

Пластифікуючі добавки використовують для додання малопластичному (тощему) глинистому сировини необхідної формування, поліпшення сушильних властивостей і отримання міцних виробів. В якості пластифікуючих і одночасно збагачуючих добавок застосовують високопластичних, тонкодисперсні, вогнетривкі або тугоплавкі глини, відходи видобутку і збагачення вугілля, бентонітові глини, а також органічні і ПАР, електроліти. СДБ, технічний лігнін, триэтаисламин, введені в кількості 0,1...1% маси сухої глини підвищують пластичність сировини завдяки утворенню на поверхні глинистих частинок адсорбційних плівок, що грають роль мастила. Найбільш ефективний спосіб введення пластифікуючих добавок - у вигляді шлікера або суспензії разом з водою замішування.

Флюсующие добавки сприяють появі рідкої фази при випалюванні виробів при більш низьких температурах в результаті утворення з компонентами основної сировини низькотемпературних евтектик. У якості флюсу добавок використовують тонкомолотий бій скла, шлаки, піритні недогарки та ін.

До забарвлюючим добавок відносять тонкомолоті светложгущиеся глини, марганцеві, залізні і фосфорні руди карбонатні породи та ін. Підготовка добавок зводиться до подрібнення або просівання їх до заданого зернового складу.

Ангоб [5]. Ангоб (франц. engobe), декоративне керамічне покриття, що наноситься на поверхню керамічного виробу і закриває колір або грубу структуру його матеріалу. Розрізняють Ангоб білі (з беложгущихся глин) і кольорові (з глин з цветообразующими добавками). Ангоб був широко поширений в античному декоративному мистецтві; в російській гончарному виробництві відомий під назвою «побела». Ангоб застосовується у виробництві кольорового цегли і двошарових фасадно-облицювальних виробів. Ангоб зазвичай наноситься (т. зв. ангобірування) пульверизацією або поливкою свежеотформованных висушених або обпалених виробів з подальшим випаленням. Ангоб може бути покритий шаром прозорої глазурі (склоподібне покриття), розписом і т. д.

Призначення ангоба. Ангоби - непрозорі покриття з високим вмістом глинистих речовин (комове глина, каолін).

По-перше, ангоб використовують як нерасплавляющегося (шорсткого, пористого...) покриття, що перекриває колір підкладки, на яку вона нанесена, службовця для подальших операцій глазурования або розпису і глазурования. У цьому сенсі часто під ангобом мають на увазі щось на зразок ґрунтовки.

По-друге, ангоб використовують в якості кінцевого покриття виробу, він надає їм красивий "лощений" вигляд, робить можливою техніку сграфитто. Такі ангоби називають покривними, рідше ангобной глазур'ю (англійський термін - slip glaze), а надзвичайно тонкодисперсні ангоби називають "терра сигилятта".

По-третє, ангоби застосовують як просту у використанні подглазурную фарбу, якою до того ж можна створити рельєфний малюнок. Популярність ангобов в цій якості дуже висока.

Ангоби повинні бути добре підігнані по складу до конкретної масі, глазурі та умов сушіння і випалу щоб уникнути відшарувань, знебарвлення і т. д. Звичайні добавки - тонкомолотий кварцовий пісок (зниження усадки), комове беложгущаяся глина (збільшення

Основні характеристики ангоба. Склад. Зазвичай ангоби містять 50 і більше відсотків глинистої складової. Найпростіші ангоби - та ж глина, з якої зроблений базовий черепок, з додаванням пігменту. Для зменшення усадки ангоби можуть містити інертний наповнювач типу кварцового піску. Для поліпшення зчеплення з черепком і підвищення щільності покриття - флюс.

Інтервал випалу ангоба визначається інтервалом розплавлення флюсу, що входить в ангоб, або спіканням глинистих компонентів. Максимальну температуру зазвичай диктує пігмент, якщо він входить до складу.

Техніка нанесення (рекомендована). Якщо на упаковці ангоба не специфікована техніка нанесення, ангоб можна наносити будь-якою технікою. Склади, призначені тільки під кисть, можуть містити спеціальні добавки для поліпшення якості мазка. Покривні ангоби призначені для нанесення на виріб так, як наноситься глазур.

Покривний ангоб Т-50 з 10% жовтого пігменту. Лощення, інкрустація кольоровими поливами.

Використання онгоба в якості покриття. Ангоби дають матові покриття, проте ці покриття принципово відрізняються від покриття матовими поливами.

* матова глазур завжди повністю розплавляється під час випалу і стає матовою в процесі охолодження. Це означає, що глазур, на відміну від ангоба, може давати патьоки, але може утворювати гігієнічні водонепроникні покриття; ангоб розплавляється тільки частково і практично завжди залишається водопроникним;

* ангоб розплавляється тільки частково, а це означає, що ступінь його розплавлення залежить від температури випалу: невеликий перепал, наприклад, із-за нерівномірності температури в печі, дасть блиск; невеликий недопал - помітну шорсткість і "пачкаемость";

* фарби, в тому числі і ангоби іншого кольору, завдані з ангобу, завжди залишаться такими, як вони виглядали до нанесення. Завдані з матовою глазурі, фарби можуть і розтектися, і провзаимодействовать з глазур'ю;

* необпалену матову глазур можна без наслідків "змастити" руками за ставкою, на ангобе сліди недбалих рук залишаться обов'язково;

* ангоб після випалу буде мати в точності ту фактуру, яку йому надали при нанесенні - фактуру кисті при нанесенні кистю, фактуру оксамиту при тонкому

Ангоби зазвичай наносять тонше, ніж глазур. Зокрема, це важливо для техніки сграфитто: в товстих шарах можуть утворюватися відколи, тоді як тонкі ріжуться як сир.

1. Ангоб для обробки лицьової керамічної цегли, що включає порошкоподібний склобій і сполучна, відрізняється тим, що він містить в якості сполучного рідке скло натрієве і додатково карбонат кальцію при наступному співвідношенні компонентів, мас.

Порошкоподібний склобій 40...50

Рідке скло натрієве 45...55

Карбонат кальцію 1...5 [5].

 

Аналіз способів виробництва

Виробництво керамічної цегли здійснюється з глиняних порід, в основному червоних. По закінченні процесу виготовлення керамічної цегли відбувається його випал з використанням температури до 1000°С.

На сьогоднішній день є два методи виробництва керамічної цегли. В основному використовується пластичний спосіб. При використанні цієї технології виробництва керамічної цегли глиняна маса (вологістю 17...30%) надходить із стрічкового пресу, а потім піддається випалу. Другий метод відрізняється способом підготовки глини - її виготовляють пресуванням під високим тиском. Однак, керамічна цегла, виготовлений таким методом, не рекомендовано застосовувати для будівництва об'єктів, що піддаються підвищеному впливу вологи [1].

Особливості виробництва лицьових виробів. Цегла та камені керамічні виготовляють за технологією будівельного цегли, тільки сировина переробляється більш ретельно.

При використанні у виробництві щільних глин, важко размокающих у воді, мають карбонатні включення, рекомендується суха підготовка сировини, а ще краще шликерная (рис 1.4), що забезпечує видалення шкідливих включень.[2]

Рис.1.4 - Технологічна схема шликерной підготовки сировини

1 - баштова розпилювальна сушарка; 2-дисковий розпилювач; 3-вентилятор; 4, 6, 10, 11, 17-конвеєри стрічкові; 5-елеватор; 7-плужковые сбрасыватели; 8-бункер; 9-живильники тарілчасті; 12-циклопромыватель СОТ; 13-димосос Д-12; 14-димова труба H-30 м; 15-проміжна ємність з пропелерної мішалки; 16-відцентровий піскові насос; 18-гидромешалка; 19, 22-насоси; 20-вібросито; 21-пропелерна мішалка[2].

 

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Пластичний спосіб пресування

Підготовка маси при пластичному способі пресування. Вихідне сировину піддають обробці у відповідних глинопереробних пристроях, щоб видалити кам'янисті і інші включення, зруйнувати його природну структуру, отримати пластичну масу, однорідну по речовинному складу, вологості, структури . Необхідних властивостей сировини і досягають природної обробкою (вивітрюванням, виморожуванням, вылеживанием з замочуванням), механічною обробкою (попереднім розпушуванням, дробленням і тонким подрібненням) методами комбінованої обробки (зволоженням, пароувлажнением, вакуумуванням), а також введенням отощающих, вигоряючими, пластифікуючих та інших добавок. Вилежування замоченою глини безпосередньо на кар'єрі покращує її формувальні та сушильні властивості.

Розпушування глини виробляють стаціонарними і пересувними глінорихлітелямі. У стаціонарному одновальцовом рыхлителе СМ-1031Б волога глина, великими грудками, розрізається билами, а суха дробиться при проходженні між прутами решітки. Для розпушування щільних глин використовують двухвальцовый глинорыхлитель конструкції Ленстройкерамики, де збільшено кількість бив до 22, встановлений під корпусом ящикового живильника внизу приймального бункера глини. Пересувний глинорыхлитель СМК-225 переміщається по рейках, укладених над бункером поперек ящикового живильника, розрізає шматки глини за допомогою бив або фрез і проштовхує їх через ґрати.

При використанні глин з підвищеною вологістю (25...35%) над корпусом ящикового живильника встановлюють замість глинорыхлителей рухливі вібруючі або переміщаються возвратнопоступательно решітки. У цьому випадку перезволожений глина з ящикового живильника попередньо по конвеєру надходить в сушильний барабан.

Дозування глини виробляють ящичным з пластинчастим живильником або стрічковим конвеєрами. У першому випадку тяговим органом є пластинчастий конвеєр, а в другому - прогумована стрічка на капронової основі .

В цілях збільшення запасу глини в скриньковому живильнику його заглиблюють і над ним влаштовують відкритий бункер з покладеними зверху рейками або металевою решіткою. Іноді встановлюють по два ящикових живильника з надбудованими бункерами, що дозволяє застосовувати різні за властивостями глини в заданому співвідношенні.

Сухі охляли, вигоряють і інші добавки дозують живильниками: дисковими (тарілчастими) типу ДТ та ДЛ, стрічковими типу ПЛ і 1ПТ, гвинтовими (шнековими), барабанними, хитними типу КЛ і КТ і вібраційними типу ПЭВ1 або ПЭВ2. Для дозування рідких добавок використовують водомірні баки сифонового типу, дозатори турбінного типу та автоматичні дозатори з електронними датчиками [16].

Первинне дроблення глини і виділення з ee великих твердих включень виробляють камневыделительными, дезинтеграторными і гвинтовими вальцями [17]. Вальці СМ-1198 (СМК-83) складаються з двох валків різного діаметру і різною частотою обертання, з яких валок більшого діаметра гладкий, а меншого - ребристий. Дезинтеграторные вальці виділяють камені завбільшки більше 10 мм, а частина великих каменів дроблять. Вальці СМК-194 призначені для первинного дроблення крихких глин і одночасного виділення з них кам'янистих включень розміром 30-180 мм. Такі вальці мають гвинтову спіраль на одному валки, інший валок гладкий.- Спіраль у вигляді виступаючих ребер відокремлює камені і направляє їх в лоток. Для крупного дроблення глин з щільними включеннями застосовують вальці ДДЗ-700 з диско-зубчастими валками .

Змішування глини з добавками після первинного дроблення проводять одне - і двухвальной лопатевих горизонтальних змішувачах. Лопатевої двовальний змішувач з пароувлажнением СМК-126 складається з корпусу, в якому розміщені два вала, с, лопатями. Змішувач оснащений трубами для подачі пари і води. У днищі корпусу влаштовані щілини для розподілу пари і люк для вивантаження маси [18].

Двовальний змішувач без парозволоження СМК-125 відрізняється відсутністю ночвоподібна кришки, щілин для подачі пари, конденсаційного циліндра, зменшеними розмірами і продуктивністю. Для створення однорідної суміші, очищення від органічних включень (коріння, деревні відходи) зазвичай застосовують двовальний змішувач СМ-1238 з фільтруючою сіткою. Маса, що надходить в корпус змішувача, перемішується плоскими лопатями, потім захоплюється гвинтовими лопатями і продавлюється через отвори решіток в прийомну лійку стрічкового конвеєра.

Для вторинного подрібнення і обробки глиняної маси, в залежності від її властивостей і необхідного ступеня обробки, застосовують дірчасті вальці, бігуни мокрого помелу та глинорастиратели. Дірчасті вальці по конструкції відрізняються від звичайних тим, що на поверхні валків є отвори. Валки обертаються назустріч один одному від одного або двох самостійних приводів. Валки встановлені з мінімальним зазором, і перероблялася глина частково затягується в зазор і подрібнюється, а основна маса глини продавлюється через отвори всередину валків і з них скочується на конвеєр. На дірчастих вальцях доцільно обробляти глину, вологість якої близька до формувальної.

Бігуни мокрого помелу також призначені для обробки глиняної маси, в результаті підвищуються її зв'язність і однорідність, а потім і міцність виробів. Продуктивність бігунів залежить від пластичності глини, засміченості її з твердими включеннями, вологості, кількості і розміру отворів чаші. Ступінь зволоження маси в бігунах визначають за зовнішніми ознаками. Нормально зволожена глина добре обробляється і не прилипає до катків і скребкам, перезволожений прилипає до них, замазує отвори в плитах і стінки чаші. Глинорастиратели застосовують для поліпшення обробки глиняної маси переважно при виробництві пустотілих виробів. Глинорастиратели встановлюють після бігунів, дірчастих вальців або вальців тонкого помелу з метою підвищення однорідності маси по вологості і структурі.

· Технічна характеристика глинорастирателя СМ-1241

· Продуктивність, м3/год ........ 20

· Потужність електродвигуна, кВт ........ 55

· Внутрішній діаметр чаші, мм ........ 2800

· Габарити, мм: висота...... 2320-2820

Довжина....... 4730

Ширина.... 3975

· Маса, кг ................................................ 15800

· 

Тонке подрібнення глиняної маси здійснюють диференціальних вальцях тонкого помелу. При формуванні тонкостінних виробів зазор між валками зменшують до 2 мм, а при наявності вапнякових включень - до 1 мм. З цією метою застосовують вальці СМК-102, в яких забезпечена жорстка фіксація зазору між валками в 1 мм, підвищена частота обертання одного з валків до 15 м/с, збільшено співвідношення швидкостей обертання валків до 1,5:

Вальці комплектують двома шліфувальними пристосуваннями. При важкоперероблюваних глинах рекомендується встановлювати два комплекти вальців тонкого помелу: з проміжком 4-5 мм на першому комплекті і 1-2 мм на другому.

Вилежування попередньо обробленої маси проводять у відкритих шихтозапасниках, звідки через декілька днів її подають многоковшовым екскаватором на стрічковий конвеєр, з якого вона надходить у змішувач вакуумного преса. Останнім часом для виробництва пустотілих керамічних виробів замість відкритих шихтозапасников включають механізовані місткість» 100-150 м3. Шихтозапасник СМК-178 - сталева циліндрична ємність, розширюється в нижній розвантажувальної частини. Дно вежі викладено перфорованими плитами, над якими обертаються ножі - протиратели. Протерта глина надходить на обертову тарілку і вивантажується на конвеєр. Суміщення процесів вилежування протягом 8-10 год, парового прогріву і протирання маси в шихтозапаснике дає можливість отримувати масу високої якості.

Пресування керамічних стінових виробів з пластичних мас здійснюють на стрічкових безвакуумных та вакуумних пресах. Безвакуумный прес СМК-21 (СМ-294) призначений для формування цегли з пластичних глин вологістю 18...20% . Прес СМ-47 конструктивно майже однаковий з пресом СМК-21, але відрізняється розмірами деталей і вузлів, габаритами, масою і продуктивністю.

Стрічковий вакуумний комбінований прес СМ-443А дозволяє перед формуванням виробів видаляти з маси повітря за допомогою вакууму. Вакуумування дає можливість пресувати виріб з вологістю на 2...3% менше, ніж зазвичай. Вакуумування в поєднанні з пароувлажнением маси знижує утворення тріщин при сушінні, брус стає більш щільним, міцним, з чітким окресленням кутів і граней. Оптимальну глибину вакууму визначають експериментально. Грубодисперсні глини вимагають порівняно низького вакууму, а дрібнодисперсні пластичні, чутливі до сушки глини - більш глибокого вакууму (0,9...1,2 МПа).

Стрічковий вакуумний агрегатний прес СМК-133 відрізняється від попереднього тим, що прес і двовальний лопатевий змішувач мають самостійні приводи, що включають циліндричний вертикальний редуктор з централізованою системою змащення, фрикційну муфту і електродвигун. Змішувач може бути встановлений паралельно осі преса або перпендикулярно їй. Прес комплектують вакуум-насосом РМК-3. Агрегатний вакуум-прес СМК-168 має ряд конструктивних особливостей. Двовальний змішувач оснащений системою водо - і парозволоження. Перетину його валів квадратні. Привід валів оснащений запобіжним пристроєм. У передній частині вакуум-камери і на валах змонтовані механізми подрібнення маси.

Крім стрічкових вакуумних пресів вітчизняного виготовлення на цегельних заводах застосовують вакуумні преси типу «Кема», що поставляються НДР. Такий прес не має глиносмесителя. Приймальна частина преса відкрита. Вакуум-камера розташована в середині подовженого валу і обладнана перфорованою решіткою, через яку гвинтами маса продавлюється. Тут вона дезаэрируется.

Різка глиняного бруса, що виходить з мундштука стрічкового преса, як правило, здійснюється однострунными автоматами лучкового типу СМ-678, СМ-678А і модернізованим аналогом останнього СМК-163. Порівняно з автоматами СМ-678 і СМ-678А, які ще експлуатуються на багатьох підприємствах, в СМК-163 швидкозношувані деталі (кулак і втулка) замінені шарнірним трехзвенным механізмом; приймальний конвеєр довше в 2 рази, удосконалено ущільнення корпусів підшипників, введена блокування вмикання преса при відкинутому огорожі ріжучого смичка та ін.

Керамічна цегла-сирець пластичного пресування проходить сушку конвективним методом, при цьому в якості теплоносія і одночасно вологопоглинача використовують нагріте повітря або димові гази. Якщо в результаті швидкого випаровування вологи з поверхні виробу (зовнішня дифузія) різниця в кількості її на поверхні і всередині (внутрішня дифузія) перевищує допустиму межу, то виріб буде розтріскуватися. Цю межу називають критичною межею вологовмісту або критичним градієнтом вологості. Швидкість сушіння визначають по кількості води, яка видаляється з одиниці поверхні виробу ,одиницю часу, і її регулюють температурою, відносною вологістю, об'ємом і швидкістю руху теплоносія. Оптимальний режим сушіння, що забезпечує отримання високоякісного вироби в мінімальні терміни при можливо менших витратах теплоти і електроенергії, встановлюють експериментально.

Піч. Випал цегли. Кільцева піч. Широке поширення кільцевих печей, в яких обпалюють близько 60 % продукції, що пояснюється їх високою тепловою ефективністю, порівняно високою продуктивністю, можливістю спалювання будь-якого виду палива (з переходом з одного виду на інший без зупинки печі), простотою експлуатації і ін. якостями. Саме такі печі використовує цегельний завод р. Лубни. Принцип дії кільцевої печі показаний на рис.2.1 (а-в) [19].

Рисунок 2.1 - Кільцева піч безперервної дії

а - схема роботи печі; б - аксонометрична схема; в - поперечний розріз

1-жарової очелок; 2 - ходки; 3 - димовий канал; 4 - обжиговый канал; 5 - жарової канал; 6 - паливні трубки;7, 8-отвори (очелки); 9-димосос; 10-паперова ширма;11, 12-димові і жарові клапана.

При. безперервної експлуатації печі випалювальний канал майже цілком заповнений виробами. Вільними залишаються дві-три камери, через відкриті ходи яких завантажують сирець і вивантажують обпалена цегла. У кільцеву піч сирець завантажують з вологістю 6-8 %. В зоні досушки і підігріву видаляється залишкова волога, і сирець підігрівається до температури займання палива. В зоні температуру випалу сирцю доводять до максимальної і витримують для її вирівнювання по товщині. В зоні охолодження він інтенсивно охолоджується зовнішнім повітрям, що надходить у камери. Підігріте повітря далі надходить у зону випалу для горіння палива, а димові гази направляють в зони досушки та підігріву. Відпрацьовані димові гази і надмірна гаряче повітря потрапляють в димовий канал печі, з якого відсмоктуються вентилятором і направляються в сушарку або викидаються в атмосферу.

Садка сирцю складається з чотирьох основних елементів: ніжок, перекриття ніжок, колосникових ґрат і власне садки. Садка конструкції П. А. Дуванова передбачає укладання сирцю прямою і косою «ялинкою» без поперечної перев'язки. Поперечний ряд в коші передбачають тільки для перекриття ніжок. Відносно рівномірний розподіл швидкості газів по перетину печі досягають при коші сирцю з додатковими ніжками на десятому по висоті ряду від поду печі (садіння конструкції І. Я. Мазова). Щільність садки в печі на твердому вигляді палива 210 - 220 шт./м3, на рідкому і газоподібному паливі - не більше 200 шт./м3. На деяких підприємствах освоєна пакетна садка і вивантаження электропогрузчиками. При полуциркульном зводі випалювального каналу частину простору доповідається вручну.

Спалювання палива в кільцевих печах безпосередньо в середовищі розпеченого сирцю створює сприятливі умови швидкого і повного завершення процесу горіння і теплопередачі. Тверде паливо подають дрібними порціями через паливні трубочки (очелки) у зводі печі.

Цегла-сирець може містити значну кількість (до 70% необхідного для випалу) запресованого палива, що вводиться спеціально або при використанні паливовмісних сировинних матеріалів. У цих випадках додаткове кількість твердого палива подають в основному в бічні трубочки, а в центральні лише в останній період випалу для досягнення максимальної температури. В залежності від умов роботи кільцевих печей витрата палива коливається в широких межах, однак на більшій частині підприємств він складає 120-130 кг умовного палива на 1000 шт. цегли.

Ангобірованний цегла або камінь отримують нанесенням на що виходить з мундштука преса брус декоративного керамічного покриття товщиною 0,2...0,3 мм (ангоба). Сировинними матеріалами для ангобов служать беложгущиеся глини -80...90% і склобій - 10...20%. Для отримання кольорового покриття до складу ангоба вводять 5...7% керамічного барвника. Ангоби наносять на відформовані вироби у вигляді керамічної суспензії-шлікера середньою щільністю 1300 кг/м3 з допомогою форсунки. Коефіцієнти термічного розширення основного цегли і ангоба повинні бути близькими [2].

2.2 Розрахунок фондів робочого часу

Вихідні дані

=365-Число днів в обліковому періоді

=24 Число годин на добу

=105 Кількість неробочих днів в обліковому періоді

=8 Тривалість зміни

=7 Число передвихідні днів

=2 Час на який скорочується тривалість зміни

=24+12 Неминучі витрати робочого часу з поважних причин

= 0.87 Коефіцієнт використання обладнання

Результати розрахунку

Кількість робочих днів у році =260

Календарний фонд дорівнює кількості календарних днів у розрахунковому періоді, помноженому на 24 год, тобто для невисокосного року.

Календарний фонд часу - це число календарних днів місяця, кварталу, року, що припадають на одного робітника чи на колектив робітників [20].

Календарний фонд робочого часу для оцінки обладнання (одного робітника), год

Одна зміна =1

Дві зміни =2

Три зміни =3

Режимний фонд визначається режимом виробництва. Цей фонд дорівнює добутку числа робочих днів у розрахунковому періоді на число годин у робочих змінах [20].

Номінальний режимний фонд часу, год

- Прийнятий режим змінності роботи відділення

Одна зміна =1

Дві зміни =2

Три зміни =3

Дійсний фонд часу роботи устаткування дорівнює режимному за вирахуванням часу на планово-попереджувальний ремонт [20].

Дійсний фонд часу роботи робітника, год

Дійсний фонд часу роботи обладнання, год

Одна зміни

Дві зміни

Три зміни

3 КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ

3.1 Класифікація. Основні розміри. Позначення

За ДСТУ Б Ст. 2.7-61-97 [6] «Цегла та камені керамічні рядові і лицьові Технічні умови» (цей стандарт відповідає Міждержавному стандарту ГОСТ 530-2007 [21] «Цегла та камені керамічні. Технічні умови» в частині обов'язкових вимог» повнотілі і порожнисті, рядові н лицьові керамічні цеглу та каміння (далі - вироби), виготовлені способом напівсухого пресування або пластичного формування глинистих і кремнеземистих (трепел, діатоміт) осадових порід і промислових відходів вуглевидобутку та вуглезбагачення, зол, шлаків тощо) з мінеральними та органічними добавками або без них і обпалені в печах.

Вироби класифікують за такими основним ознаками:

· призначенням;

· міцності;

· розмірам;

· середньої щільності;

· морозостійкості;

· радіоактивності.

За призначенням вироби підрозділяють на два види: рядові (Р) і лицьові (Л).

Рядові вироби застосовують для кладки зовнішніх і внутрішніх стін та інших елементів будинків і споруд, для виготовлення стінових панелей і блоків, а також для кладки фундаментів.

Лицьові вироби застосовують для кладки і одночасного облицювання стін та інших елементів будинків і споруд. Їх лицьові поверхні можуть бути гладкими, рифленими або офактуренными, природного кольору (кольору нормально обпаленої черепка), пофарбованими шляхом введення в сировинні матеріали добавок або іншими способами. Лицьові поверхні офактуренных облицювальних виробів можуть бути отримані торкретированием мінеральною крихтою, ангобированием, глазуруванням, двошаровим формуванням або іншими способами.

Таблиця 3.1 - Класифікація виробів по міцності (марки)

Марка виробу
Межа міцності в МПа (кгс/см2)
    
При стисненні для всіх видів виробів
При вигині для
        
Повнотілої цегли пластичного формування
Цегли полусухго пресування і пустотілої цегли
Потовщеної цегли
    
Середня для 5 зразків
Найменший для окремого зразка
Середня для 5 зразків
Найменший для окремого зразка
Середня для 5 зразків
Найменший для окремого зразка
Середня для 5 зразків
Найменший для окремого зразка

Класифікація виробів по міцності (марки) наведена в табл.3.1

Примітка. Межа міцності порожнистих виробів при стиску визначають площі без вирахування

Класифікація виробів залежно від розмірів наведено в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 - Класифікація виробів в залежності від розмірів

Тип виробу
Номінальні розміри
Коефіцієнт перерахунку на умовний цегла
    
довжині, мм
шириною, мм
товщині, мм

Цегла звичайних розмірів (умовний)
250
120
65
1,00

Цегла потовщена
250
120
88
1,35

Цегла модульних розмірів
288
138
63
1,28

Цегла модульних розмірів потовщений
288
138
88
1,79

Цегла потовщена з горизонтальним розташуванням пустот
250
120
138
2,12

Камінь звичайних розмірів
250
120
138
2,12

Камінь модульних розмірів
288
138
138
2,81

Камінь модульних розмірів укрупнений
288
288
88
3,74

Камінь укрупнений
250
250
138
4,42

Камінь укрупнений з горизонтальним розташуванням пустот
250
250
120
3,85

Примечание. Допускается по согласованию с потребителем выпускать изделия с другими размерами при условии соблюдения обязательных требований настоящего стандарта.    

 

Классификация изделий в зависимости от средней плотности приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Классификация изделий в зависимости от средней плотности

Группа изделий    
Средняя плотность, кг/м3    
Теплопроводность, Вт/мК    

Эффективные кирпич камни    
Не более 1400    
Не более 0,46    
    
1450        

Условно эффективные кирпич и камни    
От 1400 до 1600 вкл.    
От 0,46 до 0,58 вкл.    
    
От 1450 до 1600 вкл.        

Обыкновенный кирпич    
Более 1600    
Более 0,58    

Примечание 1. Определение средней плотности и теплопроводности производят на изделиях, высушенных до постоянной массы.Примечание 2. Показатели теплопроводности определяются факультативно до накопления опыта и сравнительных данных.    

По морозостойкости кирпич и камни подразделяются на марки F-15, F-25, F-35 и F-50.

Классификация изделий в зависимости от суммарной удельной активности естественных радионуклидов по классам радиоактивности производится в соответствии с ДБН В.1.4-1.01, ДБН В.1.4-2.01.

Умовні позначення виробів, відвантажених споживачам в Україні, містять літерні (х) і цифрові (у)

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)