Технология получения поризованных керамических блоков

Марку блоков по прочности устанавливают по значениям  предела прочности при сжатии, указанным в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Предел прочности при сжатии 

Марка блоков по прочности	Предел прочности при сжатии, не менее, МПа
	средний – для пяти образцов	наименьший – для отдельного образца
М35	3,5	2,5
М50	5,0	3,5
М75	7,5	5,0
М100	10,0	7,5
М125	12,5	10,0
М150	15,0	12,5

 

По  морозостойкости блоки подразделяют на марки: F15, F25, F35, F50, F75.

Блоки в насыщенном водой состоянии  должны выдерживать без каких-либо видимых признаков повреждений-разрушений (расслоение, шелушение, выкрашивание) не менее 15, 25, 35, 50, 75 циклов попеременного замораживания и оттаивания в зависимости от марки по морозостойкости. Масса блока в высушенном состоянии должна быть не более 27 кг [10].

   Допускается по согласованию  изготовителя с потребителем  изготавливать блоки массой более  27 кг.

 Блоки относятся к группе  негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244.

              Удельная эффективная активность  естественных радионуклидов А_эфф в блоках должна быть не более 370 Бк/кг.

Форма блоков и расположение пустот показаны на рисунках 2.1, 2.2, 2.3.

Рисунок 2.1 – Блок керамический поризованный пустотелый

Рисунок 2.2 – Блок керамический поризованный пустотелый пазо-гребневый

Рисунок 2.3 – Блок керамический поризованный пустотелый пазовый

 

Назначение  поризованных керамических блоков – использование в строительстве малоэтажных и многоэтажных зданий в качестве основных несущих стен и перегородок. Строительство зданий из поризованных керамических блоков позволяет обеспечить во всех помещениях хороший, здоровый микроклимат, низкую теплопроводность и высокую звукоизоляцию.

2.2 Состав массы, химический состав сырья, характеристика сырьевых материалов, расчет химического состава масс и обожженного изделия

Для производства керамических поризованных блоков предусмотрено  использование следующего сырья: глина легкоплавкая «Лукомль-1», суглинки месторождения «Фаниполь», песок аглопоритовый фракции 0 ÷ 5 мм, опилки [10].

  Глины являются весьма распространенными горными породами и представляют собой смесь нескольких минералов. Состав глин сильно меняется в зависимости от места и условий их образования. Глины образовались из разрушенных горных пород (гранита, гнейса), подвергшихся воздействию солнца, ветра и мороза и в результате изменивших свой первоначальный состав и форму.

Глины являются основными пластифицирующими массы, придают механическую прочность  полуфабрикату в высушенном и  обожженном состоянии, термическую  стойкость. Использование в составе  масс композиций глин с различной  дисперсностью и минералогическим составом способствует улучшению физико-химических свойств изделий – снижению пористости, водопоглощения, а так же некоторой стабилизации химического состава.

Для интенсификации спекания, регулирования структуры и свойств керамических материалов на основе полиминеральных глин в массу вводился песок аглопоритовый, суглинки, выполняющие роль флюсующего материала, способствующего увеличению стекловидной фазы в материале.

В качестве глинистого сырья используется глина  месторождения «Лукомль- 1» (ГОСТ 9169, ТУ ВУ100008102.002): порода светло-шоколадного и темно-коричневого цвета, плотная, слоистая, с прожилками тонкозернистого песка; бурно вскипает при действии на нее 10 % соляной кислоты; в зависимости от пластичности – среднепластичная (П = 7–17); в зависимости от температуры и степени спекания – среднетемпературного спекания; по огнеупорности – легкоплавкая (огнеупорность 1200–1230 °С); по содержанию А12О3 относится к группе полукислого глинистого сырья (содержание А12О3 в пересчете на прокаленное вещество 17,5–18,5 %); по наличию Fe2О3  – к группе с высоким содержанием красящих оксидов (содержание Fе2О3 в пересчете на прокаленное вещество 7,5–8,2 %).

По содержанию тонкодисперсных частиц сырье относится  к среднедисперсным. Объемно-насыпная  плотность 1,90–2,05 г/см³.

По чувствительности к сушке глина относится к  группе среднечувствительных (коэффициент чувствительности к сушке 0,83–1,24).

В качестве отощающих добавок применяется песок аглопоритовый  фракции 0 ÷ 5 мм – продукт собственного производства ОАО «Минский завод строительных материалов» и суглинки месторождения «Фаниполь».  Использование данных сырьевых материалов позволяет значительно улучшить сушильные свойства изделий и снижает огневую усадку при обжиге, следствием чего является снижение количества брака изделий.

Требования  к песку аглопоритовому фракции 0 ÷ 5 мм (СТБ 1217): массовая доля зерен фракций, %: более 5 мм – до 10; менее 5 мм – 90÷100; массовая доля влаги, % – до 9; насыпная плотность, кг/м³ – 910 ÷1100; удельная   эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф.– не более 370 Бк/кг.

Суглинки  месторождения «Фаниполь» (ГОСТ 9169). Суглинки – кислое сырье со средним или высоким содержанием красящих оксидов, с низким содержанием крупнозернистых включений, грубодисперсное. Число пластичности – 0÷7. Огнеупорность, º С – 1400÷1600. Коэффициент чувствительности к сушке – 0,53. Суммарная удельная  эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф. – не более 370 Бк/кг.

В качестве поризующей добавки используются опилки.

Опилки: отходы деревообрабатывающей промышленности. К опилкам предъявляются следующие  требования: наличие посторонних включений (металла, камней и т.д.) не допускается.

Шихтовой  состав массы приведен в таблице 2.4.

 

Таблица 2.4 – Шихтовой состав массы для производства блоков керамических поризованных пустотелых

Наименование сырья	Глина «Лукомль-1»	Суглинки «Фаниполь»	Песок аглопоритовый	Опилки
Состав, %	68	20	6	6

 

Сведем в  таблицу 2.5 химический состав сырьевых материалов.

 

Таблица 2.5 – Химический состав сырьевых материалов, %

Шихтовые компоненты	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O + K2O	TiO2	п.п.п.
Глина «Лукомль-1»	55,21	14,10	7,50	5,60	3,10	4,5	0,99	9,0
Суглинки «Фаниполь»	79,88	6,65	2,51	3,85	1,39	3,12	0,37	2,23
Песок аглопоритовый	81,1	6,7	2,45	3,94	1,42	3,19	0,38	0,82
Опилки	–	–	–	–	–	–	–	99,43

 

При введении в массу 68 % глины будет введено, %:

SiO₂ – 55,21 · 0,68= 37,54

Al₂O₃ – 14,10 · 0,68= 9,59

Fe₂O₃ – 7,50 · 0,68= 5,1

CaO – 5,60 · 0,68= 3,81

MgO – 3,10 · 0,68= 2,11

Na₂O+K₂O – 2,5 · 0,68= 1,7

TiO₂ – 0,99 · 0,68= 0,67

п.п.п. – 9,0 · 0,68= 6,12

При введении в массу 20 % суглинок будет введено, %:

SiO₂ – 79,88 · 0,2=15,98

Al₂O₃ – 6,65 · 0,2=1,33

Fe₂O₃ – 2,51 · 0,2=0,50

CaO – 3,85 · 0,2=0,77

MgO – 1,39 · 0,2=0,28

Na₂O+K₂O – 3,63 · 0,2=0,73

TiO₂ – 0,37 · 0,2=0,11

п.п.п. – 2,23 · 0,2=0,45

При введении в массу 6 % песка аглопоритового будет введено, %:

SiO₂ – 81,7 · 0,06=4,9

Al₂O₃ – 6,8 · 0,06=0,41

Fe₂O₃ – 2,57 · 0,06=0,15

CaO – 3,94 · 0,06=0,24

MgO – 1,42 · 0,06=0,09

Na₂O+K₂O – 3,19 · 0,06=0,19

TiO₂ – 0,38 · 0,06=0,02

п.п.п. – 0,82· 0,06=0,049

Полученные  данные сведем в таблицу 2.6.

 

Таблица 2.6 – Расчетные данные определения химического состава массы

Шихтовые ком-поненты	Шихто-вой состав, %	Наименование оксидов и их содержание, %
		SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O +K2O	TiO2	п.п.п.
Глина «Лукомль-1»	68	37,54	9,59	5,1	3,81	2,11	1,7	0,67	6,12
Суглинки «Фаниполь»	20	15,98	1,33	0,50	0,77	0,28	0,73	0,11	0,45
Песок аглопоритовый	6	4,9	0,41	0,15	0,24	0,09	0,19	0,02	0,049
Опилки	6	-	-	-	-	-	-	-	5,97
Σ на непрокален-ное вещество		58,42	11,33	5,75	4,82	2,48	2,62	0,8	12,59
Σ на прокаленное вещество		66,83	12,96	6,58	5,51	2,84	3,0	0,92	-

2.3 Функциональная  схема производства

Технологическая схема производства керамических блоков приведена на рисунках 2.4, 2.5, 2.6.

Рисунок 2.4 – Технологический процесс  приготовления шихты

Рисунок 2.5 –  Технологический процесс формования и сушки

Рисунок 2.6 – Технологический процесс садки на обжиговые вагонетки, обжига, сортировки и пакетирования и упаковки блоков

2.4 Описание технологического процесса и подбор технологических параметров

В качестве технологической схемы производства принимается технология производства блоков керамических поризованных пустотелых методом пластического формования. При использовании пластического способа формования керамического блока, наблюдаются следующие положительные моменты: пластическая технология является наиболее изученной и наиболее распространенной среди известных способов получения кирпича, в т.ч и блоков поризованных. Данная технология позволяет получить блоки высокого качества, с хорошими эксплуатационными свойствами. Блоки керамические поризованные имеют хороший внешний вид. Кроме вышеназванных преимуществ, при пластическом способе формования отсутствует пылеобразование. Обычно для производства строительных керамических изделий характерно небольшое число глиноперерабатывающего оборудования.

Приемка и складирование  сырья

Сырьё и материалы доставляются автомобильным  и железнодорожным транспортом.

Глину добывают в карьере «Лукомль-1» с влажностью 22,0–32,0 %. Доставка глин из карьеров на завод осуществляется железнодорожным транспортом в полувагонах, выгружается на площадке или в глинозапасник, а на территории предприятия доставка на технологию – автосамосвалами. Использование мерзлой глины не допускается. Складирование глин в глинозапасниках. Глинозапасник должен вмещать столько глины, сколько необходимо для функционирования предприятия в зимний период.

К глинам предъявляются требования по ГОСТ 9169. Поставляемая из карьера глина не должна иметь примесей вскрышных пород, растительного слоя, песка, инородных примесей. Массовая доля остатка на сите с сеткой № 0063 – не более 10 %.

Место для складирования сырья должно быть ровным и подошва  предварительно очищается от мусора, половняка и иных посторонних включений.

На  зимний период запасы пластичной глины  укрываются теплоизоляционными сыпучими материалами (песком аглопоритовым фр. 0 – 5 мм и иным материалом). Высота укрывного слоя должна составлять 20 – 30 см. В зимний период, при погрузке глины на технологию, необходимо отбросить большие комья замерзшего сырья. Перед отгрузкой на технологию теплоизоляционный материал должен быть тщательно зачищен. Подача на производство глины, засоренной аглопоритовым песком, опилками и иными посторонними включениями является грубейшим нарушением требований приготовления шихты.