Технологія виробництва силікатної цегли

Технологія виробництва силікатної цегли.

Цегла є найдавнішим будівельним матеріалом. Хоча аж до нашого часу широке розповсюдження мав в багатьох країнах невипалені цегла-сирець, часто з додаванням в глину різаної соломи, застосування в будівництві обпаленого цеглини також сходить до глибокої старовини ( споруди в Єгипті, 3-2-е тисячоліття до н. е..).

У наш час більше 80% всього цегли виробляють підприємства цілорічної дії, серед яких є великі механізовані заводи, продуктивністю понад 200млн.шт. у рік.

Білгородська область є досить перспективною для виробництва силікатної цегли, яке обґрунтовується не тільки зручним розташуванням сировини, але й широкі можливості реалізації продукції.

В даний час з'явилося безліч спеціальних барвників для обробки фасадів, це дозволяє надати силікатній цеглі будь-який колір і відтінок. Широке поширення отримала оздоблення стін колотим силікатною цеглою.

Різновидами силікатної цегли є вапняно-шлаковий і вапняно-зольний цегла. Відрізняються вони від звичайного силікатного цегли меншою щільністю і кращими теплоізоляційними властивостями. Для їх приготування замість кварцового піску використовують шлаки або золу.

В даній курсовій роботі виробництво силікатної цегли буде розглядатися на прикладі Бєлгородського комбінату будівельних матеріалів (БКСМ) або АТ «Будматеріали». Форму акціонерного товариства комбінат придбав у 1992 році. Основними видами продукції є: силікатна цегла, вапно будівельна, крейда мелена, газо-силікатні блоки, газо-бетонні плити, мастика.

Основними цехами заводу є: силікатний цех, гірничий цех, мелоизвестковый цех, цех технічного крейди, цех герметик. В якості палива використовується природний газ, теплота згоряння якого дорівнює 7986 ккал/м³ .

1.Визначення проекту.

В даній розглядається цех по виробництву силікатної цегли потужністю 100.000.000 шт. ум. кір. у рік. Силікатна цегла відноситься до групи автоклавних в'яжучих матеріалів. Силікатна цегла застосовують для кладки стін і стовпів у цивільному і промисловому будівництві, але його не можна застосовувати для кладки фундаментів печей, труб і інших частин конструкцій, що піддаються впливу високих температур, стічних та грунтових вод, що містять активну вуглекислоту.

Силікатна цегла є екологічно чистим продуктом. За техніко-економічними показниками він значно перевершує глиняна цегла. На його виробництво витрачається 15...18 годин, у той час як на виробництво глиняної цегли - 5...6 днів і більше. У два рази знижуються трудомісткість і витрати палива, а вартість - на 15...40%. Однак у силікатної цегли менше вогнестійкість, хімічна стійкість, морозостійкість, водостійкість, дещо більша щільність і теплопровідність. В умовах постійного зволоження міцність силікатної цегли знижується. Силікатна цегла виробляється декількох розмірів:

- 250*120*65мм

Для поліпшення якості і споживчих властивостей рекомендується робити, поряд зі стандартним вапняно-піщаним цеглою, вапняно-зольний цегла, а також різні барвники.

Вапняно-зольний цегла містить 20...25% вапна і 75...80% золи. Технологія виготовлення така ж, як і вапняно-піщаної цегли. Щільність 1400...1600 кг/м3, теплопровідність - 0,6...0,7 Вт/(м С). Цеглу використовують для будівництва малоповерхових будівель, а також для надбудови верхніх поверхів.

В якості способу виробництва рекомендується силосний спосіб. Порівняно з барабанним, цей спосіб більш економічний, а технологія виробництва більш проста. Далі в курсовому проекті буде докладніше обґрунтований силосний спосіб виробництва.

2.Технічна характеристика продукції.

Вимоги до технічних властивостей силікатної цегли змінюються в залежності від області його застосування, зазвичай визначається будівельними нормами, неоднаковими в різних країнах.

Міцність при стисненні і вигині.

Залежно від межі міцності на стиск силікатну цеглу підрозділяють на марки 75, 100, 125, 150 і 200.

Марка цегли визначається середнім межею міцності при стисненні, який зазвичай становить 7,5 – 35 МПа. У стандартах ряду країн (Росія, Канада, США), поряд з цим, також регламентують межу міцності цегли при вигині. Пустотілі камені середньою щільністю 1000 і 1200 кг/м³ можуть мати марки 50 і 25. У більшості стандартів передбачено визначення міцності цегли в повітряно-сухому стані і лише в англійському стандарті – у водонасиченому.

У стандартах наведено середня міцність цегли даної марки і мінімальні значення межі міцності окремих цеглин проби, що складають 75 – 80% середнього значення.

Водопоглинання – це один з важливих показників якості силікатної цегли і є функцією його пористості, яка залежить від зернового складу суміші, її формувальної вологості, питомого тиску при ущільненні. За ДСТ 379 – 79 водопоглинання силікатної цегли повинно бути не менше 6%.

При насиченні водою міцність силікатної цегли знижується в порівнянні з його міцністю в повітряно-сухому стані так само, як і в інших будівельних матеріалів, і це, зниження обумовлене тими ж причинами. Коефіцієнт розм'якшення силікатної цегли при цьому залежить від його макроструктури, від мікроструктури цементуючого речовини і складає звичайно не менш 0,8.

Влагопроводность.

Вона характеризується коефіцієнтом влагопроводности , який залежить від середньої щільності цегли. При р_пор. , приблизно рівної 1800 кг/м³ , і різної вологості має наступні значення:

Таблиця 1.

W , %	0,9	2	5	8	11	14	16,5	18,5
*10-5 , кг\м2	0	3,6	6,9	8,7	10,2	14,5	30	73

Морозостійкість.

У нашій країні морозостійкість цегли, особливо лицьового, є поряд з міцністю найважливішим показником його довговічності. По ГОСТ' 379 – 79 встановлені чотири марки цегли по морозостійкості. Морозостійкість рядового цегли повинна складати не менш 15 циклів заморожування при температурі – 15⁰ С і відтавання у воді при температурі 15 – 20⁰ С, а лицьового – 25, 35, 50 циклів в залежності від кліматичного пояса, частин і категорій будівель, в яких його застосовують.

Зниження міцності після випробування на морозостійкість у порівнянні з водонасиченими контрольними зразками не повинно перевищувати 20% для лицьового і 35% для рядового цегли першої категорії і відповідно 15 і 20% для цегли вищої категорії якості.

Вимоги по морозостійкості цегли марок 150 і вище пред'являються тільки в тому випадку, якщо його застосовують для облицювання будинків. При цьому цегла повинна пройти 25 циклів випробувань без зниження міцності більш ніж на 20%. По польському стандарту силікатна цегла всіх видів повинен витримувати не менше 20 циклів заморожування і відтавання без ознак руйнування. У стандартах Англії, США і Канади для облицювання зовнішніх частин будівель, що піддаються зволоженню і заморожування, передбачається цегла підвищеної міцності (21 – 35 МПа), але його морозостійкість не нормується.

Морозостійкість силікатної цегли залежить в основному від морозостійкості цементуючої речовини, яка у свою чергу визначається його щільністю, мікроструктурою і мінеральним складом новоутворень. За даними П. Р. Комохова, коефіцієнт морозостійкості цементного каменю з пресованого вапняно-кремнеземистого в'яжучого автоклавної обробки коливається після 100 циклів від 0,86 до 0,94. При цьому зі збільшенням питомої поверхні кварцу з 1200 до 2500 см² /г коефіцієнт морозостійкості дещо зростає, а при подальшому збільшенні дисперсності кварцу він знижується.

В даний час у зв'язку з застосуванням механічних захоплень для знімання й укладання сирцю в сировинну широту стали вводити значно більшу кількість дисперсних фракцій для підвищення його щільності і міцності. Внаслідок цього в структурі вироблюваного зараз силікатної цегли помітну роль грають вже микрокапилляры, в яких вода не замерзає, що значно підвищує його морозостійкість.

Морозостійкість силікатних зразків залежить від виду гідросилікатів кальцію., цементуючих зерна піску (низькоосновних, високоосновних або їх суміші). Після 100 циклів випробувань коефіцієнт морозостійкості зразків, попередньо пройшли випробування на атмосферостійкість, дорівнював для низкоосновной зв'язки 0,81, высокоосновной – 1,26 та їх суміші – 1,65.

Вивчалася також морозостійкість силікатних зразків, виготовлених на основі пісків різного мінерального складу. Були використані найбільш розповсюджені піски: дрібний кварцовий, чистий і з домішкою 10% каолинитовой або монтмориллонитовой глини, полевошпатовый, суміш 50% полевошпатового та 50% дрібного кварцового, великий кварцовий, що містить до 8% польових шпатів.

Кремнеземистая частина в'яжучого складалася з тих же, але розмелених порід. Співвідношення між активною окисом кальцію і кремнеземом у в'яжучому призначали виходячи з розрахунку одержання цементуючою зв'язки з переважанням низько - або високоосновних гідросилікатів кальцію або їх суміші. Кількість в'яжучого у всіх випадках було постійним. Однак, морозостійкість силікатних зразків після 100 циклів заморожування і відтавання залежить не тільки від типу цементуючою зв'язки, а й від мінерального складу піску. Вплив мінерального складу піску особливо позначається при наявності зв'язки з низькоосновних гідросилікатів кальцію, коли в суміш введено 10% каолинитовой або монтмориллонитовой глини. Коефіцієнт морозостійкості при цьому падає до 0,82. При підвищенні основності зв'язки коефіцієнт морозостійкості складів, навпаки, підвищується до 1,5, що свідчить про триваючу реакції між компонентами в процесі випробувань.

З наведених даних видно, що добре виготовлений силікатна цегла необхідного складу є досить морозостійким матеріалом.

Атмосферостійкість.

Під атмосферостійкість зазвичай розуміють зміна властивостей матеріалу в результаті впливу на нього комплексу факторів: перемінного зволоження та висушування, карбонізації, заморожування і відтавання.

Н. Н. Смирнов досліджував мікроструктуру свежеизготовленных і пролежали в кладці 10 років зразків силікатної цегли Кореневського, Краснопресненського, Люберецкого і Митищинського заводів. Він встановив, що в загальному випадку лусочки новоутворень за 10 років частково заміщуються вторинним кальцитом у результаті карбонізації гідросилікатів кальцію.

Гаррісон і Бессі відчували протягом багатьох років силікатна цегла різних класів міцності, заритий в грунт повністю або наполовину, а також лежить в лотках з водою і на бетонних плитах, покладених на поверхню землі. Вони встановили, що зовнішній вигляд цегли, що лежали 30 років у землі з дренирующим і не дренирующим грунтом, мало змінився, але їх поверхню розм'якшилася, а у цегли, частково зариті в землю, відкрита частина залишилася без ушкоджень, хоча в деяких випадках поверхня покрилася мохом.

Стан цеглин, що знаходилися 30 років на бетонних плитах, залежало від їхнього класу, Так, опинилися без пошкоджень або мали незначні ушкодження 95% цеглин класу 4 – 5 (28 – 35 МПа), 65% .цеглин класу 3 (21 МПа) і 25% цеглин класу 2 (14 МПа). Всі цеглини класу 1 (7 МПа) мали ушкодження вже через 16 років. Всі цеглини, що лежали 30 років на землі в лотках з водою, отримали пошкодження, і чим нижче клас цегли, тим раніше вони з'являлися: у цеглин класу 1 – через 8 років, класу 2 – через 19 років; класу 3 – через 22 роки і для класів 4 – 5 – через 30 років.

Міцність цегли, що пролежали в землі 20 років, зменшилася приблизно вдвічі. При цьому найбільше зниження міцності спостерігалося у цеглин, що знаходилися в недренирующем глинистому грунті, а найменше – у цегли, наполовину заритих у землю (стійма). За 20 років в залежності від умов перебування в грунті карбонизировалось 70 – 80% гідросилікатів кальцію, причому в основному карбонізація відбулася в перші 3 роки. Таким чином, навіть при таких винятково жорстких випробуваннях силікатна цегла класів 3 і 4 виявився досить стійким.

Загальновідомо, що міцність силікатної цегли після охолодження підвищується. Саме тому за раніше що діяв ОСТ 5419 передбачалося визначати його міцність не раніше ніж через два тижні після виготовлення. Були проведені випробування цегли на зразках, відібраних від великого числа партій (у цілому 3 млн. шт.). По 10 цеглин з кожної проби розколювали навпіл, половинки різних цеглин складали попарно в певній послідовності і відчували відразу, а інші укладали на стелажі і мали в тій же послідовності через 15 діб. При цьому було встановлено, що міцність цегли за цей час зросла в середньому на 10,6%, вологість його зменшилася з 9,6 до 3,5%, а вміст вільної окису кальцію знизилась на 25% початкового. Таким чином, підвищення міцності силікатної цегли через 15 діб. після виготовлення можна пояснити спільним впливом його висихання і часткової карбонізації вільної вапна.

Термографическими і рентгеноскопічними дослідженнями встановлено, що після випробування зразків у кліматичній камері помітних змін в цементуючій зв'язці не зазначається, а після карбонізації гидросиликаты кальцію перетворюються в 'карбонати і гель кремнекислоти, які є стійкими утвореннями, цементуючими зерна піску.

Таким чином, можна вважати, що силікатна цегла, виготовлений з пісків різного мінерального складу з 'використанням тонкомолотого вапняно-кремнеземистого в'яжучого, є цілком атмосферостійким матеріалом.

Стійкість у воді й агресивних середовищах.

Стійкість силікатної цегли визначається ступенем взаємодії цементує його речовини з агресивними середовищами, так як кварцовий пісок стійкий до більшості середовищ. Розрізняють газові і рідкі середовища, у яких стійкість силікатної цегли залежить від їх складу. З цих даних випливає, що силікатна цегла нестійкий проти дії кислот, які розкладають гидросиликаты і карбонати кальцію, цементирующие зерна піску, а також проти містяться в повітрі агресивних газів, парів і пилу при відносній вологості повітря не більше 65%. Необхідно зазначити, що наведені орієнтовні дані відносяться до силікатній цеглі за ДСТ 379 – 53, вимоги до якості якого значно нижче, ніж за ДСТ 379 – 79.

Зразки силікатної цегли піддавали впливу проточною і не - проточною дистильованої та артезіанської води протягом більше 2 років. В основному коефіцієнт стійкості зразків падає в перші 6 міс., а потім залишається без зміни. Більш високий коефіцієнт стійкості – у зразків, що містять 5% меленого піску, а більш низький – у зразків, до складу яких уведено 5% меленої глини. Зразки, що містять 1,5% меленого піску, займають проміжне положення: їх коефіцієнт стійкості становить приблизно 0,8, що слід визнати досить високим для рядового силікатної цегли.

Аналогічні зразки піддавали впливу сильно мінералізованих ґрунтових вод, що містять комплекс солей, а також 5%-ного розчину Na₂ SO₄ і 2,5%-ного розчину MgSO₄ .

Кожні 3 міс. визначали міцність і коефіцієнт стійкості зразків, що знаходилися в різних розчинах. У розчині Na₂ SO₄ міцність зразків знижується в основному протягом 9 міс., а до 12 міс. вона стабілізується і надалі не змінюється. На відміну від цього міцність зразків, що знаходилися в розчині MgSO₄ , падає весь час, і вони починають інтенсивно руйнуватися вже через 15 міс.

Як правило, коефіцієнт стійкості зразків, що містять 5% меленого піску, складає в грунтових водах та розчині Na₂ SO₄ приблизно 0,9, що містять 1,5% меленого піску – 0,8, тоді як у зразків, до складу яких уведено 5% меленої глини, в грунтовій воді і 5%-ном розчині Na₂ SO₄ він досягає 0,7. Отже, зразки з меленою глиною не можна визнати досить стійкими до впливу агресивних розчинів, а також м'якої та жорсткої води.

Таким чином, силікатна цегла, до складу якого введено 5% меленого піску, має високу стійкість до мінералізованих ґрунтових вод, за винятком растворовМдЅО₄ .

Жаростійкість.

К. Р. Дементьєв, нагревавший силікатна цегла при різній температурі протягом 6год, встановив, що до 200'З його міцність збільшується, потім починає поступово падати і при 600'С досягає початкової. При 800'С вона різко знижується внаслідок розкладання цементуючих цегла гідросилікатів кальцію.

Підвищення міцності цегли при його прожарюванні до 200'З супроводжується збільшенням вмісту розчинної SiO₂ , що свідчить про подальше протікання реакції між вапном і кремнеземом.

Ґрунтуючись на даних досліджень та досвіді експлуатації силікатної цегли в димоходах і димових трубах дозволяється застосовувати силікатна цегла марки 150 для кладки димових каналів у стінах, в тому числі від газових приладів, для розділок, вогнезахисної ізоляції та облицювання; марки 150 з морозостійкістю Мрз35 – для кладки димових труб вище горищного перекриття.

Теплопровідність.

Теплопровідність сухих силікатних цеглин і каменів коливається від 0,35 до 0,7 Вт/(м 'С) і знаходиться в лінійній залежності від їх середньої щільності, практично не залежать від кількості та розташування порожнин.

Випробування в кліматичній камері фрагментів стін, викладених з силікатних цеглин і каменів різної пустотності, показали, що теплопровідність стін залежить тільки від щільності останніх. Теплоэффективные стіни виходять лише при використанні багатопустотних силікатних цеглин і каменів щільністю не вище 1450 кг/м³ і акуратному веденні кладки (тонкий шар нежирного розчину щільністю не більше 1800 кг/м³ , не заповнює порожнечі в цеглі).

3.Оцінка конкуренції і ринків збуту продукції.

Протягом ряду останніх років в Білгородській області намітилося стабільне підвищення попиту на будівельні матеріали. Насамперед, це пов'язано з відносно сприятливим економічним кліматом області (місто Білгород зайняв провідне місце серед міст Росії у соціально-економічному аспекті). Завдяки цьому, підвищився попит на житло, що призвело до посиленого будівництва, як багатоквартирних будинків, так і для однієї сім'ї. Причому, виходячи з різних факторів краще будівництво житлових приміщень саме з цегли.

АТ «будматеріали» збувають силікатна цегла по всій Бєлгородської області, займаючи близько 1/3 ринку збуту силікатної цегли. Так як комбінат використовує для виробництва сировину бєлгородської області, транспортуючи його рейковим способом, знижуючи таким чином питомі витрати і собівартість продукції, продукція заводу користується попитом. Місткість ринку зростає за рахунок збільшення розширення будівництва в обласному центрі.

Силікатна цегла на основі золи ТЕС і порошкоподібної вапна.

Питань використання зол теплових станцій у виробництві силікатної цегли присвячено велике число досліджень. Однак найчастіше зола розглядалася як компонент автоклавного в'яжучого або добавка (20 – 30 %) у силікатну суміш. Золи застосовуються в якості кремнеземистого компонента в ніздрюватих бетонах, але до недавнього часу практично не використовувалися при виготовленні силікатної цегли.

У УралНИИстромпроекте проведені дослідження і розроблена технологія виробництва известковозольного цегли. Сировинними компонентами є золошлакова суміш Ладижинської ТЕС-2 і пил газоочистки известеобжигательных печей Челябінського металургійного комбінату.

Випробування проб пилу рукавних фільтрів і циклонів показали повну відповідність її вимогам стандарту до порошкоподібної будівельного вапна: вміст активних СаО+МдО – 60 %, час і температура гасіння – відповідно 1,5-3 хв і 78-96⁰ С. Вапняний пил характеризується рівномірним зміною обсягу.

Зерновий і хімічний склади золошлакової суміші, проби якої відбиралися з різних горизонтів золовідвалу, представлені в табл. 2.

Таблиця 2.

Насипна щільність золошлакової суміші становить 760-1000 кг/м³ , вологість 26 – 36 %. За зерновим складом вона є середньозернистої, так як містить 73-78% зольної складової. Зразки зольної становила в суміші з портландцементом при кип'ятінні виявляють рівномірність зміни обсягу.

Залежність міцності вапняно-зольного сирцю і цегли від величини формувальної вологості і тиску пресування (табл. 3) аналогічна впливу зазначених факторів на властивості вапняно-піщаної цегли. Однак оптимальна формувальна вологість досліджуваної суміші складає 10 – 14 мас. %, що вдвічі перевищує величину, характерну для традиційних сировинних матеріалів.

Таблиця 3.

Міцність сирцю і цегли зростає пропорційно збільшенню тиску пресування. Темпи зміцнення сирцю і зростання тиску пресування однакові. Міцність цегли в дослідженому діапазоні вологості суміші підвищується повільніше, ніж тиск пресування.

У вапняно-піщаних сумішей менш тісна залежність міцності сирцю від величини тиску пресування. Ці відмінності обумовлені, насамперед, більш розвиненою поверхнею частинок золошлакової суміші, ніж у кварцового піску однакового зернового складу. Розвинена поверхня зумовлює збільшення числа контактів між частинками при ущільненні і пов'язане з цим підвищення міцності зчеплення і механічного зачеплення. Частка останніх в міцності сирцю на основі кварцового піску складає всього 20 – 30%. Підвищення ролі названих чинників у формуванні міцності вапняно-піщаного сирцю і цегли досягається при збільшенні витрати в'яжучого або введення в сировинну суміш ущільнюючих або укрупняющих добавок.

Наведені в табл. 3 дані отримані на вапняно-зольної суміші, що містить 5,6 % СаО акт. Підвищення вмісту вапна до 9,2% (СаО акт.) при вологості суміші 13,5 % і тиску пресування 30 МПа сприяло зростанню міцності сирцю до 1,1 МПа і цегли до 16,3 МПа.

Вивчення кінетики автоклавного твердіння вапняно-зольного цегли показало, що він потребує більш тривалому запарюванні, ніж вапняно-піщаний цегла. Оптимальна тривалість ізотермічної витримки склала в залежності від величини тиску пари в автоклаві: 8 – 9 ч при 0,8 МПа., 6 – 8 год за 1 МПа, 4 – 6 год при 1,2 МПа.

Зразки цегли марок 100, 125 і 150 витримали комплексні випробування і мають наступні характеристики:

водопоглинання, мас. % .............................................. 18-22

марка по морозостійкості ..............................................F 25

зниження міцності при стисненні

у водонасиченому стані, % .................................18-20

щільність цегли, кг/м³ ....................................... 1400-1500

коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м*К)..............0,4-0,46

приріст теплопровідності

на 1 мас. % вологості, Вт/(м К) ................................... 0,015

Цегла і сировинні компоненти успішно пройшли санітарно-гігієнічну експертизу.

Зольний цегла користується попитом, що обумовлено поліпшеними споживчими властивостями (на 25-30% менша щільність у порівнянні з традиційним силікатною цеглою і відповідно кращі теплозахисні властивості) і більш низькою ціною цегли. Істотне зниження собівартості ефективної зольного цегли досягнуто не тільки за рахунок використання дешевої техногенної сировини, але і завдяки відсутності двох таких енергоємних технологічних переділів, як випал вапна і помел в'яжучого.

Перевагою даної технології є також екологічний ефект від застосування промислових відходів замість природних матеріалів.

У наслідок усього перерахованого така цегла є найбільш ефективним і конкурентоспроможним.

4.Технологічна частина.

4.1.Сировина та її технологічна характеристика.

4.1.1 Пісок.

Основним компонентом силікатної цегли (85 – 90% по масі) є пісок, тому заводи силікатної цегли розміщують, як правило, поблизу родовищ піску, і піщані кар'єри є частиною підприємств. Склад і властивості піску визначають багато в чому характер і особливості технології силікатної цегли.

Пісок – це пухке скупчення зерен різного мінерального складу розміром 0,1 – 5 мм. За походженням піски поділяють на дві групи.– природні і штучні. Останні, в свою чергу, поділяють на відходи при дробленні гірських порід (хвости від збагачення руд, висівки щебеневих кар'єрів тощо), дроблені відходи від спалювання палива (пісок з паливних шлаків), дроблені відходи металургії (піски з доменних і ватержакетных шлаків).

За призначенням їх можна підрозділяти на піски для бетонних і залізобетонних виробів, кладок і штукатурних розчинів, силікатної цегли. В даній курсовій роботі висвітлюються лише дані про піски для виробництва силікатної цегли.

Форма і характер поверхні зерен піску.

Ці фактори мають велике значення для формування силікатної суміші і міцності сирцю, а також впливають на швидкість реакції з вапном, що починається під час автоклавної обробки на поверхні піщин. За даними В. П. Батурина, В. А. Преображенського і Твенхофелла, форма зерен піску може бути окатаної (близьку до кулястої).; полуокатанной (більш хвилясті обриси); полуугловатой (неправильні обриси, гострі ребра і кути притуплені); кутастої (гострі ребра і кути). Поверхня піщинок може бути гладкою, корродированої і регенерованої. Остання виходить при наростанні на песчинках однорідного матеріалу, наприклад кварцу на кварцових зернах.

Гранулометрия пісків.

У виробництві силікатної цегли гранулометрия пісків відіграє важливу роль, так як вона у вирішальній мірі визначає формуемость сирцю з силікатних сумішей. Найкращою гранулометрией піску є та, середні зерна розміщуються між великими, а дрібні – між середніми і крупними зернами.

Більшість дослідників до пісків відносять зерна розміром 0,05 – 2 мм. В. о. Охотин виділяє при цьому дві фракції: піщані – 0,25 – 2 мм і дрібнопіщані – 0,05 – 0,25 мм. В. І. Фадєєв поділяє пісок з розміром зерен на п'ять груп: грубі (1 – 2 мм), великі (0,5 – 1 мм), середні (0,25 – 0,5 мм), дрібні (0,1 – 0,25 мм) і дуже дрібні (0,05 – 0,1 мм).

При змішуванні однакових по масі трьох фракцій піску (великого, середнього і дрібного) з співвідношенням розмірів їх зерен 4:2:1 отримують суміш з високою пористістю; при співвідношенні 16:4:1 пористість значно зменшується, при співвідношенні 64:8:1 – зменшується ще більш сильно, при співвідношенні 16² :16:1 досягається найбільш щільна їх упаковка.

Встановлено, що оптимальна упаковка зерен силікатної суміші (з урахуванням наявності в ній тонкодисперсних зерен в'яжучого) знаходиться в межах співвідношень від 9:3:1 до 16:4:1.

Пористість пісків.

Пористість пухко насипаних окатанных пісків зростає в міру зменшення діаметра їх фракцій, а в ущільненому вигляді вона однакова для всіх фракцій, за винятком дрібної. Пористість гострокутних пісків зростає в міру зменшення їх розмірів, як у пухкому, так і в ущільненому стані (табл. 4).

Таблиця 4.

З табл. 5 випливає, що зі зменшенням крупності пісків їх пористість зростає досить значно. Таким чином, у більшості случаевмелкие піски (за винятком добре окатанных) володіють підвищеною пористістю як у пухкому, так і в ущільненому стані, у зв'язку з чим при їх використанні у виробництві силікатної цегли витрачають більше в'яжучого.

Таблиця 5.

Вологість.

У ґрунтах міститься вода у вигляді пари, гігроскопічна, плівкова, капілярна, у твердому стані, кристалізаційна і хімічно зв'язана. Здатність ґрунту утримувати в собі воду за рахунок молекулярних сил зчеплення називають молекулярною вологоємністю, а вологість, що відповідає максимальному змочуванню, – максимальною молекулярною вологоємністю. Остання зростає по мірі зменшення розміру фракцій піску, що видно з табл. 6.

Таблиця 6.

Вологість піску в значній мірі впливає на його обсяг, що необхідно враховувати при перевезенні піску у залізничних вагонах або баржах, а також при намиві його на карти. Найбільший обсяг піски займають при вологості приблизно 5%.

Видобуток і обробка піску

Видобуток піску. Всі силікатні заводи розміщують зазвичай поблизу родовища основної сировини – піску. Для БКСМ пісок добувається в Новоольшанском кар'єрі. Перш ніж приступити до видобутку піску, місце видобутку – кар'єр – необхідно попередньо підготувати до експлуатації. Для цього знімають розкривні породи, тобто верхній шар, що містить землю, сторонні предмети, глину, органічні речовини і т. п. Якщо товщина шару не більше 1 м, то верхній шар знімають бульдозером або скрепером з наступним транспортуванням його у відвал. Якщо ж розкривні породи мають велику висоту, відстань до відвалу значне, то розкривні роботи проводять екскаваторами і відвозять порожню породу рейковим або автомобільним транспортом. Видобуток піску починається після зняття розкривних порід і проводиться одноківшевими екскаваторами, обладнаними прямою лопатою з різною ємністю ковша.

Транспортування піску від вибою. Для перевезення піску від вибою у виробниче приміщення, тобто до пісочним бункерів, користуються різним транспортом, а саме: рейковим, автотранспортом, стрічковими транспортерами і т. д.

На Білгородському комбінаті використовується рейковий транспорт для перевезення сировини з кар'єрів.

Для перевезення піску від вибою до пісочним бункерів вагонетками укладається вузькоколійний рейковий шлях. Рейкові шляхи по своїй будові поділяються на постійні й переносні; при розгалуженні і для переїзду з одного шляху на інший встановлюють стрілочні переводи. Залежно від прийнятої системи руху складів існують наступні різновиди шляхів: одноколійна тупикова чи кільцева. Кар'єрні шляху необхідно завжди підтримувати в справному стані.

Основні вимоги до стану шляху: баластний шар повинен мати задану товщину і укоси; всі шпали повинні бути щільно підбито щоб уникнути осідання шляху при русі составів; шлях повинен бути отрихтован строго по прямій або по кривій даного радіуса без відхилень у бік.

При рейковому транспорті пісок вантажать екскаватором в великовантажні вагонетки Т-54 з перекидним кузовом, ємністю 2,5 – 3 м³ .

З вагонеток в пісочні бункера пісок розвантажують, перекидаючи кузов. Ця трудомістка операція в даний час на ряді заводів механізована.

При невеликій відстані від вибою до піскових бункерів для транспортування піску використовують стрічкові транспортери, які являють собою нескінченну стрічку з багатошарової прогумованої тканини, надягнуту на два циліндричних барабан (приводний і натяжний). Якщо привести в обертання один з барабанів – приводний, то стрічка починає рухатися і приводить в рух другий барабан – натяжна. Під стрічкою встановлюють підтримуючі ролики. Чим ширше транспортерна стрічка, тим більша кількість матеріалу вона може перекинути за одиницю часу. Щоб матеріал не сбрасывалсясленты, встановлюється певна швидкість руху.

Обробка піску. Пісок, що надходить з вибою до його вживання у виробництво, повинен бути відсіяний від сторонніх домішок – каменів, грудочок глини, гілок, металевих предметів і т. п. Ці домішки в процесі виробництва викликають шлюб цегли і навіть поломки машин. Тому над пісковими бункерами на БКСМ встановлюють барабанні грохоти.

4.1.2 Вапно.

Вапно є другою складовою частиною сировинної суміші, необхідної для виготовлення силікатної цегли.

Сировиною для виробництва вапна є карбонатні породи, що містять не менше 95% вуглекислого кальцію CaCO_3. До них відносяться вапняк щільний, вапняковий туф, вапняк-черепашник, крейда, мармур. Усі ці матеріали являють собою осадову гірську породу, що утворилася головним чином в результаті відкладення на дні морських басейнів продуктів життєдіяльності тваринних організмів. На БКСМ використовується крейда, що добувається в кар'єрі «Зелена поляна».

Вапняк складається з вапняного шпату – кальциту – і деякої кількості різних домішок: вуглекислого магнію, солей заліза, глини та ін Від цих домішок залежить забарвлення вапняку. Зазвичай він буває білим або різних відтінків сірого та жовтого кольору. Якщо вміст глини у вапняках більш 20%, то вони носять назву мергелів. Вапняки з великим вмістом вуглекислого магнію називаються доломітами.

Мергель є вапняно-глинистою породою, яка містить від 30 до 65% глинистого речовини. Отже, наявність у ньому вуглекислого кальцію складає всього 35 – 70%. Зрозуміло, що мергелі абсолютно не придатні для виготовлення з них вапна і тому не застосовуються для цієї мети.

Доломіти, так само як вапняки, відносяться до карбонатних гірських порід, що складається з мінералу доломіту (СаСО₃ *МдСО₃ ). Так як вміст вуглекислого кальцію менше 55%, то для випалу на вапно вони також непридатні. При випалюванні вапняку на вапно вживають тільки чисті вапняки, не містять великої кількості шкідливих домішок у вигляді глини, окису магнію та ін

За розмірами шматків вапняки для випалювання на вапно поділяються на великі, середні і дрібні. Розміри шматків вапняку наведено в табл. 7.

Таблиця 7.

Чинним ГОСТ 5331 – 55 встановлені правила приймання вапняків і методи їх випробування. Розмір партії вапняку встановлений у 100 т, причому залишок понад 50 т вважається також партією.

Зміст дрібниці у вапняку визначають, просіваючи 1 т, породи через грохоти.

Основним в'яжучим матеріалом для виробництва силікатних виробів є будівельне повітряне вапно. За хімічним складом вапно складається з окису кальцію (СаО) з домішкою деякої кількості окису магнію (МдО).

Розрізняють два види вапна: негашене і гашене; на заводах силікатної цегли застосовується негашене вапно. Технічні умови на повітряне негашене вапно регламентовані ГОСТ 9179 – 59, згідно з яким вапно поділяється на три сорти. Вимоги до якості вапна викладені в табл. 8.

Таблиця 8.

Технічні умови на негашене грудкове вапно.

При випалюванні вапняк під впливом високої температури розкладається на вуглекислий газ і окис кальцію і втрачає 44% свого початкового ваги. Після випалу вапняку виходить вапно комове (кипілка), має сірувато-білий, іноді жовтуватий колір.

При взаємодії комового вапна з водою відбуваються реакції гідратації СаО+ Н₂ О = Са(ОН)₂ ; МдО+Н₂ О=Мд(ВІН)₂ . Реакції гідратації окису кальцію і магнію йдуть з виділенням тепла. Комове вапно (кипілка) у процесі гідратації збільшується в об'ємі і утворює пухку, білого кольору, легку порошкоподібну масу гідрату окису кальцію Са(ВІН)₂ . Для повного гасіння вапна необхідно додавати до неї води не менше 69%, тобто на кожен кілограм негашеного вапна близько 700г води. У результаті виходить досконала суха гашене вапно (пушонка). Якщо гасити вапно з надлишком води, виходить вапняне тісто.

До вапна пред'являють наступні основні вимоги:

1) вапно повинна бути бистрогасящаяся, тобто час гасіння її не повинно перевищувати 20 хв.; застосування медленногасящейся вапна знижує продуктивність гасительных установок;

2) сума активних оксидів кальцію і магнію (СаО+МдО) у вапна повинна складати не менш 85%;

3) вміст окису магнію у вапні не повинно перевищувати 5%, так як магнезіальних вапно гаситься повільно;

4) зміст недопалену вапна не повинно перевищувати 7%, так як вона не активна і не впливає на твердіння цегли при запарюванні, а є баластом, що збільшує витрату вапна і підвищить вартість собівартість готової продукції;

5) вапно не повинна бути перепаленої, так як в такому вигляді вона повільно гаситься і викликає розтріскування цегли в запарочных котлах (автоклавах).

Вапно потрібно зберігати тільки в критих складських приміщеннях, що захищають її від впливу вологи. Не рекомендується тривалий час зберігати вапно на повітрі, так як в ньому завжди міститься невелика кількість вологи, яка гасить вапно. Вміст у повітрі вуглекислого газу призводить до карбонізації вапна, тобто з'єднанню з вуглекислим газом і тим самим часткового зниження її активності.

Погасившаяся вапно може бути використана для виробництва силікатної цегли. Однак внаслідок того, що вона після гасіння перетворюється в дрібний і дуже легкий порошок (пушонку), її застосування пов'язано з великими труднощами: збільшуються втрати, підвищується витрата вапна і собівартість.

4.1.3 Вода.

При виробництві силікатної цегли воду застосовують на всіх стадіях виробництва: при гасінні вапна, приготуванні силікатної маси, пресуванні і запарюванні цегли-сирцю, одержання технологічної пари.

Природна вода ніколи не буває абсолютно чистою. Найбільш чистою є дощова вода, але і вона містить різні домішки, що потрапили в неї з повітря (розчинені гази, пил, мікроорганізми). Розчинених речовин в такій воді трохи і тому вона називається м'якою. Вода, що містить велику кількість вуглекислих солей кальцію і магнію (карбонатних), называетсяжесткой. Застосовувати жорстку воду в промислових цілях, наприклад для одержання технологічної пари, без попереднього пом'якшення її не можна, інакше при кипінні води на стінках промислових котлів утворюється накип, яка виводить їх з ладу. При постачанні котлів м'якою водою подовжується термін їх служби.

Боротьба з накипом в парових котлах здійснюється двома способами: обробкою пом'якшення води до надходження її в парові котли і внутрикотловой обробкою.

Воду пом'якшують двома способами: термічним і хімічним. Термічний спосіб заснований на розкладанні карбонатної жорсткості нагріванням води до 85 – 110⁰ , при цьому утворюються важкорозчинні випадають в осад карбонат кальцію та гідроксид магнію. Цей спосіб зазвичай застосовується в поєднанні з хімічним методом. Реагентами при цьому є їдкий натр і кальцинована сода.

Внутрикотловая обробка полягає в розчиненні накипу соляною кислотою (5 – 7-відсотковим розчином), для чого через парові котли прокачують розчин. Тривалість промивання залежить від ступеня забруднення (але не більше - 10 – 20 год.). По закінченні кислотної промивки і після видалення кислоти котли промивають слабким розчином лугу.

Вода при нагріванні перетворюється в пару; якщо воду нагрівати в закритій посудині, наприклад у котлах, то вона буде випаровуватися з поверхні і пар буде накопичуватися в просторі над поверхнею води до тих пір, поки між водою і утворюється з неї пором не встановиться динамічна рівновага, при якому в одиницю часу стільки ж молекул води випаровується, скільки і переходить назад у рідину. Пар, що знаходиться в рівновазі з рідиною, з якої він утворився, называетсянасыщенным. У виробництві силікатної цегли для гасіння силікатної маси і для запарювання цегли-сирцю застосовується насичена пара, що виробляється в котельнях.

4.2.Опис технологічної схеми виробництва з обґрунтуванням технологічних процесів.

4.2.1 Підготовка силікатної маси.

Дозування компонентів.

Для одержання сировинної суміші (силікатної маси) необхідної якості необхідно правильно дозувати їх.

Дозу вапна в силікатній масі визначають не за кількістю вапна в ній, а за змістом тієї її активної частини, яка буде брати участь у реакції твердіння, тобто окису кальцію. Тому норму вапна встановлюють у першу чергу в залежності від її активності.

На кожному заводі звичайно її встановлюють дослідним шляхом. Середній вміст активного вапна в силікатній масі дорівнює 6 – 8%. При вживанні свіжо вапна без сторонніх домішок і недопалювання кількість її може бути зменшено; якщо ж у вапна міститься велика кількість недожженного каменю ипосторонних домішок, а також якщо вапно довго зберігалась на повітрі, норма її в суміші повинна бути збільшена. Як недостатня, так і надмірна кількість вапна в силікатній масі спричиняє небажані наслідки: недостатній вміст вапна знижує міцність цегли, підвищений вміст здорожує собівартість, але в той же час не надає позитивного впливу на якість. Активність вапна, що надходить у виробництво часто змінюється, тому для отримання маси з заданою активністю потрібно часто змінювати в ній кількість вапна. На БКСМ використовується вапно активністю 70 – 85%.

Практично на виробництві користуються заздалегідь складеними таблицями, що дозволяють визначати дозування вапна в кг на одиницю продукції (1 м³ силікатної маси 1000 шт. цегли) – таблиця 9.

Таблиця 9.

Потрібну кількість піску отмеривается за обсягом, а вапно за вагою за допомогою бункерних ваг.

Крім вапна і піску, складовою частиною силікатної маси є вода, необхідна для повного гасіння вапна. Вода також надає масі пластичність, необхідну для пресування цегли-сирцю, і створює сприятливе середовище для протікання хімічної реакції твердіння цегли при його запарюванні.

Кількість води повинна точно відповідати нормі. Нестача води призводить до неповного гасіння вапна; надлишок води, хоча і забезпечує повне гасіння, але створює не завжди допустиму вологість силікатної маси. Волога частково надходить з піском, кар'єрна вологість якого коливається в залежності від кліматичних умов. Кількість води, необхідне для доведення вологості силікатної маси до потрібної величини, практично також можна заздалегідь розрахувати в залежності від кар'єрної вологості надходить у виробництво піску і скласти таблицю для визначення витрати води на одиницю продукції (1000 шт. цегли або 1 м³ силікатної маси). Кількість води (л ), потрібну для дозволоження силікатної маси (на 1000 шт. цегли), в залежності від вологості піску, наведено в табл. .

Таблиця 10.

Загальний витрата води для одержання силікатної маси необхідної якості становить близько 13% (від ваги маси) і розподіляється таким чином (у%):

на гасіння вапна.....................................................2,5

на випаровування при гасінні............................................3,5

на зволоження маси...................................................7,0

Хімічна реакція гасіння вапна протікає за формулою:

СаО+Н² О=Са(ОН)²

Іноді для підвищення міцності цегли в силікатну масу вводять різні добавки у вигляді меленого піску, глини та ін

Чтобы достигнуть правильного соотношения всех составляющих компонентов, применяют специальные дозировочные приспособления. Ввиду того что приготовление силикатной массы требуемого качества является одной из наиболее важных операций в технологическом процессе производства силикатного кирпича, обязательно регулярно проверять в лабораториями ее свойства.

Определение скорости гашения извести следует производить не менее двух раз в смену; в случае удлинения времени гашения извести необходимо немедленно изменить режим гашения путем удлинения цикла приготовления силикатной массы.

Определение активности извести (содержание СаО+МgО) необходимо проводить также два раза в смену и соответственно с активностью извести изменять дозировку ее для получения нормальной силикатной массы.

Активность и влажность силикатной массы следует проверять через каждые 1 – 1,5 часа и в случае отклонения получаемых показателей от заданных немедленно изменять дозировку извести и воды.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

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,)