Силикатный кирпич

Введение

Сегодня большая часть промышленных, гражданских и социально-культурных объектов Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан построены из силикатного кирпича, значительная часть продукции отправляется в другие области Казахстана и регионы России.

При огромных масштабах промышленного, жилищного и культурно-бытового строительства в нашей стране, развитие промышленности строительных материалов является одним из важнейших условий создания материально-технической базы. Значительная роль при этом принадлежит предприятиям, изготавливающим глиняный и силикатный кирпич. Силикатный кирпич - широко распространенный стеновой материал, представляющий собой искусственный камень, получаемый из смеси кварцевого песка и извести путем прессования и последующего твердения в автоклаве под действием пара высокого давления. Он отличается сравнительной износостойкостью и хорошими строительными качествами: правильной формой, точными размерами и необходимой прочностью. Производство силикатного кирпича имеет ряд преимуществ по сравнению с производством глиняного кирпича. Оно характеризуется более высокой степенью механизации, компактностью технологического оборудования, коротким циклом производства, сравнительно небольшим расходом топлива.          

Заводы силикатного кирпича - это высокомеханизированные предприятия. Повышение эффективности работы силикатных заводов обеспечивается на базе широкого использования достижений науки и техники и достигается путем сокращения производственного цикла, снижения трудовых затрат, существенного улучшения качества выпускаемой

В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается. Несомненный плюс силикатного кирпича перед керамическим состоит в его повышенных звукоизоляционных характеристиках, что является немаловажным при возведении межквартирных или межкомнатных стен.

В настоящее время появилось множество специальных красителей для отделки фасадов, это позволяет придать силикатному кирпичу любой цвет и оттенок. Широкое распространение получила отделка стен колотым силикатным кирпичом.

В данной курсовой работе рассматривается цех по производству силикатного кирпича мощностью 17 млн. шт. усл. кир. в год. Силикатный кирпич относится к группе автоклавных вяжущих материалов. В качестве способа производства рекомендуется силосный способ. По сравнению с барабанным, этот способ более экономичен, а технология производства более проста. Далее в курсовом проекте будет подробнее обоснован силосный способ производства.

1 Основные свойства готовой продукции, сырья и вспомогательных материалов

Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15… 18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича – 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость – на 15…40%. Однако у силикатного кирпича меньше огнестойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водостойкость, несколько больше плотность и теплопроводность. В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается. Силикатный кирпич производится нескольких размеров:

-250*120*65 мм

-250*120*88 мм, и других видов.

Для улучшения качества и потребительских свойств 
рекомендуется производить, наряду со стандартным известково-песчаным кирпичом, известково-зольный кирпич, а также различные красители.

Известково-зольный кирпич содержит 20…25% извести и 75…80% золы. Технология изготовления такая же, как и известково-песчаного кирпича. Плотность – 1400… 1600 кг/м3, теплопроводность – 0,6…0,7 Вт/(м/С). Кирпич используют для строительства малоэтажных зданий, а также для надстройки верхних этажей.

Силикатный кирпич не уступает керамическому при строительстве зданий и сооружений, а по некоторым и превосходит его:

обладает высокой морозостойкостью;

обладает высокими противопожарными свойствами;

относится к группе несгораемых материалов;

поддерживает комфортный температурно-влажностный режим за счет «дышащих» стен;

Удобен в работе, т. к. обладает хорошими геометрическими формами.

Силикатный кирпич обладает хорошими эстетическими свойствами – он может применяться в качестве облицовочного, внося разнообразие в архитектуру наших городов и поселков.

Силикатный кирпич относится к группе автоклавных вяжущих материалов. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве, но его нельзя применять для кладки фундаментов, печей, труб и других частей конструкций, подвергающихся воздействию высоких температур, сточных и грунтовых вод, содержащих активную углекислоту.

По назначению кирпич и камни разделяют на рядовые и лицевые, по видам изготовления – на пустотелые, пористые (с пористым заполнителем), пористо-пустотелые и полнотелые. Лицевые кирпичи и камни могут быть неокрашенными и цветными – окрашенными в массе или с поверхностной отделкой лицевой грани. По теплотехническим показателям и плотности в сухом виде кирпич и камни делят па три группы: эффективные – кирпич средней плотностью не более 1400 кг/м3 камни не более 1450 кг/м3 и теплопроводностью до 0,46 Вт/(м*К) (0,4 ккал/м*ч°С); условно эффективные – кирпич средней плотностью 1401–1650 кг/м3, камни средней плотностью 1451–1650 кг/м3 и теплопроводностью до 0,58 Вт/ /(м*К) (0,5 ккал/м* ч°С); обыкновенный силикатный кирпич плотностью свыше 1650 кг/м3 и теплопроводностью до 0,7 Вт/ (м • К) (0,6 ккал/м*ч °С).

Для силикатного кирпича и камня существуют следующие марки по прочности: 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75. Лицевые изделия должны иметь марки: кирпич не менее 125 и камни не менее 100. По морозостойкости кирпич и камни подразделяют на марки: Мрз 50, Мрз 35, Мрз 25 и Мрз 15. Морозостойкость лицевых изделий должна быть не ниже 25. Более одной трещины на рядовом кирпиче и камне, пересекающей два смежных ребра одной ложковой грани и протяженностью до 40 мм по постелям, не допускается. Изделий с такими трещинами в партии не должно быть более 10%. В партии лицевых изделии должно быть половинок не более двух, а в партии рядовых – не более 3%. Общее число отбитостей, в партии должно быть не более 5%. Потеря прочности образцов кирпича и камней при сжатии после испытания их на морозостойкость не должны быть более 25% для рядовых изделий и 20% для лицевых. Водопоглощение – кирпича и камня должно быть не менее 6%.

При насыщении водой прочность силикатного кирпича снижается по сравнению с его прочностью в воздушно-сухом состоянии так же, как и у других строительных материалов, и это, снижение обусловлено теми же причинами. Коэффициент размягчения силикатного кирпича при этом зависит от его макроструктуры, от микроструктуры цементирующего вещества и составляет обычно не менее 0,8.

По ГОСТ 379-10 установлены четыре марки кирпича по морозостойкости. Морозостойкость рядового кирпича должна составлять не менее 15 циклов замораживания при температуре – 150С и оттаивания в воде при температуре 15 – 20 0С, а лицевого – 25, 35, 50 циклов в зависимости от климатического пояса, частей и категорий зданий, в которых его применяют [2].

Снижение прочности после испытания на морозостойкость по сравнению с водонасыщенными контрольными образцами не должно превышать 20% для лицевого и 35% для рядового кирпича первой категории и соответственно 15 и 20% для кирпича высшей категории качества.

Под атмосферостойкостью обычно понимают изменение свойств материала в результате воздействия на него комплекса факторов: переменного увлажнения и высушивания, карбонизации, замораживания и оттаивания.

Стойкость силикатного кирпича определяется степенью взаимодействия цементирующего его вещества с агрессивными средами, так как кварцевый песок стоек к большинству сред. Силикатный кирпич нестоек против действия кислот, которые разлагают гидросиликаты и карбонаты кальция, цементирующие зерна песка, а также против содержащихся в воздухе агрессивных газов, паров и пыли при относительной влажности воздуха более 65%. По итогам исследований , можно сказать,что силикатный кирпич, в состав которого введено 5% молотого песка, обладает высокой стойкостью к минерализованным грунтовым водам, за исключением растворов MgSO4.

При возведении и эксплуатации зданий важное значение имеет усадка силикатного кирпича, поэтому в некоторых странах она нормируется.

Усадка силикатных прессованных образцов зависит от состава новообразований и наличия в них свободной влаги. С увеличением основности гидросиликатов усадка образцов повышается от 0,01 до 0,04%. При повышении давления и сокращении длительности автоклавной обработки она уменьшается [3].

Сырьем для производства силикатного кирпича служат кварцевый песок и воздушная известь. В известково-песчаную смесь вводят примерно 7% воды. Основным компонентом силикатного кирпича (85 – 90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича [4].

Песок – это рыхлое скопление зерен различного минерального состава размером 0,14 – 5 мм. Его измельчают до 2 мм, разделив на фракции 1-2 мм, 0,5-1 мм, 0,1-0,25 мм. 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. К песку предъявляются требования по зерновому составу, содержанию примесей, кварца и др. Качество песка оценивается требованиями по действующим нормативным документам [3].

Песок характеризуется насыпной плотностью - отношением массы зернистых и порошкообразных материалов ко всему занимаемому ими объему, включая и пространство между частицами. От плотности в значительной мере зависят его технические свойства, например прочность, теплопроводность.

Пористость песка - одна из наиболее показательных характеристик песка, влияющих на свойства и качество строительных растворов и бетонов. Коэффициент пористости, указывая на процентное содержание пустот в единице объема, одновременно позволяет судить о количестве цементного теста, которое необходимо израсходовать для получения плотного раствора или бетона.

Форма и характер поверхности зерен имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок.

Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необхо-димо учитывать при перевозке песка в железнодорожных вагонах или баржах, а также при намыве его на карты. В данной работе влажность песка 4,8%. Влажностью песка считают суммарное содержание в нем механически примешанной воды и гигроскопической влаги, выраженное в процентах к весу песка [3].

Известь, используемая в производстве силикатного кирпича, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 9179-10. В зависимости от содержания активных CaO и MgO, а также непогасившихся частиц негашеная и гашеная известь, за исключением карбонатной, делится на сорта I, II и III. В данной работе применяется кальциевая негашеная известь  II сорта.

Плотность молотой извести в рыхлонасыпном состоянии равна 900-1100, а в уплотненном 1100-1300 кг/м3. Основные свойства извести определяются ГОСТ 9179-10 [5].

Вода, используемая для гашения извести и увлажнения силикатной массы, должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-11 [6]. Нельзя использовать болотные, сточные воды без предварительной очистки. Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например для получения технологического пара, без предварительного умягчения ее нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется накипь, которая выводит их из строя. Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 - 1100C, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с химическим методом. Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной кислотой (5-7% раствором), для чего через паровые котлы прокачивают раствор. По окончании кислотной промывки и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится в котельных.

Характеристика готовой продукции, сырья и вспомогательных материалов представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Характеристика готовой продукции и сырья для ее получения