работа По Общей Химической Технологии на тему: «Производство строительного кирпича» (стр. 3 из 8)

Материалы для производства кирпича. Технология подготовки глин.

Способы производства кирпича изменялись с течением времени от столетия к столетию. До ХIX века эта процедура была весьма трудоемкой, так как кирпич формовался вручную. Его сушка возможна была только в летнее время, а формовка производилась в больших напольных печах, выложенных из высушенного кирпича-сырца. Примерно двести лет назад были изобретены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, что весьма облегчило процесс производства. Также в XIX веке стали выпускаться и глинообрабатывающие машины.

На сегодняшний день больше всего кирпича производится круглогодично на крупных заводах. Эти предприятия выпускают более 200 миллионов кирпичей в год. В производстве кирпича обычно применяются легкосплавные песчанистые и мергелистые глины.

На сегодняшний день существуют две основные технологии производства этого стройматериала. Первая основана на обжиге глины, а вторая осуществляется без него.

При небольших производствах разработку глины производят вручную, а при больших часто применяют экскаваторы и механические лопаты, что также зависит от свойства глины, характера её залегания и т.д. Разработку очень плотных залежей глины производят взрывным способом.

На разработке глины получили распространение одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. При некаменистых, но очень плотных глинах применяют экскаваторы с определённо направленными ковшевыми цепями. Эти машины имеют более сильные двигатели, но изнашиваются скорее. Производительность экскаватора зависит от характера глины, глубины её залегания, типа экскаватора и мощности двигателя и составляет от 15 до 60 м3/час ( от 4800 до 19200 кирпичей ). Доставка глины на завод производится в опрокидывающихся вагонетках.

При производстве строительного кирпича подготовка глины производится одним из следующих способов.

Технология обжигового кирпича. Подготовка материала для будущего кирпича может быть произведена следующим способом. Глина, извлеченная из карьера, помещается в бетонированные творильные ямы, в которых ее разравнивают и заливают водой. В таком состоянии материал оставляют на 3-4 дня. Только после этого глина доставляется на завод для произведения машинной переработки.

Для удаления из глинистой массы камней обычно применяются специальные камневыделительные вальцы. Эти вальцы одновременно перерабатывают глину как гладкие вальцы. Камни подводятся к одному концу вальцов спиралями и по желобу выбрасываются.

После проведения этой процедуры глина поступает в ящичный питатель. У выходного отверстия этой машины размещаются подвижные грабли, которые частично разбивают куски и выталкивают глину на бегуны. Здесь глина хорошо размалывается. Затем материал проходит через одну или две пары гибких вальцов и поступает в ленточный пресс, соединенный с резательным аппаратом. Кирпич отрезается от глиняной ленты и попадает на подкладочные деревянные рамы. После такой расфасовки материал помещается в сушильную камеру. Когда камера полностью заполняется, ее запирают и разогревают.

Сушка кирпича чаще всего производится искусственным способом, так как она не требует большого складского пространства и не зависит от погодных условий. Для такой сушки используют тепло отработанного пара. В результате постепенного подъема температуры в сушильной камере образуются водяные испарения без движения воздушных потоков. Это благоприятно влияет на сушку кирпича. Кирпич во влажном воздухе нагревается, что обеспечивает равномерное высыхание всей массы. Высушенный кирпич поступает в кольцевую или туннельную печь для обжига. Эта операция происходит при температуре около 1000 градусов. Обжиг длится до начала спекания.

Хороший кирпич должен иметь матовую поверхность, и при ударе давать звонкий звук. Требуется, чтобы на изломе он был однородным пористым и легким. Кирпич считается бракованным, если в нем есть внутренние пустоты и трещины на внешней стороне.

Технология безобжигового кирпича. В данном случае применяется гипер- или трибо-прессование. Это технология сварки минеральных сыпучих материалов под воздействием высокого давления в присутствии вяжущих компонентов и воды, завершающаяся выдержкой на складе в течение 3-5 суток до созревания. На первой стадии исходное сырье дробится до фракции 3-5 мм, после чего поступает в приемный бункер. Затем, пройдя по ленточному транспортеру через расходный бункер и питательный дозатор, материал попадает в бетоносмеситель. Там происходит его смешивание с цементом до получения однородной массы. На второй стадии осуществляется поставка готового материала по ленточному конвейеру через двухрукавную течку на установку формования. После прессования кирпич можно сразу помещать на технологические поддоны. На них он и размещается на складе, где происходит естественная выдержка в течение 3-7 суток. После этого производится отгрузка готового кирпича потребителю.

Во многих случаях качество глины таково, что она может непосредственно поступать в ящичный питатель (бешикер ), состоящий из 2-4 отделений, в зависимости от числа смешиваемых сортов глины ( жирной и тощей ). У выходного отверстия питателя помещается вращающийся вал с насаженными на него кулаками или подвижная грабля, которые подают подошедшую к выходному отверстию питателя глину, частично разбивают попадающиеся на пути куски и сбрасывают глину под бегуны. Под бегунами глина хорошо размалывается и продавливается через дырчатую тарелку бегунов (величина отверстий около 3 мм. ). В бегуны нередко подбрасывают бракованный сырец . Иногда между питателем и бегунами ( большей частью при производстве черепицы ) устанавливается увлажняющий шнек, куда поступает необходимое количество воды. Добавка воды к массе часто производится во время обработки её бегунами. В этом случае применяют так называемые мокрые бегуны.

Водозатворение и формование сырца.

Величина, скорость и равномерность водозатворения глинистой массы зависит от многих причин. Основными из них являются: степень рыхления и способ перемещения, пластичность и гранулометрический состав, естественная влажность исходной глинистой породы, поступающей на водозатворение.

При производстве глиняного кирпича пластическим способом наиболее практическое значение имеет рыхление и измельчение глинистой породы, т.е. разрушение ее естественной структуры. Хорошее рыхление и измельчение породы обеспечивает более совершенную и равномерную смешиваемость глинистой массы с отощающими добавками, быстрое и равномерное водозатворение. Хорошим рыхлением можно считать такое, при котором глинистая масса имеет зернистую или мелкокомковатую структуру.

Самым эффективным способом переработки массы, при котором достигается наилучшее разрушение естественной структуры, является способ промораживания и вылеживания глины. Даже кратковременное вылеживание глин с периодической поливкой водой ускоряет процесс разрушения естественной структуры и способствует полному ее набуханию. Вода, проникая во все поры массы, ослабляет связи. При этом происходит также и некоторая перегруппировка частиц. С течением времени глина в этих условиях приобретает мелкокомковатую структуру, обеспечивающую полное и равномерное ее увлажнение. Вылеживание заготовленной глины в течение зимы еще более глубоко разрушает естественную структуру.

Различают естественную и формовочную влажность глинистых пород. Естественной влажностью принято называть весовое количество воды, содержащееся в порах природной глинистой породы. Эту влажность нередко называют карьерной. Под формовочной влажностью подразумевают весовое количество воды, содержащееся в формуемой глинистой массе, обеспечивающее нормальное формование и сушку сырца. Нередко формовочная влажность соответствует естественной. Иногда она меньше ее.

Здесь и далее влажность глинистой массы выражена в виде абсолютной влажности, т.е. в виде отношения веса испарившейся воды к весу абсолютно сухого образца. Выражение влажности в виде величины относительной влажности, т.е. в виде отношения веса воды к весу влажного образца, здесь неприемлемо не только потому, что оно дает несопоставимые результаты одного анализа с другим, но и затрудняет определение пределов пластичности, которые вычисляются в единицах абсолютной влажности породы.

Значение абсолютной влажности всегда выше относительной. Эта разница будет тем больше, чем выше влажность образца.

Значения влажностей пересчитывают по следующим формулам: относительной в абсолютной

абсолютной в относительной

Естественную влажность можно выражать как в процентах, так и в долях единиц. В последнем случае, в зависимости от степени заполнения пор водой, значение ее может изменяться от 0 до 1.

При полном заполнении пор водой глинистая масса представляет собой двухфазную систему, состоящую из минеральной части и воды. Двухфазная глинистая масса в производстве кирпича очень желательна, но на практике она никогда не получается. В формуемой глинистой массе всегда присутствует третья фаза- воздух, который оказывает отрицательное действие на качество сырца, увеличивая его усадку и деформируемость.

Следует отметить, что искусственное увлажнение глинистой массы резко отличается от естественного. При быстротечном водозатворении глинистой массы влага не успевает равномерно распределиться. Хорошо увлажняются глинистые породы в естественном залегании, т.е. в карьере, когда влага действует длительное время и количество ее достигает или превышает формовочную влажность. В подобных случаях изделия обычно формуют без дополнительного орошения, нередко с подсушкой. В этом случае глинистая масса полностью набухает и равномерно увлажняется еще в карьере, что значительно улучшает ее формовочные свойства.