Производство строительных материалов

 

1.4 Пигменты

Пигменты - это сухие красящие порошки, являющиеся также наполнителями системы, нерастворимые в воде, масле и других растворителях. В зависимости от происхождения пигменты делятся на минеральные и органические, а по способу получения - природные и искусственные. Для получения природных минеральных пигментов производят механическую обработку природных материалов. Искусственные минеральные пигменты получают путем термической обработки минерального сырья.

 

2 НОМЕНКЛАТУРА  ПРОДУКЦИИ

2.1 Сведения  о керамограните

Безусловно, красив и прочен натуральный  природный камень – гранит, мрамор, однако и у него имеется ряд  недостатков, известных строителям. К тому же многих потребителей останавливают  такие факторы, как высокая цена и трудность побора рисунка при  укладке.

Более тридцати лет тому назад в  солнечной Италии был создан исключительных качеств отделочный материал – полная имитация природного камня – керамический гранит. Его итальянское название дословно переводится на русский как каменно-фарфоровая керамика. По внешнему виду и эксплуатационным свойствам керамический гранит максимально приближен к своим природным аналогам. Дело в том, что технология изготовления этого материала – прессование глиняной шихты  и красителей под высоким (500 кг/м.кв.) давлением с последующим обжигом при температуре 1300 ٥С  – практически полностью повторяет условия, рождающие натуральный камень в природе. Только на заводах за всем этим сложнейшим процессом следит электроника. При вышеописанном спекании получают монолит без пустот и пор. Именно этим объясняются феноменальные свойства керамического гранита: его необычайные прочность и твердость, практически полное отсутствие водопоглощения (следовательно, устойчивость к образованию пятен – на полах из этого материала их практически не бывает), а также морозостойкость.

Один из самых больших плюсов этого материала в том, что  структура и цвет его как монолита однородны по всей толщине, поэтому  механические повреждения и истираемость со временем крайне мало заметны

 

2.2  Преимущества  керамогранита

• керамогранит - экологически чистый материал, все компоненты тщательно отбираются и готовятся, отсутствует естественный радиационный фон, принадлежит к материалам группы качества А; использование только натурального сырья и красителей;
• однородность поверхностного и объемного состава, обуславливающая высокую прочность материала на изгиб, истирание, устойчивость к царапинам;
• низкая пористость, практически не абсорбирует влагу;
• морозостоек, стойкость к резким перепадам температуры;
• керамогранит устойчив к химическим реагентам и загрязнениям;
• керамогранит стоек к процессу старения под влиянием времени и ультрафиолета;
• грани керамогранитной плитки геометрически правильны, что существенно облегчает работу строителям;

2.2.1  Размеры  выпускаемой продукции

Керамогранитную плитку изготавливают с рельефной, матовой, полированной поверхностью и даже глазуруют. Изготавливают размерами 15х15, 20х20, 30х30 см и других размеров, толщиной от 7,5 до 12 мм.

Что касается размера плит керамогранита, то здесь выбор практически неограничен: от маленьких плиток (5 x 5 см) до наиболее популярных (20 x 20, 30 x 30, 40 x 40 см) и большеформатных плит (60 x 60, 60 x 120 и 120 x 180 см). Благодаря такому разнообразию размеров из керамогранита можно оформлять как цельные большеформатные изделия (столешницы, подоконники и т.п.), так и мелкие детали интерьера (столешницы(мозаика), полочки, всевозможные рамки и т.д.)Эскиз изделия представлен на рисунке 2.1

 

 

Рис. 2.1 Эскиз  изделия

 

2.2.2 Типы  поверхности

Матовый керамогранит - поверхность не подвергается никакой дополнительной обработке - эта та самая фактура, которая выходит из обжиговой печи. Поверхность у нее не имеет блеска, зато обладает очень высокой твердостью (7-8 баллов по шкале МООСа) и наивысшими эксплуатационными характеристиками, что позволяет применять керамогранит этого вида в самых жестких условиях. Довольно жёсткие условия в отношении температурных перепадов и воздействия влаги предъявляют к керамическому граниту вентилируемые фасадные системы.

Рельефный керамогранит - Рельефный керамогранит можно отнести к классу матовой керамогранитной плитки, поскольку керамогранит с рельефной (структурированной) поверхностью не подвергается дополнительной механической обработке, включающей срезание поверхностного слоя керамогранита. Рельефный керамогранит, поэтому, иногда относят к категории матового керамогранита. Рельефным керамогранитом иногда также называют "антискользящий керамогранит", что акцентирует внимание потребителя на эксплуатационных характеристиках керамогранитной плитки с рельефной поверхностью.

Рельефный керамогранит сохраняет все преимущества матового керамогранита (повышенную прочность, поверхностную твердость, износостойкость, морозоустойчивость) и, при этом, обладает рядом дополнительных эксплуатационных и дизайнерских преимуществ:

• как напольное покрытие: обладает улучшенным и антискользящими характеристиками;
• из-за наличия рельефной, структурированной поверхности керамогранитная плитка очень точно имитирует природный "дикий" камень, гранит и часто неотличима от него визуально;
• рельефный керамогранит при той же цветовой гамме имеет более "глубокую", визуально ярче выраженную фактуру поверхности

Термин "структурированный керамогранит" в данном случае указывает не на структуру керамогранита как таковую, а на особый, рельефный - структурированный - характер поверхности керамогранитной плитки.

Если говорить о практическом использовании  плитки рельефного керамогранита, то термины "структурированный керамогранит"", "рельефный керамогранит", "антискользящий керамогранит" в большинстве случаев могут использоваться как синонимы. Если же речь идет о классификации керамогранита по производственному признаку - процессу изготовления - то синонимами, скорее, будут являться термины "матовый керамогранит" и "рельефный керамогранит".

К особому, промежуточному классу керамогранитной плитки можно отнести полуполированный керамогранит, который получается при частичном срезании поверхности рельефного, структурированного керамогранита. Соответственно, по своим эксплуатационным и дизайнерским свойствам, полуполированный керамогранит занимает некое промежуточное положение между рельефным, полированным и матовым керамогранитом, соответственно.

Полированный керамогранит - поверхность обрабатывается абразивными материалами делает керамогранит более капризным. При этом получается великолепный «зеркальный» блеск, но нарушается структура микропор, снижается износостойкость и повышается влагопоглощение. Полированный керамогранит требует ухода: сразу после укладки его необходимо обработать специальными мастиками, создающими дополнительный защитный слой, и периодически эту процедуру повторять. В качестве настенного покрытия полированный керамогранит практически не имеет ограничений по использованию, но полы из него нежелательно укладывать в тех местах, где он часто будет встречаться с песком и водой. В первом случае произойдет разрушение полировки, а во втором дело может закончиться травмами - при попадании воды на полированный керамогранит он становится почти таким же скользким, как обычный лёд.

В своей курсовой работе я проектирую номенклатуру продукции, представленную в таблице 2.1 .

 

Таблица 2.1 – Номенклатура изделий

Вид изделия	Размеры (см)	Применение
	40*40*1,2; 30*30*1,2 50*50*0,8	матовый -для полов в общественных даниях и жилых помещениях
	30*30*1,2	Рельефный - полов в местах большого скопления людей, жилых помещений
	40*40*1,2 50*50*0,8	Для полов, для внешней отделки  зданий

 

Наиболее простым и экономичным  является керамогранит окраски «соль-перец», названный так из-за внешнего сходства с однозначной смесью. Такое цветовое решение относится к эконом-классу. Керамический гранит типа  «соль-перец», можно считать практически вечным - даже многолетняя эксплуатация «на износ» не может необратимо испортить рабочую поверхность, поскольку истирание верхнего слоя не приводит к нарушению рисунка (по этой причине к керамограниту не применяют тесты по шкале PEI). А стёртую полировку восстановить технически не сложнее, чем у природного камня.

 

2.2.3  Физико-механические  свойства изделий

 

Физико-механические свойства изделий  приведены в таблице 2.2

 

Таблица 2.2 – Физико-механические свойства керамогранита

 

Параметр	Норма
Морозостойкость	150 циклов попеременного замораживания-оттаивания БЕЗ ИЗМЕНЕНИЙ (появления дефектов, трещин, сколов, снижения блеска)
Водопоглощение, мас. %	0,45
Твердость лицевой поверхности по шкале Мооса	6
Износостойкость, г/см2	0,12
Предел прочности при изгибе, МПа	40,5
Термическая стойкость	При температуре 150 0С отсутствуют трещины и потери блеска
Разнотолщинность одной плиты, мм	До 0,5
Отклонения лицевой поверхности  от плоскости, мм	От 0,75 до 1,1
Искривление граней, мм	От 0,08 до 0,14
Активность радионуклидов	< 370 Бк/кг 1 класс (для наружных и  внутренних работ)

 

 

 

 

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА И ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ

 

При изготовлении изделий из строительной керамики применяют три основные технологические схемы производства: метод пластического формования, прессования из полусухих порошков и метод литья керамической суспензии в пористые формы.

Начало технологического процесса изготовления изделий строительной керамики - массоприготовление. Основные задачи этого технологического передела - разрушение природной структуры глин, ее дезагрегирование, удаление вредных примесей из природного сырья, правильное дозирование шихтовых компонентов по заданной рецептуре и придание массе достаточной плотности и однородности путем тонкого измельчения компонентов и тщательного смешивания.

Для приготовления изделий из керамогранита применяют способ прессования из полусухих порошков. Вариантность заключается в различных способах подготовки пресс- порошков.

Для приготовления керамогранитных плиток  методом прессования из полусухих порошков влажностью 6-7% принята шликерная технология приготовления массы. При этой технологии  глинистые компоненты распускаются в воде до коллоидного состояния, отощающие и плавни  измельчаются до размеров частиц менее 0.06 мм, смешение компонентов происходит в водной суспензии. Полученный таким способом порошок имеет необходимые качественные показатели – однородность состава и достаточное число контактных точек между частицами компонентов.

Технологические схемы шликерной подготовки масс имею следующие варианты:

• совместный помол глинистых и непластичных компонентов,
• раздельный помол глинистых и непластичных компонентов
• комбинированный способ помола

Приготовление шликера по схеме раздельного помола значительно экономичнее в расходе электроэнергии, в потребности производственных площадей и т.д. . Вместе с тем, с точки зрения технологических преимуществ, такая схема не уступает технологии совместного помола глинистых и отощающих, так как имеющийся в глинах кварцевый песок практически не раскалывается, что отрицательно влияет на качество готовой продукции. Поэтому схема раздельного помола не рекомендуется для промышленного применения.

Возможен так же комбинированный  способ приготовления пресс-порошка, когда глинистая порода подвергается мокрому помолу, а непластичные компоненты – сухому (например, в струйной мельнице). Затем  шликер гомогенизируется  в шаровой мельнице и подается на обезвоживание.

Для производства керамогранитных плиток я выбрал способ совместного помола сырьевых компонентов. Схема способа представлена на рисунке 3.1

 

 

Рисунок 3.1 Технологическая схема  совместного помола сырьевых компонентов

 

3.1 Технологическая схема приготовления пресс-порошка

Технология производства керамогранита близка  к технологии производства плиток для полов. В частности отдается предпочтение мокрому способу подготовки масс. Тонкий помол повышает реакционную способность инертных материалов.

 

 

Технологический процесс производства методом полусухого прессования включает следующие  операции: добычу, доставку, переработку  и хранение глинистого сырья и  добавок; приготовление пресс-порошка; хранение пресс-порошка; полусухое прессование пресс-порошка под давлением 15-20 МПа; сушку и обжиг сырца (возможно совмещение сушки и обжига в одном агрегате); приемку, упаковку, складирование и отправку потребителю готовой продукции.