Производство силикатного кирпича

Производство силикатного кирпича

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. 
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.

Требования к  техническим свойствам силикатного  кирпича меняются в зависимости  от области его применения, обычно определяемой строительными нормами, которые отличаются в разных странах.

Технические свойства силикатного кирпича

Сырьё и его технологическая характеристика

Описание технологической схемы производства с обоснованием технологических процессов

Подготовка силикатной массы Дозировка компонентов Для получения сырьевой смеси (силикатной массы) требуемого качества необходимо правильно дозировать их .Дозу извести в силикатной массе определяют не по количеству извести в ней, а по содержанию той ее активной части, которая будет участвовать в реакции твердения, т.е. окиси кальция. Поэтому норму извести устанавливают в первую очередь в зависимости от ее активности.  
Кроме извести и песка, составной частью силикатной массы является вода, необходимая для полного гашения извести. Вода также придает массе пластичность, необходимую для прессования кирпича-сырца, и создает благоприятную среду для протекания химической реакции твердения кирпича при его запаривании. Количество воды должно точно соответствовать норме. Недостаток воды приводит к неполному гашению извести; избыток воды, хотя и обеспечивает полное гашение, но создает не всегда допустимую влажность силикатной массы. Влага частично поступает с песком, карьерная влажность которого колеблется в зависимости от климатических условий. Количество воды, необходимое для доведения влажности силикатной массы до нужной величины, практически также можно заранее рассчитать в зависимости от карьерной влажности поступающего в производство песка и составить таблицу для определения расхода воды на единицу продукции (1000 шт. кирпича или 1 куб. м. силикатной массы). Количество воды (в л), потребное для доувлажнения силикатной массы (на 1000 шт. кирпича), в зависимости от влажности песка, приведено в табл. 2.

Влажность  песка, %	Потребная влажность силикатной массы, %
	5	5,5	6	6,5	6
3  3,5  4  4,5  5  6	74  55  37  18  -  -	92  74  55  37  18  -	111  92  74  55  37  -	130  111  92  74  55  18	148  130  111  92  74  37

Общий расход воды для получения силикатной массы  требуемого качества составляет около 13% (от веса массы) и распределяется следующим образом (в %):

на гашение извести - 2,5 
на испарение при гашении - 3,5 
на увлажнение массы - 7,0

Химическая реакция гашения  извести протекает по формуле: 
СаО Н 2О=Са(ОН) 2 
Иногда для повышения прочности кирпича в силикатную массу вводят различные добавки в виде молотого песка, глины и др.

Приготовление силикатной массы

Известково-песчаную смесь  готовят двумя способами: барабанным и силосным. 
Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа производства значительно проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 часов, в течение которых известь гасится.

Силос представляет собой  цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8-10 м., диаметр 3,5-4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большоё выделение пыли. При вылеживании в силосах масса часто образует своды; причина этого – относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное твердение ее при вылеживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять, возможно, меньшую влажность массы. Из опыта работы рассматриваемого завода установлено, что силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2-3%. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.

Перечисленные выше отрицательные  моменты не полностью, но в какой-то мере устраняются механизацией разгрузки. Работа силоса протекает следующим образом.

Внутри силос разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 часов, столько же требуется и для разгрузки секции. К моменту заполнения силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, т.е. около 2,5 час. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого ее разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 час. Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 час. в непрерывно действующих силосах. В случае образования свода при разгрузке силоса и прекращении поступления массы на ленточный транспортер категорически запрещается рабочим находиться в силосе.

Для облегчения разгрузки  периодически включают вибратор, укрепленный на стенке силоса; и этим уменьшают прилипание массы к стенкам. При более серьезных зависаниях массы в силосах ее шуруют ломами через разгрузочные окна.

Прессование сырца

На качество кирпич

а и в основном на его прочность наиболее существенно  влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время прессования. В результате прессования происходит уплотнение силикатной массы. Тщательно  уплотнить сырец значит довести  до минимума свободное пространство между частицами песка, сблизив их настолько, чтобы они разделялись друг от друга только тончайшим слоем вяжущего вещества. °ЬЂкое сближение зерен песка при дальнейшей водо-тепловой обработке кирпича-сырца в автоклаве обеспечивает получение плотного и прочного конгломерата. В момент прессования силикатной массы возникают силы сопротивления сжатию со стороны зерен песка, препятствующие максимальному сближению зерен. Сила трения массы о стенки формы и зерен друг о друга преодолевается путем применения давления. Поэтому давление должно распределяться равномерно по всей площади прессуемого изделия. Прессование необходимо вести только до известного предела, так как при увеличении давления выше предельного в массе появляются упругие деформации, которые исчезают после снятия давления и ведут к разрушению сырца. Поэтому нельзя повышать давление до появления деформаций.

Процесс прессования  кирпича складывается из следующих  основных операций: наполнения прессовых  коробок массой, прессования сырца, выталкивания сырца на поверхность стола, снятия сырца со стола, укладки сырца на запарочные вагонетки.

Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи транспортерной ленты  в бункер над пресс-мешалкой пресса. Подача массы в пресс-мешалку  должна так регулироваться, чтобы она занимала примерно 3/4 объема пресс-мешалки. Если поступающая масса имеет более низкую влажность, чем требуется, доувлажнение ее производится в пресс-мешалке, вокруг стенок которой укладывается водопроводная труба с мелкими отверстиями по ее длине, направленными вниз.

Увлажненная масса  ножами пресс-мешалки при вращении их подается в прессовые коробки  через отверстия в дне пресс-мешалки. При повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на определенный угол и занимают положение между прессующим поршнем и верхней стороной плитки контрштампа. Под давлением поршень постепенно поднимается и производится прессование сырца.

В момент прессования  стол пресса останавливается, а ножи пресс-мешалки вращаются и заполняют  массой следующую пару прессовых коробок. После прессования стол пресса поворачивается так, чтобы штампы пресса вместе с сырцом подошли к выталкивающему поршню. Сырец выталкивается поршнем в вертикальном направлении; верхняя пластина штампа при выталкивании выходит из прессовых коробок на 3-5 мм выше уровня стола. Затем выталкивающий поршень опускается вниз в первоначальное положение. После снятия пары кирпичей двумя съемщиками-прессовщиками стол поворачивается, и штампы подводятся под механическую щетку для очистки.

Верхние пластины очищаются от налипшей массы, штампы опускаются на величину наполнения прессовых  коробок и цикл начинается снова.  
Плотность прессования сырца достигается исключительно изменением величины наполнения прессовых коробок: чем больше высота наполнения, тем выше плотность сырца и, наоборот, чем меньше высота наполнения коробок, тем ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы сырец получался одинаковой плотности; для этого нужно поддерживать высоту наполнения прессовых коробок одинаковой. Ножи пресс-мешалки должны быть закреплены от дна и стенок на одинаковом расстоянии.

После прессования  полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются на вагонетки, которые  транспортируются в автоклавы, где  производится тепло-влажная обработка кирпича.

< автоклавной>

Для придания необходимой  прочности силикатному кирпичу  его обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие  сочетается с обязательным наличием в кирпиче-сырце водной среды, которая  благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с максимальной интенсивностью. Насыщенный пар используется с температурой 1750°С при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.

Автоклав представляет собой трубу длиной 19 м. и диаметром 2 м., вместимостью 12 вагонеток (V=5965 куб. м.). Режим работы автоклава:

• 1,5 час. – подъём пара,
• 5-6 час. – выдержка,
• 1-1,5 час. – спуск пара.

В процессе автоклавной  обработки, т. е. запаривания кирпича-сырца, различают три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и заканчивается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и обрабатываемых изделий.

Вторая стадия характеризуется постоянством температуры  и давления в автоклаве. В это  время получают максимальное развитие все те физико-химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликата кальция, а, следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.  
Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него готового кирпича.

Механическая прочность  силикатного кирпича, выгруженного из автоклава, ниже той, которую он приобретает  при последующем выдерживании его  на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция за счет углекислоты воздуха по формуле:

Са(ОН) 2 СаСО 2=СаСО 3 Н 2О

Таким образом, полный технологический цикл запаривания  кирпича в автоклаве состоит  из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и выгрузки автоклава. Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который равен 10-13 часам.

Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит к браку.

Для контроля над режимом  запаривания на автоклавах установлены манометры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом, записывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича.

Из автоклава силикатный кирпич поступает на склад.