Значение промышленности строительных материалов

Однако известный способ не лишен  недостатков, а именно: 
возрастает сопротивление движению керамической массы в полости мундштука в процессе формования кирпича, что снижает производительность пресса и увеличивает нагрузку на его приводной механизм, т.е. увеличиваются энергозатраты на операцию формования керамического бруса. 
   Другим существенным недостатком является снижение конструкционной прочности изделия из-за наличия в кирпиче искусственно созданных крупных по размерам большого количества пустот, с суммарным объемом в 13-30% и даже выше от объема изделий, что во многих случаях не позволяет использовать такой кирпич в качестве стенового материала при строительстве высотных зданий и увеличивает процент боя (поломок), особенно на транспортных операциях. 
Основные производственные процессы и операции  при  изготовлении стеновых  керамических материалов способом пластического формования 

Таблица 1

   Полусухое формование. 
   Полусухой способ производства кирпича отличается от пластического тем, что прессование кирпича производят из сильно отощенных жестких масс (применяют малопластичную глину) влажностью 8...10 % на гидравлических или механических прессах высокого давления (10...30 МПа). Такой сырец, как правило, не требует сушки - его сразу после формования можно обжигать. Так как кирпичи полусухого прессования (рис. 7.) получаются более плотными, в них делают несквозные пустоты. Изделия, спрессованные из порошков, обладают в сырце большой прочностью и точностью размеров, характеризуются низкой усадкой при обжиге, однако имеют пониженную морозостойкость.

3. Сушка изделий. 
   Процесс сушки сопутствует производству всех видов керамических изделий. При этом сушат не только сформованные изделия, но также глину, фильтр-прессные коржи, заготовки. При изготовлении многих керамических изделий сушка оказывает решающее влияние на качество готовой продукции. Так, трещины, появляющиеся при сушке многих керамических изделий, обусловливают их брак, а при производстве кирпича существенно снижают его качество.  
   Процесс сушки оказывает заметное влияние на экономику производства, поскольку его осуществление требует значительных расходов топлива и электроэнергии, а денежные затраты на этот процесс составляют в ряде случаев 10—12% от общей себестоимости готовых изделий. Значительны также капиталовложения на сооружение сушильных установок, размеры которых растут в прямой зависимости от длительности процесса сушки. Во многих случаях размеры сушильных установок и интенсивность процесса сушки лимитируют общий выпуск продукции предприятием, являясь так называемым «узким местом», и от возможности увеличения производительности сушильного цеха зависит рост общей производственной мощности завода. 
   Поэтому во всех случаях нужно стремиться к такой организации процесса сушки, в котором сочеталось бы получение продукции или полуфабриката высокого качества, минимальная длительность процесса и возможно малые расходы тепла и электроэнергии. Достижение этих целей составляет задачу рациональной организации процесса сушки и требует знания основ ее технологии. В технологии сушки рассматриваются закономерности протекания физико-химических, структурно-механических, тепло - и влагообменных и других явлений, сопутствующих процессу сушки. 
  Общие сведения о процессе сушки. Сырец содержит много воды. Количество ее зависит от свойств глины и способа формовки. 
   Сырец, сформованный на ленточном прессе — 20—24% воды. Необходимо без повреждений сырца постепенно удалить эту воду до остаточной влажности 8—9%. 
   При сушке сырец, теряя влагу, уменьшается в размерах. Если усадка неравномерна, то-есть одни части сырца высыхают быстрее, чем другие, то в нем возникают напряжения и могут образоваться трещины, поэтому сырец надо сушить постепенно и равномерно, соблюдая определенный порядок, называемый режимом сушки. 
   Режим сушки устанавливается опытным путем и зависит от сушильных свойств глины, способа формовки, типа сушильных устройств, погоды и других местных особенностей. 
   Общим для всех режимов является более осторожная и замедленная сушка в начале и более быстрая в конце. 
   Одни глины легко переносят быструю сушку, не давая трещин, другие — склонны к образованию трещин и требуют медленной, осторожной сушки. Поэтому продолжительность сушки колеблется в широких пределах — от 6 до 25 суток. 
   Чем выше температура воздуха, чем он суше, чем быстрее он движется, тем быстрее сохнет сырец. Если же на дворе прохладно, туман, дождь, нет ветра — сушка протекает крайне медленно. Поэтому в одних случаях необходимо принимать меры к замедлению сушки, а в других, наоборот, к возможному ускорению ее. Сушку кирпича ведут как в камерных, так и в туннельных сушилках (рис.8). В качестве теплоносителя и одновременно влагопоглотителя используют нагретый воздух или дымовые газы. 

5. Обжиг.

   В технологии керамического кирпича обжиг является завершающей и наиболее ответственной стадией его изготовления. В процессе обжига формируются наиболее важные свойства керамического материала, определяющие его техническую ценность: прочность, плотность, водостойкость, морозостойкость и др. Пороки обжига являются необратимыми дефектами в изделии. Они не поддаются последующему устранению и потому в большинстве случаев дефекты обжига определяют качество готовой продукции — сортность и количество брака. Велико также влияние результатов обжига на экономику производства. Об этом свидетельствуют довольно значительные удельные весовые расходы топлива, которые в пересчете на 1 т готовой продукции составляют в среднем для стеновой керамики 45 кг. Суммарные затраты на обжиг достигают 35— 40%, а потери от брака — почти 10% себестоимости товарной продукции. 
   Квалифицированное ведение обжига требует знания тех изменений, которые происходят в керамической массе при этом процессе, и знания закономерностей, которые управляют процессом формирования конечных свойств керамического черепка. Все это составляет основу теории обжига.  
   Обжигают высушенный кирпич в туннельных печах (рис.9.): сырец, уложенный на вагонетки, непрерывно движется вдоль печи навстречу горячим газам и последовательно проходит зоны подогрева, обжига и охлаждения. 
   При воздействии высоких температур на глинистые материалы в них происходят сложные физические, химические и физико-химические изменения. В начале нагревания при 100... 150 °С удаляется физически связанная вода, при 350...400 °С выгорают органические примеси, при 300...900 °С удаляется химически связанная (кристаллизационная и цеолитная) вода, причем глинистые минералы разрушаются и глина переходит в аморфное состояние.

   Обжиг кирпича из легкоплавкого сырья ведут при 900... 1000 °С, из тугоплавкого - при 1100... 1200 °С. В процессе обжига протекают последовательно реакции в твердой фазе, собственно жидкофазное спекание и кристаллизация новообразований.Жидкофазное спекание или образование расплавов в обжигаемых изделиях по мере повышения температуры является наиболее важным процессом, в результате которого керамическая масса переходит в керамический черепок.

При выгрузке из печи керамические изделия  сортируют. Качество изделий устанавливают  по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в  них различных дефектов. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормального обжига, недожог (кирпич алого цвета, характеризуется низкими прочностью, водо- и морозостойкостью) и пережог (кирпич фиолетово-бурого цвета с оплавленной поверхностью). Сортность изделий устанавливают по внешнему виду, форме, размерам и наличию дефектов в соответствии с требованиями ГОСТа.  
   При механизированной погрузке, разгрузке и транспортировании используют деревометаллические поддоны, на которые кирпич укладывают на ребро с перевязкой или «в елочку» (с наклоном в 45° к центру пакета). Чтобы уложить кирпич «елочкой», к торцам поддона прибивают треугольные бруски. Без поддонов кирпич перевозят уложенным в штабель с перевязкой; перевозить навалом запрещается, так как при этом много кирпича бьется. Хранят поддоны с кирпичом на открытых площадках, желательно в полиэтиленовой упаковке.

Основные свойства продукции

Стеновые керамические изделия

   По плотности и техническим свойствам керамические кирпичи и камни делят на три группы: первая - эффективные плотностью не более 1400 - 1450 кг/м3 с высокими теплозащитными свойствами; вторая - условно-эффективные плотностью 1450 - 1600 кг/м3; третья - обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м3.

1. Керамический кирпич

   Сплошной керамический кирпич  имеет форму прямоугольного параллелепипеда  размером 250х120х65 мм прямыми ребрами  четкими гранями и ровными  лицевыми поверхностями; искривление  ребер и граней кирпича не  должно превышать 3 мм. Модульный  кирпич имеет размер 250х120х88 мм  и выпускается с круглыми или  щелевыми пустотами, чтобы масса  одного кирпича была не более 4 кг. Отклонения от размеров не должны превышать установленных величин.

Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин. Кирпич должен быть нормально обожжен; кирпич недожженный и пережженный - брак. После обжига кирпич должен соответствовать  цвету эталона нормально обожженного  кирпича. Не допускаются известковые  включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича.

В зависимости от предела прочности  при сжатии кирпич делят на марки: 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Плотность сплошного  кирпича 1600 - 1900 кг/м3, его теплопроводность 0,7 - 0,82 Вт/ (м * С). Водопоглощение кирпича выше марки 150 должно быть не менее 6 %, кирпича других марок не менее 8 %. Это требование обеспечивает определенную пористость кирпича, иначе он станет слишком теплопроводен и будет плохо сцепливаться со строительным раствором. Морозостойкость кирпича не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания; предусмотрены и более высокие марки морозостойкости: Мрз 25, Мрз 35, Мрз 50.

Кирпич применяют в основном для кладки стен зданий, изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей  и дымовых труб.

Ниже приведены образцы кирпича  выпускаемого заводом ПКК.

2. Эффективные стеновые керамические изделия

    Наружные стены из  сплошного кирпича имеют надлежащие  термические сопротивления при  сравнительно большой толщине: 2 - 2,5 кирпича или 52 - 64 см. Стены  получаются тяжелыми - масса 1 м2 стены составляет 800 - 1100 кг. Такие стены нередко обладают излишней прочностью.

Производство пустотелых стеновых изделий требует меньше затрат на сырье и топливо, а поскольку  ускоряется сушка обжиг тонкостенных изделий, то соответственно повышается производительность сушилок и печей. Применение пустотелых керамических изделий позволяет уменьшить толщину наружных стен и снизить материалоемкость ограждающих конструкций на 20 - 30 %, сократить транспортные расходы и нагрузки на основание.

Пустотелый кирпич и керамические камни изготовляют из легкоплавких глин и глино-трепельных смесей с выгорающими добавками и без них. Пустоты в кирпиче или камне располагают перпендикулярно или параллельно постели, они могут быть круглыми и прямоугольными.

Размеры камней больше чем кирпича, поэтому их применение повышает производительность труда при кладке стен, а также  приводит к уменьшению количества швов. Несмотря на большую пустотность керамических камней их марки такие же, как и марки сплошного кирпича, поэтому керамические камни применяют как для каркасных, так и для несущих стен.

Керамические  изделия для наружной и внутренней облицовки зданий

1. Керамические изделия для облицовки фасадов

   Фасадные керамические изделия  применяют для облицовки фасадных  поверхностей стеновых панелей,  блоков, цоколей зданий, лоджий, для  отделки архитектурных элементов  фасада зданий - поясов, карнизов  и создания декоративных панно.

Для отделки сборных конструкций  на заводах используют коврово-мозаичные  плитки размерами 48х48 и 22х22 мм толщиной 2 - 4 мм, плитки типа "кабанчик" размером 120х65х7, типа брекчия - ковры, набранные  из плиточного боя.

Коврово-мозаичные плитки выпускают с естественно окрашенным черепком и глазурованные. Глазури могут быть глухими и прозрачными, белыми и окрашенными, блестящими и матовыми.

Плитки типа "кабанчик" Изготовляют не глазурованными и глазурованными. Их используют для отделки панелей (наклеенными на бумажные ковры), а также для облицовки кирпичных стен.

Ковры типа "брекчия" применяют для облицовки фасадов и в виде акцентных вставок. Бой плиток в таком ковре не должен составлять более 60 % общей его площади.

Для облицовки готовых кирпичных  и бетонных стен применяют крупноразмерные  и цокольные плитки. Крупноразмерные плитки размером 250х140х10 мм изготовляют не глазурованными и глазурованными. В настоящее время действует полностью автоматизированная поточная линия для прессования, сушки, глазурования и обжига таких плиток.

Цокольные глазурованные плитки являются изделиями штучного применения; их используют для облицовки зданий и подземных переходов.

Эти плитки имеют спекшийся черепок, их водопоглощение не более 5 %.

Лицевые кирпичи и керамические камни применяются для кладки и одновременной облицовки наружных и внутренних стен зданий, возводимых из штучных изделий (кирпича, камня). Выпускают кирпич и камни с гладкой, а также рельефной или офактуренной лицевой поверхностью. Не допускаются трещины и отколы на лицевой грани. Для производства используют не только глины, но также трепелы и диатомиты.