Гипс – горная порода обычно белого или серого цвета, состоящая из минерала CaCO4×2H2O. Использую как сырье для получения гипсовых вяжущих.
Ангидрит – плотная хемогенная осадочная горная порода, состоящая из минерала ангидрита CaCO4. Использую для получения вяжущих, для внутренне отделки и скульптурных работ. На открытом воздухе быстро выветривается, переходя в гипс.
2. Производство глиняного кирпича способом пластического формования.
Глиняный кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда размерами 250х120х65. Кирпич утолщенный 250х120х88 с обязательными технологическими пустотами.
Масса утолщенного кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг.
По согласованию предприятия-изготовителя с потребителем, отраженному в договоре на поставку, допускается изготовлять утолщенный полнотелый кирпич массой более 4,3 кг.
По прочности изделия изготовляют марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300.
По морозостойкости изделия изготовляют марок: F15, F25, F35, F50. За марку по морозостойкости принимают число циклов попеременного замораживания и оттаивания,прикоторых в изделиях отсутствуют признаки видимых повреждений (шелушение, расслоение, выкрашивание и др).
В зависимости от средней плотности полнотелые изделия подразделяют на:
- пористые со средней плотностью до 1500 кг/мм3;
- плотные свыше 1500 кг/м3.
Теплопроводность 0,71-0,82 Ват/м· ºС.
Предел прочности при сжатии и изгибе 75-300 кг/м2.
Водопоглащение должно быть не менее 6%.
Изделия относят к группе негорючих строительных материалов по ГОСТ 30244 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть».
Производство ведется на хорошо проработанной пластичной массе с влажностью 15-25% из легкоплавких глин средней пластичности, содержащих 40-50% песка. Подготовка сырья: глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают на бегунах, дезинтеграторах и валках до получения пластичной удобоформуемой массы без крупных каменистых включений (кусочки CaCO3 должны быть удалены или измельчены в порошок).
Качество массы и будущих изделий зависит от тщательности проработки сырьевых компонентов.
Формование кирпича-сырца производят на ленточном прессе. Увлажненная и тщательно размятая глиняная масса продавливается винтовым конвейером через решетку в вакуумную камеру, где жгуты глины разбиваются вращающимся ножом для удаления воздуха из глиняной массы. Далее масса винтовым валом подается в конусную головку пресса, где окончательно уплотняется и продавливается сквозь формующую часть пресса – мундштук. Мундштук придает глиняной ленте, выходящей из пресса, определенную высоту и ширину. В мундштуке могут быть установлены керны, образующие каналы в выдавливаемой ленте; так получают пустотелый кирпич и трубы.
Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на кирпич-сырец. Размер таких кирпичей несколько больше требуемого, т.к. в последующей обработке глина дважды (при сушке и обжиге) претерпевает усадку, достигающую 10-15 %.
Сушка – важный и сложный этап производства кирпича. В глине перенос влаги затруднен и поэтому быстрое высыхание глины с поверхности приводит не к ускорению сушки, а к растрескиванию кирпича-сырца. Это происходит из-за того, что поверхностный слой дает усадку при высыхании (до 7-10%), а влажное ядро препятствует ей. Простейший способ предохранить кирпич от растрескивания – сушить его медленно, так, чтобы скорость испарения воды не превышала скорости ее миграции внутренних слоев. Но этот путь снижает процессы производства.
Ускорить сушку можно, вводя в сырьевую смесь вещества, облегчающие миграцию влаги к поверхности (опилки), или путем формования в кирпиче сквозных отверстий. Улучшение условий сушки пустотелого кирпича – залог более высокого качества материала.
При влажности кирпича-сырца 6-8% его можно подавать на обжиг.
Обжиг является завершающим этапом технологического процесса производства глиняного кирпича. Процесс обжига можно разделить на три периода: прогрев сырца, обжиг, охлаждение обожженных изделий. При прогреве сырца температуру до 90-120ºС поднимают медленно, при этом из него удаляется свободная влага. Дальнейшее повышение температуры до 750ºС приводит к удалению химически связанной воды и выгоранию органических примесей. В процессе собственного обжига при температуре 800-900ºС легкоплавкие соединения начинаю расплавляться и обволакивать нерасплавившиеся частицы, при этом уменьшаются линейные размеры изделия и оно уплотняется. При дальнейшем повышении температуры глиняная масса спекается. Температура обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в пределах 950-1000ºС. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать. Для обжига использую печи различной конструкции от самых старых кольцевых, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, что является тяжелым и трудоемким процессом, и до современных туннельных и щелевых, где кирпич обжигается в процессе продавливания его по печи. Туннельная печь представляет собой канал длиной до 100 м, в котором по рельсам движутся вагонетки, с обжигаемым изделием. Операции – загрузка, подогрев, обжиг, охлаждение и выгрузка. Длительность процесса обжига 1,5-3 суток. Туннельные печи значительно производительнее и экономичнее кольцевых печей.
В результате обжига глиняный кирпич приобретает камневидное состояние, высокие прочность, водостойкость, морозостойкость и другие строительные свойства.
При выгрузке из печи керамические кирпичи сортируют. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а так же по наличию в них различных дефектов, в соответствии с требованиями ГОСТа. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормально обжига, недожог (алого цвета, пониженной плотности и морозостойкости) и пережог (отличается большой плотностью и высокой теплопроводностью). Кирпич недожог и пережог являются браком.
На складах кирпич хранят в штабелях высотой до 1,6 м уложенными на ребро. При механизированной погрузке, разгрузке и транспортировании используют деревометаллические поддоны, на которые кирпич укладывают на ребро с перевязкой или «в елочку» (с наклоном в 45º к центру пакета).
3. Шлакопортландцемент: состав, свойства и область применения.
Шлакопортландцемент – получают путем совместного помола доменного гранулированного шлака (21-80%), портландцементного клинкера (79-20%) и гипса (не более 5%).
Доменный шлак – отход производства чугуна (на 1 т чугуна приходится около 0,6 т шлака), поэтому шлакопортландцемент экономически выгоднее, чем портландцемента. Выпуск шлакопортландцемента в России составляет около 1/3 общего выпуска цемента. При производстве чугуна в доменную печь загружают железную руду, флюсовый камень (известняк и/или доломит) и кокс. Получаемая на выходе из печи продукция - расплавленный чугун и шлак. Шлак состоит в основном из кварца и оксидов алюминия (от железной руды) и оксидов кальция и магния (от флюсового камня). Из печи шлак выходит в расплавленном состоянии, причем температура расплава может превышать 14807С (27007F). Существует четыре основных способа обработки расплавленного шлака: охлаждение воздухом, быстрое охлаждение холодной водой (вспучивание шлака), дробление и помол. При каждом из данных методов обработки получается уникальный шлаковый материал, обладающий отличительными свойствами. Химический состав доменного гранулированного шлака близок к составу клинкера. Основные составляющие доменного шлака - кварц, оксиды алюминия, кальция и магния, на которые приходится 95 % всего состава шлака. Остальные 15 % - марганец, соединения железа и серы и следовое количество других элементов. Однако, следует отметить, что основные оксиды, входящие в состав шлака не встречаются в свободной форме. В доменном шлаке, охлажденном воздухом, оксиды объединяются в различные силикаты и алюмосиликатные минералы, такие как мелилит, мервинит, волластонит и др., которые также существуют в виде природных пород. В дробленом и молотом шлаках, данные элементы присутствуют в виде стекла. Химический состав шлаков варьируется в очень узких пределах, поскольку все сырье, загружаемое в доменную печь, очень тщательно отбирается и смешивается.
| Типичный химический состав доменного шлака, % | |
| Кварц (SiO2) | 32-42 |
| оксид алюминия (А12О3) | 7-16 |
| оксид кальция (СаО) | 32-45 |
| окись магния (MgO) | 5-15 |
| сера (S)* | 1-2 |
| оксид железа (Fe203) | 1-1,5 |
| оксид марганца (МnО) | 0,2-1,0 |
К самостоятельному твердению шлак не способен, но в присутствии цемента и гипса он проявляет вяжущие свойства.
Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400 и 500. По коррозионной стойкости и водостойкости он превосходит обычный портландцемент, но твердеет несколько медленнее и при этом выделяет меньше теплоты. Недостаток шлакопортландцемента – пониженная по сравнению с обычным портландцементом морозостойкость. В очень сухой воздушной среде отвердевший шлакопортландцемент иногда может обнаруживать не только недобор, но и «сброс» прочности. Причины этого явления объясняются, главным образом, дегидратацией части воды из гидросиликатов кальция, образовавшихся при взаимодействии аморфной двуокиси кремния с гидроокисью кальция. Когда из таких гидросиликатов кальция отщепляется вода, то получаются новообразования с уменьшенным объемом, поэтому в материале возникают внутреннее напряжения, приводящие к возникновению трещин и деградации прочности.