АО «стройматериалы» сбывают силикатный кирпич по всей Белгородской области, занимая около 1/3 рынка сбыта силикатного кирпича. Так как комбинат использует для производства сырьё белгородской области, транспортируя его рельсовым способом, снижая таким образом удельные затраты и себестоимость продукции, продукция завода пользуется спросом. Ёмкость рынка растет за счёт увеличения расширения строительства в областном центре.
Силикатный кирпич на основе золы ТЭС и порошкообразной извести.
Вопросам использования зол тепловых станций в производстве силикатного кирпича посвящено большое число исследований. Однако чаше всего зола рассматривалась как компонент автоклавного вяжущего или добавка (20 – 30 %) в силикатную смесь. Золы применяются в качестве кремнеземистого компонента в ячеистых бетонах, но до недавнего времени практически не использовались при изготовлении силикатного кирпича.
В УралНИИстромпроекте проведены исследования и разработана технология производства известковозольного кирпича. Сырьевыми компонентами являются золошлаковая смесь Челябинской ТЭС-2 и пыль газоочистки известеобжигательных печей Челябинского металлургического комбината.
Испытания проб пыли рукавных фильтров и циклонов показали полное соответствие ее требованиям стандарта к порошкообразной строительной извести: содержание активных СаО+МgО – 60 %, время и температура гашения – соответственно 1,5-3 мин и 78-960С. Известковая пыль характеризуется равномерным изменением объема.
Зерновой и химический составы золошлаковой смеси, пробы которой отбирались с различных горизонтов золоотвала, представлены в табл. 2.
Таблица 2.
| Содержание зёрен крупнее 5 мм | Полные остатки (мас. %) на ситах, мм | Содержание частиц менее 0,16 мм, мас. % | ||||
| 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,16 | ||
| 3,7 – 5 | 3 – 5 | 6 – 9 | 11 – 15 | 22 – 27 | 58 – 60 | 40 – 42 |
Насыпная плотность золошлаковой смеси составляет 760-1000 кг/м3, влажность 26 – 36 %. По зерновому составу она является среднезернистой, так как содержит 73-78% зольной составляющей. Образцы зольной составлявшей в смеси с портландцементом при кипячении проявляют равномерность изменения объема.
Зависимость прочности известково-зольного сырца и кирпича от величины формовочной влажности и давления прессования (табл. 3) аналогична влиянию указанных факторов на свойства известково-песчаного кирпича. Однако оптимальная формовочная влажность исследуемой смеси составляет 10 – 14 мас. %, что вдвое превышает величину, характерную для традиционных сырьевых материалов.
Таблица 3.
| Давление прессования, МПа | Предел прочности при сжатии, Мпа | |||||||
| Сырец | Кирпич | |||||||
| При влажности смеси, мас. % | ||||||||
| 8 | 10 | 14 | 16 | 8 | 10 | 14 | 16 | |
| 20 | 0,47 | 0,46 | 0,42 | 0,3 | 6,5 | 7,9 | 9 | 8,6 |
| 25 | 0,5 | 0,54 | 0,59 | 0,41 | 7,7 | 10 | 10,8 | 9,9 |
| 30 | 0,66 | 0,69 | 0,65 | 0,44 | 7,8 | 12,4 | 12,6 | 12 |
Прочность сырца и кирпича возрастает пропорционально увеличению давления прессования. Темпы упрочнения сырца и роста давления прессования одинаковы. Прочность кирпича в исследованном диапазоне влажности смеси повышается медленнее, чем давление прессования.
У известково-песчаных смесей менее тесная зависимость прочности сырца от величины давления прессования. Эти отличия обусловлены, прежде всего, более развитой поверхностью частиц золошлаковой смеси, чем у кварцевого песка одинакового зернового состава. Развитая поверхность предопределяет увеличение числа контактов между частицами при уплотнении и связанное с этим повышение прочности сцепления и механического зацепления. Доля последних в прочности сырца на основе кварцевого песка составляет всего 20 – 30%. Повышение роли названных факторов в формировании прочности известково-песчаного сырца и кирпича достигается при увеличении расхода вяжущего или введении в сырьевую смесь уплотняющих либо укрупняющих добавок.
Приведенные в табл. 3 данные получены на известково-зольной смеси, содержащей 5,6 % СаО акт. Повышение содержания извести до 9,2% (СаО акт.) при влажности смеси 13,5 % и давлении прессования 30 МПа способствовало росту прочности сырца до 1,1 МПа и кирпича до 16,3 МПа.
Изучение кинетики автоклавного твердения известково-зольного кирпича показало, что он нуждается в более длительном запаривании, чем известково-песчаный кирпич. Оптимальная длительность изотермической выдержки составила в зависимости от величины давления пара в автоклаве: 8 – 9 ч при 0,8 МПа., 6 – 8 ч при 1 МПа, 4 – 6 ч при 1,2 МПа.
Образцы кирпича марок 100, 125 и 150 выдержали комплексные испытания и имеют следующие характеристики:
водопоглощение, мас. % .............................................. 18-22
марка по морозостойкости ..............................................F 25
снижение прочности при сжатии
в водонасыщенном состоянии, % .................................18-20
плотность кирпича, кг/м3....................................... 1400-1500
коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)..............0,4-0,46
прирост теплопроводности
на 1 мас. % влажности, Вт/(м К) ................................... 0,015
Кирпич и сырьевые компоненты успешно прошли санитарно-гигиеническую экспертизу.
Зольный кирпич пользуется спросом, что обусловлено улучшенными потребительскими свойствами (на 25-30% меньшая плотность в сравнении с традиционным силикатным кирпичом и соответственно лучшие теплозащитные свойства) и более низкой ценой кирпича. Существенное снижение себестоимости эффективного зольного кирпича достигнуто не только за счет использования дешевого техногенного сырья, но и благодаря отсутствию двух таких энергоемких технологических переделов, как обжиг извести и помол вяжущего.
Преимуществом данной технологии является также экологический эффект от применения промышленных отходов взамен природных материалов.
В следствие всего перечисленного такой кирпич является наиболее эффективным и конкурентоспособным.
4.Технологическая часть.
4.1.Сырьё и его технологическая характеристика.
4.1.1Песок.
Основным компонентом силикатного кирпича (85 – 90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.
Песок – это рыхлое скопление зерен различного минерального состава размером 0,1 – 5 мм. По происхождению пески разделяют на две группы.– природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных шлаков).
По назначению их можно подразделять на пески для бетонных и железобетонных изделий, кладочных и штукатурных растворов, силикатного кирпича. В настоящей курсовой работе освещаются лишь данные о песках для производства силикатного кирпича.
Форма и характер поверхности зерен песка.
Эти факторы имеют большое значение для формуемости силикатной смеси и прочности сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки на поверхности песчинок. По данным В. П. Батурина, И. А. Преображенского и Твенхофелла, форма зерен песка может быть окатанной (близкой к шарообразной).; полуокатанной (более волнистые очертания); полуугловатой (неправильные очертания, острые ребра и углы притуплены); угловатой (острые ребра и углы). Поверхность песчинок может быть гладкой, корродированной и регенерированной. Последняя получается при нарастании на песчинках однородного материала, например кварца на кварцевых зернах.
Гранулометрия песков.
В производстве силикатного кирпича гранулометрия песков играет важную роль, так как она в решающей степени определяет формуемость сырца из силикатных смесей. Наилучшей гранулометрией песка является та, средние зёрна размещаются между крупными, а мелкие – между средними и крупными зёрнами.
Большинство исследователей к пескам относят зёрна размером 0,05 – 2 мм. В.В. Охотин выделяет при этом две фракции: песчаные – 0,25 – 2 мм и мелкопесчаные – 0,05 – 0,25 мм. П.И. Фадеев разделяет песок по размеру зёрен на пять групп: грубые (1 – 2 мм), крупные (0,5 – 1 мм), средние (0,25 – 0,5 мм), мелкие (0,1 – 0,25 мм) и очень мелкие (0,05 – 0,1 мм).
При смешении одинаковых по массе трёх фракций песка (крупного, среднего и мелкого) с соотношением размеров их зёрен 4:2:1 получают смесь с высокой пористостью; при соотношении 16:4:1 пористость значительно уменьшается, при соотношении 64:8:1 – уменьшается ещё более сильно, при соотношении 162:16:1 достигается наиболее плотная их упаковка.
Установлено, что оптимальная упаковка зёрен силикатной смеси (с учётом наличия в ней тонкодисперсных зёрен вяжущего) находится в пределах соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.