Силикатный кирпич

Установлено, что оптимальная упаковка зёрен  силикатной смеси (с учётом наличия в ней тонкодисперсных зёрен вяжущего) находится в пределах соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.

     Пористость песков.

Пористость  рыхло насыпанных окатанных песков возрастает по мере уменьшения диаметра их фракций, а в уплотненном виде она одинакова для всех фракций, за исключением мелкой. Пористость остроугольных песков возрастает по мере уменьшения их размеров, как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии (табл. 4).

        

Таблица                                                    

Фракция, мм	Пористость песков, %, в состоянии
	рыхлом		уплотнённом
	окатанные	остроугольные	окатанные	остроугольные
2 – 1 1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,1 – 0,06	36,06 36,3 39,6 44,8 44,53	47,63 47,1 46,98 52,47 54,6	33,4 33,63 33,42 34,35 39,6	37,9 40,61 41,09 44,82 45,31

 

Из табл. 5 следует, что с уменьшением крупности  песков их пористость

возрастает  довольно значительно. Таким образом, в большинстве случаев мелкие

пески (за исключением хорошо окатанных) обладают повышенной пористостью как в

рыхлом, так и в уплотненном состоянии, в связи с чем при их использовании в

производстве силикатного кирпича расходуют больше вяжущего.

                                                   

   

     Влажность.

В грунтах  содержится вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная,

капиллярная, в твердом состоянии, кристаллизационная и химически связанная.

Способность грунта удерживать в себе воду за счет молекулярных сил сцепления

называют  молекулярной влагоемкостью, а влажность, соответствующую

максимальному смачиванию, – максимальной молекулярной влагоемкостью.

Последняя возрастает по мере уменьшения размера фракций песка, что видно из

табл. 6.

                                                        Таблица 6.

    

Материал	Фракция, мм	Максимальная молекулярная влагоёмкость
Песок: крупный средний мелкий очень мелкий Глина	1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,005 - 0	1,57 1,6 2,73 4,75 10,18 44,85

 

Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необходимо

учитывать при перевозке песка в железнодорожных  вагонах или баржах, а также  при

намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%.

Для каждой группы природного песка  полный остаток на сите с сеткой № 063 и модуль крупности М_к должны соответствовать значениям, указанным в таблице 5.

 

Группа песка	Полный остаток на сите №063, % по весу	Модуль крупности
Крупный	Более 50	Более 2,5
Средний	30-50	2,5-2,0
Мелкий	10-30	2,0-1,5
Очень мелкий	Менее 10	1,5-1,0

Таблица 5 – Группы крупности песков

 

Причем, если при определении группы песка по крупности он не отвечает одновременно обоим требованиям  таблицы 6, то решающей является величина модуля крупности этого компонента.

От качества песка в значительной степени зависит качество силикатного  кирпича. Одним из важных показателем  является зерновой состав песка. Наиболее эффективен кварцевый песок неоднородный по гранулометрическому составу  с наличием зерен с острыми  гранями и шероховатой поверхностью. В этом случае происходит более компактная укладка сырьевой смеси в процессе прессования за счет равномерного распределения  крупных мелких зерен песка между  собой, а также более полное связывание кварца с известью в процессе тепловлажностной обработки.

По зерновому составу песок  должен удовлетворять требованиям  таблицы 6. (ОСТ 21-1-72)

 

Таблица 6 – Зерновой состав песка /4/

Размеры отверстий контрольных сит мм	Полные остатки на ситах, % по весу
2,5	0-10
1,25	0-18
0,63	10-47
0,315	30-80
0,14	60-90
0,08	70-95

 

При использовании однородных по гранулометрическому  составу песков, а также содержащих зерна окатанной формы, требуется  большое количество извести при  формовании, а сырец и готовый  силикатный кирпич, как правило, имеют  более низкую прочность.

Зерен крупнее 5 мм не должно быть более 5% по весу.

Существенное влияние на качество цветного силикатного кирпича оказывают  примеси песка. Вредные примеси  – комковатые глинистые включения  – затрудняют подготовку и переработку  силикатной массы, снижают прочность  и 

морозостойкость кирпича, повышают его  водопоглощение. Поэтому при изготовлении цветного силикатного кирпича, к которому предъявляются более высокие требования по прочности и морозостойкости, силикатные заводы должны уделить особое внимание вопросам переработки силикатной массы, содержащей глинистые включения.

В кварцевых песках однородного  состава при равномерном распределении  и допустимом содержании глина оказывает  положительное влияние на формовочную  способность смеси, сырцовую прочность  кирпича и качество готовой продукции.

Содержание в песке пылевидных, илистых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм должно быть не более 10%, в том числе глинистых частиц размером менее 0,005 мм – не более 2%; содержание слюды – не более 0,5%.

Содержание в песке сернистых  и сернокислых примесей в пересчете  на SO₃ должно быть не более 2%, а щелочей (в пересчете на Na₂О) не более 3,6% /4/.

Известь должна характеризоваться  быстрым гашением и не должна содержать  более 5% MgO. Пережог замедляет скорость гашения извести и даже вызывает появление в изделиях трещин, вспучиваний и других де.фектов, поэтому для производства автоклавных силикатных изделий известь не должна содержать пережога. 

 

 

1.3 Выбор и обоснование способа  и технологической схемы производства

 

 

Силикатный известково-песчаный кирпич по своей форме, размерам и основному  назначению не отличается от глиняного  кирпича.  Кирпич изготовляют из известково-песчаной смеси следующего состава: 92—95% чистого кварцевого песка, 5—8е; воздушной извести и примерно 7% воды.

Обожженная известь пластинчатым конвейером с металлическим настилом непрерывно подается в щековую дробилку для предварительного грубого помола и далее молотковую дробилку. Известь из бункера и песок из бункера (около 10% от веса поступающей извести) поступает в гомогенизатор, где происходит частичное гашение извести за счет естественной влажности песка.

Кварцевый песок из карьера в  вагонетках электровозом транспортируется в бункер, откуда питателем-дозатором  и ленточным конвейером направляется на грохот. После рассева необходимая фракция песка поступает в бункер. Песок из бункера ленточным конвейером и молотая известь (с добавкой песка) из бункера  винтовым конвейером непрерывно подаются в двухвальный смеситель, где тщательно перемешиваются, увлажняются и обрабатываются горячим паром. Подготовленная известково-песчаная смесь ленточным конвейером распределяется по силосам.

После вылеживания и усреднения известково-песчаная смесь поступает  на грохот, где верхний класс удаляется, а нижний направляется в двухвальный смеситель для дополнительного перемешивания, а затем в бункер пресса. Прессуют кирпич на механических прессах под давлением до 150—200 кГ/см2. Такое высокое давление обеспечивает получение плотного и прочного кирпича. Отформованный сырец укладывают на вагонетку, которую направляют в автоклав для твердения.

Свежеотформованный кирпич при  помощи автомата-укладчика укладывается в определенном порядке на запарочные вагонетки. Чаще всего используются прессы с неподвижным столом. Автоматический укладчик раскладывает кирпичи в ряды на подвижную ленту.

Профиль укладки на вагонетке соответствует  сечению автоклава. Запарочные вагонетки  с кирпичом-сырцом подаются по рельсовым  путям в автоклавы. В последние они поочередно заталкиваются толкателем.

Температуру сырца в период загрузки в автоклав можно принять 40°С. Температура стенок автоклава выше, чем температура сырца, в связи с этим тепло передается наружным поверхностям кладки сырца на вагонетках и часть воды из него испаряется, повышая относительную влажность воздуха в автоклава, если одна из его крышек закрыта.

При впуске насыщенного пара он омывает  сырец, вагонетки и стенки автоклава  и смешивается с находящимся  там воздухом. Вначале происходит только интенсивный прогрев сырца  благодаря большой разности температур между ним и паром. Давление же сохраняется на уровне атмосферного до тех по, пока средняя температура в нем не достигнет 100°С. Этот период является пропариванием сырца без давления.

После выравнивания температур условия  твердения во всех зонах становятся одинаковыми.  В этот период происходит пропаривание кирпича под давлением  до 12 атмосфер и температуре 180-210 Сº, образуются гидросиликаты кальция, отличающихся высокой прочностью:

 

nCaO + SiO₂+ Н₂О    ^{t=180-210 Сº, P=8-12 атм} nCaO · SiO₂· Н₂О (3)

 

Как только давление начинает снижаться, тотчас же находящаяся в порах  кирпича вода становится перегретой по отношению к теоретической  температуре жидкости и бурно  вскипает. Цикл запаривания длится 8,7 часов.

Режим работы автоклава:

1,5 час – подъём пара,

5-6 час – выдержка,

1-1,5 час – спуск пара.

По окончании тепловлажностной обработки крышки автоклава открываются и при очередном проталкивании вагонеток с противоположной стороны выталкиваются вагонетки с кирпичом, прошедшим автоклавную обработку. На складе готовой продукции для разгрузки используют мостовые краны с грейферными захватами.

Рисунок 2- Технологическая схема производства

 

1.4 Режим работы и фонд рабочего  времени

 

 

Режим работы следует принимать  в соответствии с нормами технологического проектирования и технологическими регламентами.

 

Таблица 7- Режим работы

Наименование отделений и переделов  производства	Количество рабочих смен в сутки	Количество рабочих дней в году	Номинальный фонд раб времени	Коэффициент использования, Ки	Фактический раб фонд времени
Прием сырья (автотранспортом)	1	253	2024	1	2024
Помольное отделение	2	253	4048	0,9	3643
Смесеприготовительное отделение	2	253	4048	0,9	3643
Формовочное отделение	2	253	4048	0,82	3319
Запарочное отделение	3	253	6072	0,95	5768
Склад готовой продукции: -по приему	3	253	6072	0,95	5768