Производство керамического кирпича полусухим прессованием

Масса кирпича и камней должна удовлетворять  требованиям ГОСТ 22951-07.

По прочности кирпич и камни  подразделяют на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.

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

Намечаемый к производству кирпич керамический в данной  курсовой работе должен соответствовать ГОСТ 530-07 "Кирпич и камни керамические". К производству планируется кирпич со следующими параметрами:

 

 

длина — 250 мм,

ширина — 120 мм,

толщина — 65 мм,

кирпич полнотелый  

марка кирпича (по прочности) — 150

плотность (объемная масса) — 1600 кг/м3

морозостойкость (Мрз) — 25-35.

пористость 8%

По теплотехническим свойствам  и плотности (объемной массе) планируемый  к выпуску кирпич относится к  группе условно эффективных, улучшающих теплотехнические свойства стен. Он может  применяться для облицовочных работ  и для рядовой кладки стен жилых  и общественных зданий.

 

 

 

Технические требования к  выпускаемой продукции, правила  приемки, маркировки, хранения и транспортировки

                   Требования ГОСТ 530-2007:

Таблица 3.

Номинальные размеры эффективных изделий

Вид изделий	Номинальные размеры, мм
	длина	ширина	толщина
Кирпич одинарный	250 ± 5	120 ± 4	65 ± 3
Кирпич утолщенный	250 ± 5	120 ± 4	88 ± 3
Камень	250 ± 5	120 ± 4	138 ± 4

 

Отклонение от перпендикулярности граней не должно превышать ± 3 мм. Известковые включения, вызывающие после пропаривания изделий разрушение поверхностей и отколы глубиной более 6 мм, не допускаются. На поверхности изделий допускается наличие отколов по наибольшему измерению от 3 до 10 мм числом не более 3 шт. Количество половняка в партии не должно быть более 5%. Не допускается поставка потребителю недожженных и пережженных изделий.

 

 

Таблица 4.

Нормы дефективности  эффективных изделий

Вид дефекта	Число дефектов
1. Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм	2
2. Отбитости и притупленности ребер глубиной не более 10 мм и длиной от 10 до 15 мм	2
3. Трещины протяженностью до 300 мм по постели не более чем до первого ряда пустот (глубиной на всю толщину кирпича или на 1/2 толщины тычковой или ложковой грани): - на ложковых гранях - на тычковых гранях	1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кирпич и камни керамические имеют форму прямоугольного параллелепипеда  с прямыми рёбрами и углами и ровными гранями на лицевых  поверхностях. Поверхность граней может  быть рифлёной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными  углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот - не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм.

 

 

Таблица 5.

                       Марки выпускаемых эффективных изделий

Марка изделия	Предел прочности, МПа (кгс/см2), не менее
	При сжатии			При изгибе
	Средний для  5 образцов	Наименьший для отдельного образца		Средний для  5 образцов			Наименьший для отдельного образца
150	15,0 (150)		12,5 (125)		2,1 (21)		1,0 (10)
125	12,5 (125)		10,0 (100)		1,9 (19)	0,9 (9)
100	10,0 (100)		7,5 (75)		1,6 (16)	0,8 (8)

 

Экономическая эффективность применения пустотелых кирпичей определяется максимально  допустимой средней плотностью изделий, составляющей 1350 кг/м3, при которой  возможно уменьшить во втором климатическом  поясе толщину наружной стены  на 120 мм (½ кирпича). Масса такого кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 2,6 кг. По морозостойкости изделия подразделяют на марки: F15, F25, F35 и должны выдерживать количество циклов не меньше нижнего предела. Водопоглощение не должно быть для пустотелых изделий менее 6%. Кирпич керамический относят к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (АЭФФ) в изделиях не должна быть более 370 Бк/кг.

Изделия должны изготовляться в  соответствии с требованиями ГОСТа  по технологическому регламенту, утвержденному  предприятием-изготовителем и маркироваться  в каждом пакете по одному в среднем  ряду по ГОСТ 14192.

Изделия должны быть приняты техническим  контролем предприятия-изготовителя. Изделия принимают партиями. Объем  партии устанавливают в количестве не более выработки одной печи в сутки. Партия должна состоять из изделий одного вида, одной марки  по прочности и морозостойкости. Для проверки соответствия изделий  требованиям настоящего стандарта  проводят приемосдаточные и периодические  испытания.

Приемосдаточные испытания осуществляют по следующим показателям: внешний  вид (наличие дефектов внешнего вида), размеры и правильность формы, масса  изделия, предел прочности при сжатии изделий, предел прочности при изгибе для кирпичей марки 100. Периодические  испытания проводят не реже одною  раза: в две недели - для определения  наличия известковых включений; в месяц - для определения водопоглощения, предела прочности при изгибе кирпичей марки 125 и 150; в квартал - для определения морозостойкости; в год - для определения Аэфф в том случае, если отсутствуют данные поставщика сырьевых материалов. Периодические испытания по показателям водопоглощения, морозостойкости и Аэфф проводят при изменении сырья и технологии, а также других влияющих факторах.

Теплопроводность изделий определяют при постановке продукции на производство, а также каждый раз при изменении  сырьевых материалов, размера и количества пустот. Для проведения приемосдаточных  и периодических испытаний изделия отбирают методом случайного отбора из разных мест партии.

 

1.2.  Характеристика сырья

Суглинок - рыхлая осадочная горная порода, содержащая 10-30% глинистых частиц (размером менее 0,005 мм ). По содержанию глинистых частиц выделяют тяжелые (20-30%), средние (15-20%) и легкие (10-15%) суглинки.

Используются как сырье для  производства кирпича, черепицы, реже - керамической плитки.

 

В проектируемом участке для  производства керамического кирпича  в качестве основного компонента используем  суглинок Чаганского месторождения .

 

           Таблица 6.

                    Химический состав суглинка Чаганского месторождения ЗКО

Наименование сырья	Содержание оксидов, мас.%
	SiO₂	Al₂O₃	Ti₂O₃	Cao	MgO	Fe₂O₃	P₂O₅	F	SO₃	CO₂	Na₂O	K₂O	п.п.п
Суглинок Чаганский	51,27	12,13	-	11,97	2,09	4,88	-	-	2,43	-	3,56	-	11,67

 

По содержанию Al₂O₃ суглинок относится к группе кислого сырья, а по                       огнеупорности клегкоплавким. По содержанию Fe₂O₃ к сырью с высоким содержанием красящих оксидов (таблица 6).

Рисунок 1. Микроструктура суглинка Чаганского месторождения

 

Бентонитовая глина – один из ценных ископаемых материалов, нашедший свое применение в самых разных областях человеческой деятельности.

Рисунок 2. Бентонитовая глина

 

Другое ее название – сукновальная глина, что связано с использованием таких глин для обезжиривания  сукна. В современной промышленности бентонитовая глина используется, главным образом, в металлургии - для формирования железнорудных окатышей и изготовки формовочных смесей. Не менее важно использование бентонитовых глин при приготовлении буровых и строительных растворов, средств очистки нефтепродуктов, а также в качестве сырья для производства тепло- и гидроизоляционных материалов.

В чистом виде бентонитовая глина используется редко, чаще всего в промышленности и других областях хозяйства применяются бентонитовыеглинопорошки. Этот материал получают путем сушки и мелкого дробления бентонитовой глины. Бентонитовыеглинопопрошки добавляют в состав полимерных материалов, примешивают к бетонам, что повышает их водоадгедиозные свойства. На основе бентонитового порошка производятся наиболее доступные по стоимости буровые смеси, обладающие, к тому же, высокими эксплуатационными свойствами и обеспечивающие отличные результаты при вертикальном или горизонтальном бурении.

Бентонитовые глинопорошки в сочетании с огнеупорными материалами – основное сырье для изготовления природных формовочных смесей. В зависимости от пропорций глинопорошка и перлитов, такие смеси могут обладать различными свойствами. Формовочные смеси на основе бентонитовой глины отличаются высокой прочностью, оптимальной газонепроницаемостью, при этом легко формуются и экологически чисты.

Бентонитовая глина известна также как бентомат - материал, используемый для гидроизоляции различных объектов. Этот материал очень удобен в эксплуатации и может применяться практически при любых погодных условиях, в том числе – при отрицательных температурах.

 

 

В проектируемом участке для  производства керамического кирпича  в качестве модифицирующей добавки  используется бентонитовая глина Погодаевского месторождения Западно-Казахстанской области.

 

 

 

Таблица 7.

                  Химический состав бентонитовой глины Погодаевского месторождения ЗКО

Наименование Сырья	Содержание оксидов, мас.%
	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Fe₂O₃	SO₃	Na₂O	п.п.п
Погодаевское месторождение	61,51	17,06	2,27	3,21	6,36	1,27	3,57	6,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3. Микроструктура бентонитовой глины Погодаевского  месторождения

 

1.3. Выбор и обоснование  технологического способа производства

При производстве керамического кирпича  используется метод полусухого прессования  и метод пластического формования, каждый из которых имеет свои достоинства  и недостатки. При наличии рыхлых глин и глин средней плотности  с влажностью не свыше 23-25% применяют  пластический способ переработки глин; для слишком плотных глин, плохо  поддающихся увлажнению и обработке  с низкой карьерной влажностью (менее 14-16%) - полусухой способ переработки.

Метод полусухого прессования предусматривает  предварительное высушивание сырья, последующее измельчение его  в порошок, прессование сырца  в пресс-формах при удельных давлениях, в десятки раз превышающих  давление прессование на ленточных  прессах. Преимущества технологии полусухого прессования заключается в том, что спрессованный кирпич-сырец  укладывается непосредственно на печные вагонетки и на них высушивается в туннельных сушилках, или же, минуя  предварительнуюдосушку, непосредственно поступает на обжиг. Комплексная механизация производства осуществляется проще, чем при методе пластического формования. Однако технология полусухого прессования требует более совершенной системы аспирации на трактах приготовления и транспортирование порошка, использования более высокопроизводительных прессов.

Технологическая схема производства изделий с пластическим способом подготовки массы, несмотря на свою сложность  и длительность, наиболее распространена в промышленности стеновой керамики. Метод формования из пластических масс исторически сложился на основе пластических свойств глин и широко используется в керамической технологии. Способ пластического формования позволяет выпускать изделия в широком ассортименте, более крупных размеров, сложной формы и большей пустотности. В отдельных случаях предел прочности при изгибе и морозостойкость таких изделий выше, чем у изделий, полученных способом полусухого прессования из того же сырья.

При переработке глин в сыром  виде схема подготовки сырья несколько  проще и экономичней, поскольку  нужно меньше перерабатывающего  оборудования, следовательно, меньше энергоемкость. Все оборудование более надежно  и просто в обслуживании. Температура  обжига изделий примерно на 500С ниже, чем у изделий полусухого прессования, что позволяет также снизить  энергозатраты на обжиг и в какой-то мере компенсируют высокие затраты на сушку.