Производство керамической черепицы

    Содержание: 

Введение...........................................................................................................................3

1. Состояние  и перспективы развития промышленности............................................4

2. Характеристика  сырьевых материалов......................................................................6

3. Номенклатура  выпускаемой продукции.................................................................11

4. Технологическая  схема производства.....................................................................13

5. Описание технологической  схемы...........................................................................14

Список использованных источников...........................................................................19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    Керамическую  черепицу применяют в качестве кровельного  материала преимущественно в  индивидуальном жилищном строительстве. По сравнению с другими видами кровельных материалов она имеет следующие преимущества: огнестойкость, долговечность и незначительные расходы по уходу за ней.

      Кроме того, запасы дешёвого сырья  (глины) для её изготовления  практически неограниченны. Керамическая черепица различных видов относится к традиционным кровельным материалам и находит применение в строительстве многих стран Западной Европы.

    Выпускаемая за рубежом керамическая черепица характеризуется  высокой прочностью, огне- и морозостойкостью, водонепроницаемостью, цветостойкостью. Изделия отличаются высоким качеством и могут применяться в различных климатических условиях. Срок службы черепицы – 40 – 50 лет и более. Черепица производится различной конфигурации, а также различных цветов. Получила распространение глазурованная черепица и черепица с покрытиями других видов.

    Керамическую  черепицу применяют при устройстве покрытий, выдерживающих нагрузку более 1,465 Н/см². В зависимости от типа черепицы рекомендуются различные способы её укладки и крепления.

    К недостаткам керамической черепицы можно отнести высокую энергоёмкость  её производства, а также трудоёмкость устройства черепичных кровель. Однако высокая долговечность черепицы и небольшие эксплуатационные расходы обусловливают её конкурентоспособность по сравнению с другими кровельными материалами.

    Таким образом, керамическая черепица, сочетая в себе надёжность, долговечность и хорошие декоративные качества остаётся востребованным на рынке кровельным материалом, особенно для малоэтажного частного строительства.

 

1. Состояние и перспективы развития промышленности

    В настоящее время зарубежной промышленностью  керамическая черепица выпускается  в широком ассортименте на современных  высокопроизводительных заводах, оснащённых автоматизированным оборудованием. Введение в эксплуатацию новых заводов  с эффективным оборудованием  позволило снизить стоимость  керамической черепицы и приблизить её к стоимости цементно-песчаной черепицы.

    Ассортимент выпускаемой за рубежом керамической черепицы включает плосковолновую, сдвоенную, сдвоенную чешуйчатую, ленточную пазовую, марсельскую пазовую, марсельскую глазурованную, желобчатую и другую черепицу.

    В 1990-е годы за рубежом стало развиваться  производство крупноразмерной керамической черепицы, применение которой даёт возможность заметно снизить  трудоёмкость её укладки.

    Широкий ассортимент керамической черепицы выпускается фирмами Германии, Франции, Италии. Многие заводы оснащены самой  передовой техникой: вакуум-прессами, тоннельными печами, управляемыми ЭВМ, сушиьными установками, автоматизированным оборудованием по доставке и укладке изделий.

    Помимо  черепицы перечисленных видов зарубежной промышленностью выпускаются разнообразные  специальные керамические элементы, предназначенные для устройства черепичных кровель. Применение таких  элементов повышает долговечность  черепичных кровель и снижает  эксплуатационные расходы. Производится коньковый элемент, состоящий из металлической плоской части  с двумя рядами отверстий, обеспечивающей вентиляцию кровли, и керамической верхней части, защищающей нижнюю часть от дождевой и талой воды. Керамический элемент с вентиляционным отверстием предназначен для устройства вентиляции кровель, керамические карнизные элементы – для защиты стен от атмосферных воздействий, а также для стока дождевой и талой воды.

    В России и странах СНГ керамическая черепица выпускается рядом предприятий, однако объём её производства относительно невелик. 

    Отечественной промышленностью выпускаются следующие  виды керамической черепицы: пазовая  штампованная, пазовая ленточная, плоская  ленточная, S-образная, коньковая и некоторые другие.

    В России пазовая штампованная черепица выпускается Прохладненским кирпично-черепичным заводом, на Украине – Коломыйским заводоуправлением строительных материалов. Ленточная и S-образная черепица производятся на Украине Хустским заводом строительных материалов, в Белоруссии – Обольским заводом керамических изделий.

    В СНГ в 1990-е годы рядом организаций  выполнены разработки, направленные на развитие производства керамической черепицы. В частности, Могилёвским  филиалом ВНИИстроммаш (Белоруссия) разработана технологическая линия по производству ленточной черепицы производительностью 3 – 5 млн. шт. в год.

    НИИСМ (Минск, Белоруссия) разработана поточно-конвейерная  линия для производства керамической черепицы методом сухого прессования. Основные характеристики выпускаемой  по данной технологии черепицы: размеры - 365х155 мм; морозостойкость – 100 циклов; масса 1 м² кровли – 42 – 45 кг.

    Институтом  Роспроектагропромстройматериалы (Саратов, Россия) разработана проектно-конструкторская документация на линию производства керамической черепицы производительностью 2 – 2,5 млн. шт. в год.

    АО  ВНИИстром им. П.П. Будникова разработана технология производства керамической черепицы методом полусухого прессования. В соответствии с предложенным методом для изготовления черепицы может применяться разнообразное сырьё: малопластичные глины, суглинки, аргиллитовые породы, глинистые сланцы, отходы углеобогащения, лессовидные суглинки.

    Применение  специальной обработки поверхности  черепицы даёт возможность уменьшить  её водопоглощение. Предложенная конструкция ленточной черепицы позволяет увеличить кроющую способность изделий, уменьшить расход сырья, снизить массу кровли. Черепица характеризуется улучшенными декоративными качествами, а также повышенной биологической стойкостью.

    Керамическая  черепица применяется в качестве кровельного материала уже несколько  столетий. Однако и в настоящее  время производство этой продукции  остаётся актуальным. Несмотря на большой ассортимент кровельных материалов, керамическая черепица занимает определённую нишу на рынке и остаётся востребованной. Перспективным направлением является модернизация традиционной технологии производства, применение автоматизированных установок, разработка продукции, удобной для укладки при устройстве кровель. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Характеристика сырьевых материалов

    Черепица  изготовляется из легкоплавких пластичных глин, в качестве добавок могут  использоваться различные виды песка. Возможна широкая цветовая гамма.

    Основным материалом для производства керамической черепицы является глинистое сырьё, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками – отощающими, породообразующими, плавнями, пластификаторами и др.

    Глинистое сырьё (глины и каолины) – продукт выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Глинистые минеральные частицы диаметром 0,005 мм и менее обеспечивают способность при затворении водой образовывать пластичное тесто, сохраняющее при высыхании приданную форму, а после обжига приобретающее водостойкость и прочность камня.

    Помимо  глинистых частиц в составе сырья  имеется определённое содержание пылевидных частиц с размерами зёрен 0,005 –  0,16 мм и песчаных частиц с размерами зёрен 0,16 – 2 мм.

    Глинистые частицы имеют пластинчатую форму, между которыми при смачивании образуются тонкие слои воды, вызывая набухание частиц и способность их к скольжению относительно друг друга без потери связности. Поэтому глина, смешанная с водой, даёт легко формуемую пластичную массу. При сушке глиняное тесто теряет воду, уменьшаясь в объёме - процесс называется воздушной усадкой. Чем больше в глинистом сырье глинистых частиц, тем выше пластичность и воздушная усадка глин. В зависимости от этого глины подразделяются на высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные, малопластичные и непластичные.

    Высокопластичные глины имеют в своём составе до 80 – 90% глинистых частиц, число пластичности более 25, водопотребность более 28%, воздушную усадку 10 – 15%.

    Средне- и умереннопластичные глины имеют в своём составе 30 – 60% глинистых частиц, число пластичности 15 – 25, водопотребность 20 – 28% и воздушную усадку 7 – 10%.

    Малопластичные глины имеют в своём составе от 5 до 30% глинистых частиц, водопотребность менее 20%, число пластичности 7 – 15 и воздушную усадку 5 – 7%.

    Непластичные  глины не образуют пластичное удобоформуемое тесто.

    Глины с содержанием глинистых частиц более 60% называют «жирными», отличаются высокой усадкой, для снижения которой  в глины добавляют «отощающие» добавки. Глины с содержанием глинистых частиц менее 10 – 15% - «тощие» глины, в них при производстве изделий вводят тонкодисперсные добавки, например, бентонитовую глину.

    Гранулометрический  состав глин тесно связан с минералогическим составом. Песчаные и пылевидные фракции  представлены главным образом в  виде остатков первичных минералов (кварца, полевого шпата, слюды и  др.). Глинистые частицы в большинстве  своём состоят из вторичных минералов: каолинита Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O, монтмориллонита Al₂O₃·4SiO₂·4H₂O, гидрослюдистых и их смесей.

    Глины с преобладающим содержанием  каолинита имеют светлую окраску, слабо набухают при взаимодействии с водой, характеризуются тугоплавкостью, малопластичны и малочувствительны к сушке.

    Глины, содержащие монтмориллонит, весьма пластичны, сильно набухают, чувствительны к  сушке и обжигу с проявлением  искривлений изделий и растрескивания. Высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита называют бентонитами.

    Химический  состав глин выражается содержанием  и соотношение различных оксидов. В керамическом сырье содержание важнейших оксидов колеблется в  широких пределах:

    SiO₂ – 40-80%, Al₂O₃ – 8-50%, Fe₂O₃ – 0-15%, CaO – 0.5-25%, MgO – 0-4%.

    Увеличение содержания Al₂O₃ повышает пластичность и огнеупорность глин.

      Повышение содержания SiO₂ снижает пластичность глин, увеличивает пористость, снижает прочность обожжённых изделий.

      Присутствие оксидов железа снижает  огнеупорность глин, тонкодисперсного  известняка – придаёт светлую окраску и понижает огнеупорность глин, а камневидные включения его являются причинами появления «дутиков» и трещин в керамичеких изделиях.

    Оксиды  щелочных металлов (Na₂O, K₂O) являются сильными плавнями, способствуют повышению усадки, уплотнению черепка и повышению его прочности.

    Наличие в глинистом сырье растворимых  солей сульфатов и хлоридов натрия, кальция, магния и железа вызывает появление  белых выцветов на поверхности изделий.

    В настоящее время природные глины  в чистом виде редко являются кондиционным сырьём для производства керамических изделий. В связи с этим их применяют  с введением добавок различного назначения.

    Отощающие добавки – вводят в пластичные глины для уменьшения осадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.