Комплексная переработка шламов глиноземного производства АО"АК"

    Кирпич  глиняный пластического прессования - наиболее распространённый стеновой керамический материал. Обычно заводы вместе с кирпичом выпускают эффективные и большеразмерные камни, кирпич и камни лицевые; к этой же группе материалов относится и кирпич полусухого прессования. Кирпич и камни по ГОСТ 530-95 изготовляют из глинистых и кремнезёмистых  пород (трепела, диатомита), лёссов и промышленных отходов угледобычи, углеобогащения, а также зол, шламов с минеральными и органическими добавками или без них. Кирпич можно изготовлять полнотелым или пустотелым, а камни - только пустотелыми.

3.1.1 Основные параметры  и размеры.

    Кирпич  и камни в зависимости от размеров подразделяются на виды, указанные в таблице 3.1.1.

    Таблица 3.1.1.

 

    По  теплотехническим свойствам и плотности (объёмной массе) кирпич и камни в  высушенном до постоянной массы состоянии  подразделяются на три группы:

• эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича. К этой группе относят кирпич плотностью не более1400 кг/м³ и камни плотностью не более 1450 кг/м³;
• условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. К этой группе относят кирпич плотностью свыше 1400 кг/м³ и камни плотностью свыше1450 и до 1600 кг/м^3;
• обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м³.

    Масса кирпича и камней должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22951-78.

    По  прочности кирпич и камни подразделяют на марки 300,250, 200, 175, 150, 125, 100, 75.

    По  морозостойкости кирпич и камни  подразделяются на марки Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.

3.1.2 Технические требования.

    Кирпич  и камни должны удовлетворять  требованиям настоящего стандарта  и изготовляться по технологическим  регламентам, утверждённым в установленном  порядке.

    Предел  прочности при сжатии и изгибе кирпича и предел прочности при  сжатии камней по площади брутто (без вычета площади пустот) должны быть не менее значений, указанных в таблице 3.1.2. 

Таблица 3.1.2.

 

    Кирпич  и камни керамические имеют форму  прямоугольного параллелепипеда с  прямыми рёбрами и углами и  ровными гранями на лицевых поверхностях. Поверхность граней может быть рифлёной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглёнными углами радиусом закругления до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16 мм, ширина щелевидных пустот - не более 12 мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется. Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм.

    Отклонения  от установленных размеров и показателей  внешнего вида кирпича и камней не должны превышать на одном изделии  следующих значений:

1. Отклонение от размеров, мм:
• по длине   ________ ±7
• по ширине ________  ±5
• по толщине:

кирпича ________ ±3

камня  ________ ±4

2. Непрямолинейность ребер и граней кирпича и камней, мм, не более:

• по постели ________  4

• по ложку   ________ 6

3. Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм, шт._______2

4. Отбитости и притупленности ребер, не доходящие до пустот, глубиной более 5 мм, длиной по ребру от 10 до 15 мм, шт.__________2
5. Трещины протяжённостью по постели полнотелого кирпича до 30 мм, пустотелых изделий не более, чем до первого ряда пустот (на кирпиче- на всю толщину, на камнях- на ½ ложковой или тычковой граней), шт.

• на ложковых гранях_________________1

• на тычковых гранях_________________1

    Общее количество кирпича и камней с  отбитостями, превышающими допускаемые, не должно быть более 5%. Количество половняка в партии не должно быть более 5%.

    Половняком  считают изделия, состоящие из парных половинок или имеющие трещины  протяжённостью по постели полнотелого  кирпича более 30 мм, пустотелых изделий - более чем до первого ряда пустот (на кирпиче на всю толщину, на камнях на ½ ложковых или тычковых граней).

    Недожог и пережог  кирпича и камней являются браком; поставка таких изделий  потребителю не допускается.

    Известковые включения (дутики), вызывающие после  испытания разрушение изделий или  отколы на их поверхности размером по наибольшему измерению от 5 до 10 мм в количестве более трёх, не допускаются.

    Водопоглощение  кирпича и камней, высушенных до постоянной массы, должно быть для полнотелого  кирпича не менее 8%, для пустотелых изделий - не менее 6%.

    Кирпич и камни в насыщенном водой состоянии должны выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоение, шелушение, растрескивание, выкрашивание) не менее 15, 25, 35, и 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, в зависимости от марки по морозостойкости.

    Кирпич  и камни высшей категории качества должны удовлетворять требованиям:

• пустотелые должны быть эффективными или условно эффективными и иметь марку по прочности не менее 100;
• полнотелый кирпич должен иметь марку по прочности не менее 150;
• морозостойкость изделий должна быть не менее Мрз 25;
• общее количество кирпича и камней с отбитостями, превышающими допускаемые, не должно быть более 3%.

    В данном дипломном проекте расчеты  проводят, принимая к выпуску кирпич керамический полнотелый с размерами:

• длина     250 ± 5 мм;
• ширина   120 ± 4 мм;
• толщина  65 ± 13  мм.

 
 
 

    Рис. 3.1.2.1 

      Кирпич применяется в строительстве  для кладки наружных и внутренних  стен и других элементов зданий  и сооружений, а также для изготовления  стеновых панелей и блоков.

3.2 Выбор сырьевой  базы и энергоносителей.

    Кирпич  изготовляют из чистых глин либо из глин с добавкой непластичных материалов. В ряде случаев в состав шихты  вводят выгорающие добавки.

    Основным  сырьём для производства кирпича  являются легкоплавкие глины - горные землистые породы, способные при затворении водой образовывать пластическое тесто, превращающееся после обжига при 800- 1000⁰С в камнеподобный материал.

    Легкоплавкие  глины относятся к остаточным и осадочным породам. Для производства кирпича наибольшее применение нашли элювиальные, ледниково-моренные, гумидные, аллювиальные, морские и некоторые другие глины и суглинки.

    Для определения возможности использования  глин и суглинков для производства стеновых материалов необходимо знать  их зерновой, химический и минералогический состав, пластичность и технологические свойства.

    Наиболее  ценной для производства кирпича  является глинистая фракция, содержание которой не должно быть менее 20%.

    Очень важно для характеристики глины  содержание в ней глинозёма Аl₂O₃, повышающего технологические свойства сырья: в легкоплавких глинах оно колеблется в пределах от 10 до 15%.

    Содержание  кремнезёма SiO₂ колеблется в пределах от 60 до 75%. В глинах часть кремнезёма находится в связанном виде в глинообразующих минералах и в несвязанном виде как примесь, обладающая свойством отощающих материалов.

    Кальций содержится в глинах в виде карбонатов и сульфатов, а магний - в виде доломита. В некоторых сортах глин наличие кальция и магния в  пересчете на их окислы (CaO и MgO) достигает 25%, но, как правило, общее их содержание не превышает 5-10%. Обычно соединения кальция и магния отрицательно влияют на спекаемость и прочность керамических изделий. При наличии в глинистых породах свыше 20% карбонатных примесей они не могут использоваться без соответствующей обработки или обогащения. Окислы железа, титана, марганца и других металлов содержатся в глинах в количестве до 10-12% и оказывают существенное влияние на целый ряд важнейших свойств керамических изделий. Наибольшее влияние оказывают окислы железа, находящиеся в глине в виде окиси  Fe₂O₃ и гидроокиси Fe(OH)₃ и окислы марганца MnO_2. Они улучшают спекаемость изделий и придают им окраску.

    Калий и натрий входят в глины в виде щелочных оксидов, содержание которых  находится в пределах 3,5-5%.

    Сера  присутствует в глинах в различных  соединениях, ее содержание не оказывает  на качество стеновых керамических изделий.

    Органические  вещества обычно содержатся в глинах в количестве от 5-10%. При обжиге изделий  они выгорают, увеличивая пористость черепка. В зависимости от содержания в глине органических веществ, воды и карбонатов (CaCO₃, MgCO₃) находится показатель потерь при прокаливании.