Производство ковровой керамики

Введение

 

Керамические изделия, применяемые  при отделочных работах, подразделяют на изделия для облицовки фасадов, внутренней облицовки стен и устройства полов в помещениях различного назначения. Керамические изделия относятся  к наиболее долговечным и экономически эффективным отделочным материалам.

Плитки керамические фасадные и  ковры из них изготавливают глазурованными и неглазурованными, гладкими и блестящими, с рельефной поверхностью. Керамические плитки рядовые и ковры из них применяют для облицовки внешних стен, стеновых панелей и больших блоков, фризов, обрамления оконных и дверных проемов, других архитектурных элементов зданий. Для облицовки цоколей сооружений и подземных переходов применяют преимущественно фасадные глазурованные плитки.Фасадные керамические изделия наряду с высокой декоративностью должны обладать достаточной прочностью и стойкостью к воздействию окружающей среды.

Глазурь – блестящий стекловидный слой в виде тонкой (0,1… 0,3 мм) пленки, покрывающей поверхность керамического материала для придания ему красивого внешнего вида и повышения стойкости против коррозии. Слой глазури образуется и закрепляется на поверхности изделий при обжиге. Глазури бывают прозрачными и непрозрачными («глухими»).

Ангоб – это белая или цветная керамическая масса, которую наносят на поверхность изделий до их обжига в виде тонкого слоя для придания поверхности декоративного внешнего вида. В отличие от глазури ангоб при обжиге не расплавляется и не образует стекловидного слоя; ангобированная поверхность имеет матовую текстуру.

Однотонные неглазурованные, естественно  окрашенные керамические изделия называют терракотой. Для изготовления терракотовых изделий применяют глины, в которых нет включений известняка, крупных зерен кварца и не содержатся растворимые соли, дающие выцветы. Обычные тона терракоты – кремовый, красноватый и коричневатый с широкой гаммой оттенков.

Из терракоты желтого, розового, красного и других цветов изготовляют барельефы, карнизы, капители, фризы и другие детали для оформления многоэтажных зданий.

Разнообразия в цветовой окраске  терракоты достигают введением  в шихту неорганических пигментов (охры, оксида хрома и т. п.).[1]

В курсовом проекте разрабатывается  технологическая схема производства; описываются теоретические основы процессов; производится расчет грузопотоков; выбор основных технологических  машин и оборудования; контроль технологического процесса и качества продукции; выполняется  расчет материального баланса производства; излагаются вопросы техники безопасности и охраны окружающей среды.

 

 

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

1. Номенклатура выпускаемой продукции

 

Плитки керамические фасадные и  ковры из них изготавливают глазурованными и неглазурованными, гладкими и блестящими, с рельефной поверхностью. Керамические плитки рядовые и ковры из них применяют для облицовки внешних стен, стеновых панелей и больших блоков, фризов, обрамления оконных и дверных проемов, других архитектурных элементов зданий. Для облицовки цоколей сооружений и подземных переходов применяют преимущественно фасадные глазурованные плитки.

Плитки изготавливают квадратной и прямоугольной формы с координационными размерами (суммарной величиной  номинальных размеров и ширины растворного  шва в 4–8 мм) от 50×50 до 300×150 мм и толщиной 4… 9 мм. Мелкоразмерные фасадные плитки выпускают размерами до 200 мм и в виде ковровой керамики. Из мелкоразмерной керамической плитки набирают панно, картины и другие мозаичные композиции. Крупноразмерные фасадные плитки имеют размер более 200 мм.

Предельные отклонения по длине  и ширине плиток при размере до 50 мм составляют ±2 %, от 50 до 200 мм – ±1 %, более 200 мм – ±1 %. По толщине предельное отклонение для плиток всех размеров должно быть ±15 %. Нормируются также разнотолщинность (разница между наибольшим и наименьшим значениями толщины плитки) – не более 1 мм, косоугольность – не более 1 % длины грани, кривизна (отклонение лицевой поверхности плитки от плоскости) – не более 0,75 % длины наибольшей диагонали.

В данном курсовом проекте разрабатывается технология по производству глазурованной гладкой фасадной ковровой плитки.

Данные по номенклатуре принятые в данном курсовом проекте приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Номенклатура выпускаемой  поверхности

Наименование		Фасадные ковровые плитки
Эскиз
Размер, мм	Длина, l	125
	Ширина, b	60
	Высота, s	7
Масса изделия, кг		12

 

Нелицевая (монтажная) поверхность плиток должна иметь рифления – пазы (глубиной) или выпуклости (высотой) размером не менее 0,7 мм при длине изделий до 50 мм и 2 мм – более 50 мм.

Лицевая поверхность плиток может  быть гладкой или рельефной, неглазурованной, частично или полностью покрытой одно– или многоцветной глазурью или декорированной различными методами. Плитки могут изготавливаться с  завалом или без завала. На лицевой  поверхности плиток не допускаются  трещины.

На лицевой поверхности плиток не допускаются дефекты глазури  и декора, видимые с расстояния 1 м щербины, зазубрины, плешины, выплавки и другие дефекты.

Для изготовления ковров применяют  плитки прямоугольной и квадратной формы площадью не более 115 см², для изготовления ковров брекчия – части плиток произвольной формы площадью не менее 3 см². Номинальные размеры ковров устанавливают по согласованию предприятия-изготовителя с потребителем. Ковры из плиток изготовляют наклеиванием их лицевой поверхностью на бумагу с массой квадратного метра не менее 70 г клеем, который должен легко смываться после облицовки.

Ковры бывают трех типов: с прямолинейной  ориентацией плиток (тип I), неорганизованным набором плиток (тип II) и брекчиевидными из частей плиток произвольной формы (тип III).

 

2. Области применения продукции

 

Коврово-мозаичная плитка – это мелкие квадратные разноцветные непрозрачные изделия с гладкой или рифленой, матовой или глянцевой поверхностью. Выпускается в виде ковров (матриц) из бумаги, на которую лицевой поверхностью наклеены отдельные однотонные или разноцветные плитки.

Широкое применение получили плитки повышенной прочности для  покрытия полов в местах с интенсивным  движением, например, в торговых залах  или холлах.

Предлагается и плитка для покрытия в бассейнах ступенек и полов. Нога по ней не скользит, даже если облицованная такой мозаикой поверхность имеет наклон 24°.

В обычных условиях материал не меняет окраски в течение долгого  времени, при нагревании ведет себя так же, как стекло. Им можно облицовывать печи и камины, поверхности которых  разогреваются до 100 ^оС. В этом случае важно подобрать соответствующий клеевой состав.

Неоспоримыми достоинствами  плитки являются высокая химическая стойкость и полная влагонепроницаемость. Ее можно использовать в помещениях с повышенной влажностью или в условиях непосредственного воздействия агрессивных газов или кислот. Материал морозоустойчив. По оценкам специалистов, он может служить в течение 50 лет.

Качество покрытия и срок его службы во многом определяется правильностью наклеивания мозаики. Поверхности, на которые клеится  стеклянная плитка, должны быть чистыми, ровными, гладкими и сухими. Температура  окружающей среды при работе не должна быть ниже +5 и выше +30^oС.

Применяется для оформления внутренних и наружных стен зданий, создания художественных панно, облицовки  куполов. Специальный вид мозаики  используется для покрытия полов.

Основные преимущества:

• высокая прочность покрытия;
• влагонепроницаемость;
• стойкость к воздействиям агрессивных сред;
• морозо- и жароустойчивость;
• широкая гамма цветов;
• не меняет окраски в течение длительного времени;
• небольшой удельный вес;
• возможность отделки сложных криволинейных поверхностей;
• долговечность выполненного покрытия;
• легко очищается от загрязнений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Обоснование выбора и характеристика сырьевых материалов

 

Сырьевые материалы, используемые для изготовления керамических изделий, можно подразделить на пластичные глинистые (каолины и глины) и отощающие (шамот, кварц, шлаки, выгорающие) добавки. Для понижения температуры спекания в глину иногда добавляют плавни. Каолин и глины объединяют общим названием - глинистые материалы.

 

2.1.1 Глинистые материалы

 

Каолины образовались в природе  из полевых шпатов и других алюмосиликатов, не загрязненных окислами железа. Они  состоят преимущественно из минерала каолинита. После обжига присущий им белый или почти белый цвет сохраняется.

Глинами называют осадочные  породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического  состава образовывать с водой  пластичное тесто, которое после  обжига превращается в водостойкое  и прочное камневидное тело.

Бентонитами называют высокодисперсные породы с преобладающим содержанием монтмориллонита.

В состав глин входят различные  по крупности зерна, но характерные  для глин высокие пластичность и  связующая способность обусловлены  наличием в них очень мелких частиц пластинчатой формы, размер которых  не превышает 0,005 мм. Эти частицы  называют глинистым веществом. Малая  величина частиц и, следовательно, большая  суммарная поверхность, а также  их пластинчатая форма обеспечивают сцепление частиц и позволяют  им сдвигаться относительно друг друга  без потери сцепления. Чем больше в глине содержится глинистого вещества, тем она пластичнее. В большинстве  глин имеются и более крупные  частицы, не обладающие свойством пластичности. При величине зерен 0,005...0,05 мм их относят  к пыли, а при размерах 0,05... 2 мм — к песку.

Состоят глины из тесной смеси различных минералов, среди  которых наиболее распространенными  являются каолинитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые. Представителями  каолинитовых минералов являются каолинит и галлуазит. В монтмориллонитовую группу входят монтмориллонит, бейделлит и их железистые разновидности. Гидрослюды - в основном продукт разной степени гидратации слюд.

Наряду с этими минералами в глинах встречаются кварц, полевой  шпат, серный колчедан, гидраты окислов  железа и алюминия, карбонаты кальция  и магния, соединения титана, ванадия. Такие примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонко распределенный углекислый кальций и окислы железа понижают огнеупорность глин. Если в глине имеются крупные зерна и песчинки углекислого кальция, то при обжиге из них образуются более или менее крупные включения извести, которая на воздухе гидратируется с увеличением объема (дутики), что вызывает образование трещин или разрушение изделий. Соединения ванадия служат причиной появления зеленоватых налетов (выцветов) на кирпиче, что портит внешний вид фасадов.

Глины часто содержат также  органические примеси. По отношению  к действию высоких температур различают  глины трех групп: огнеупорные (огнеупорность  выше 1580°С), тугоплавкие (1350 - 1580°С) и легкоплавкие (ниже 1350°С). К огнеупорным относятся большей частью каолинитовые глины, содержащие мало механических примесей. Такие глины используют для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий. Тугоплавкие глины содержат окислы железа, кварцевый песок и другие примеси в значительно большем количестве, чем огнеупорные, и применяются для производства тугоплавкого, облицовочного и лицевого кирпича, плиток для полов и канализационных труб. Легкоплавкие глины наиболее разнообразны по минералогическому составу, содержат значительное количество примесей (кварцевого песка, окислов железа, известняка, органических веществ). Используют их в кирпичном и черепичном производствах, в производстве легких заполнителей и т. д.

Керамические свойства глин характеризуются пластичностью, связностью и связующей способностью, отношением к сушке и к действию высоких температур.

Пластичность — способность глиняного теста деформироваться под влиянием внешних механических воздействий без нарушения сплошности (без разрыва или образования трещин) и сохранять полученную форму после прекращения этих воздействий. На этом свойстве и основана возможность формования изделий.

Связность — усилие, необходимое для разъединения частиц глины. Как уже указывалось, связность глин обусловлена малой величиной и пластинчатой формой частиц глинистого вещества. Высокой связностью обладают глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций.Связующая способность глины, выражается в том, что глина может связывать частицы непластичных материалов (песка, шамота и др.) и образовывать при высыхании достаточно прочное изделие — сырец.