Производство изделий грубой строительной керамики.

Стеновые керамические изделия предназначены для воз­ведения несу-щих наружных и внутренних стен и других эле­ментов зданий и сооружений. Их изготовляют в виде правиль­ного параллелепипеда в соответствии с требо-ваниями ГОСТ 530 следующих видов (рис. 4.6).

Стеновые керамические изделия могут быть полнотелыми и пустотелы-ми, а камни — только пустотелыми. По прочности кирпич и камни подразделя-ются на марки (75; 100; 125; 150; 175; 200; 250; 300), которые устанавливаются по величине сред­них значений пределов прочности при изгибе и сжатии, по-лученных при механических испытаниях, предусмотренных ГОСТ серии из пя-ти образцов. По морозостойкости кирпич выпуска­ется четырех марок: F15; F25; F35; F50.

По способу формования стеновая керамика делится на из­делия, получа-емые пластическим формованием и полусухим прессованием.

Основным сырьем для производства изделий стеновой ке­рамики явля-ются легкоплавкие глины с числом пластичности 7 - 15, огневой усадкой, не превышающей 3, 5%. В отдельных случаях (для производства легковесных из-делий) применяют­ся кремнеземистые породы — диатомиты, трепелы.

Производство кирпича методом пластического формова­ния осуществ-ляется на безвакуумных прессах при производ­стве полнотелого кирпича и на вакуумных —- при изготовле­нии кирпича пустотелого. Подготовленная фор-мовочная мас­са из смесителя с помощью подающего шнека поступает в пресс или вакуум-камеру (при использовании вакуумирования). Пе­ред подачей в вакуум-камеру глиняная масса уплотняется в конусной части смесителя, заполняет его выходную часть, проходит через кольцевое отверстие и разре-зается ножами на слои небольшой толщины (10-15 мм). В вакуум-камере про­исходит дезаэрация (удаление воздуха) массы, которая после этого с помо-щью питающего валка направляется в пресс. По­пав на винтовой шнек пресса и пройдя по его корпусу, глиня­ная масса выталкивается через прессующую головку и мунд­штук, где и происходит основное ее уплотнение. При формо­вании обыкновенного кирпича используется мундштук прямоугольного се-чения, а в случае пустотелых изделий в мунд­штуке устанавливается пустото-образующий сердечник, про­филирующий в сырце отверстия. В процессе фор-мования мунд­штук орошается водой или масляной эмульсией, что умень­шает трение массы о стенки и способствует получению глиня­ного бруса с более че-ткими гранями. Глиняный брус на выхо­де из мундштука разрезается на из-делия нужного размера (с припуском на воздушную и огневую усадки).

Сырец вруч­ную или с помощью автоматов-укладчиков грузится на суши-ль­ные рамки. Типы укладочных автоматов непосредственно свя­заны с конст-рукцией искусственных сушилок. Так, при ка­мерных сушилках используют кемеровский принцип, когда рамки шагающим транспортером передаются на накопитель-подъемник, а затем самосбрасывающейся консольной тележ­кой передаются в сушилку. При туннельных сушилках рамки укладывают на кон-сольные вагонетки, вместе с которыми они и подаются в камеру. Высушен-ный до остаточной влажности 4 - 6% сырец направляется на обжиг, который осуществляется в кольцевых или туннельных печах.

Производство кирпича методом полусухого прессования осуществляется компрессионным сжатием при удельном дав­лении 15 - 40 МПа из пресс-поро-шков с влажностью 8-12%.

Глиняное сырье подсушивают и подвергают измельчению до порошка с максимальным размером зерен 1-3 мм. Просе­янную глину смешивают с до-бавочными материалами, увлажняют до формовочной влажности 8-12% и по-дают в пресс, где уплотняют, как правило, двухступенчатым дву­сторонним прессованием: первая ступень прессования 4-9 МПа, вторая — 25-30 МПа. До-зировка, засыпка пресс-порошка в фор­мы, прессование и выталкивание сырца на роликовый кон­вейер осуществляются специальными устройствами, рабо-та­ющими с прессом в автоматическом режиме. Полный цикл прессования составляет 6 с. Отпрессованные изделия отправ­ляют на досушку, которая мо-жет производиться как в су­шильных камерах непрерывного действия, так и непосред­ственно в печи.

Пустотелый кирпич полусухого прессования получают за счет испо-льзования специального штампа с конусными кернами.

К кровельным керамическим материалам относят чере­пицу, она должна об-ладать высокой долговечностью, водо­непроницаемостью, устойчивостью к дейст-вию различных ат­мосферных факторов и эстетичностью. Она должна иметь од­норо-дную структуру на изломе и обладать пределом прочнос­ти на излом в сухом состо-янии не менее 70 кг/см², массой 1 м² кровли не более 45 кг; морозостойкостью не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания, водопоглощени-ем не более 10% по массе.

Черепица выпускается нескольких типов: пазовая штам­пованная, плоская ленточная и коньковая.

Сырьем для изготовления черепицы служат легкоплавкие глины с по-вышенной пластичностью, незасоренные, облада­ющие хорошими сушильны-ми свойствами и дающие после обжига прочный некоробящийся черепок.

Ленточную и коньковую черепицу формуют на ленточных вакуумных прессах с последующей резкой ленты на изделия. Пазовую штампованную черепицу штампуют на рычажно-салазочных, эксцентриковых и револьвер-ных прессах. Сформо­ванную черепицу укладывают на рамки и направляют на суш­ку. После сушки и тщательной сортировки сырцовые изделия поступают в обжиг при температурах 950-1050°С.

Фасадная керамика предназначена для защиты конструк­ций от прямых атмосферных воздействий и для архитектур­ного оформления зданий. Ей свойственны высокая морозостойкость, прочность, декоративная выразитель-ность, способ­ность очищаться от пыли и грязи.

Различают следующие виды фасадной керамики: кирпич и камни лице-вые; профильные изделия; плоские плитки. По фактуре они могут быть глад-кими и рельефными, по способу обработки поверхности — глазурованными и неглазурованными (терракота).

Кирпич и камни керамические лицевые — это строитель­ные изделия, кото-рые выполняют одновременно конструктив­ные и декоративные функции. Они ха-рактеризуются, в отли­чие от рядового кирпича, точностью формы и размеров, одно­родностью цвета лицевой поверхности. Согласно ГОСТ 7484 «Кирпич и камни керамические лицевые» по виду декоратив­ной лицевой поверхности они подразде-ляются на торкретиро­ванные минеральной крошкой, ангобированные, окрашенные в массе, двухслойные и глазурованные. Фактура этих поверхностей может быть и гладкой, и рельефной. Мар­ка лицевого кирпича должна быть не ниже 100; водо-поглощение — не менее 6 и не более 12% для беложгущихся глин, не более 14% — для остальных; морозостойкость — не менее 25 циклов.

Лицевые кирпич и камни изготовляют из высококачествен­ных легкоплавких глин по технологии, аналогичной произ­водству обыкновенного кирпича пластичес-кого формования, но с более высокой степенью гомогенизации массы при ее пе­ре-работке.

Торкретированный кирпич получают путем нанесения на ложковую и тычко-вую поверхности бруса, выходящего из лен­точного пресса, стеклокрошки, песка, фа-рфора, шамота и дру­гих материалов. Для офактуривания используют пескоструй­ную форсунку, размещаемую на расстоянии 20-30 см от по­верхности бруса. Крошка, вылетая из сопла форсунки, вдав­ливается в лицевую поверхность будуще-го изделия, после чего она дополнительно прижимается обрезиненным валом.

Ангобированный кирпич получают путем нанесения на де­корируемую поверх-ность сырого изделия слоя ангоба толщи­ной 0, 2 - 0, 3 мм. При этом необходимо, чтобы коэффициент термического расширения ангоба был близок к соответствую­щему показателю самого кирпича.

Окрашивание фасадного кирпича в массе керамическими пигментами резко повышает его стоимость и в связи с этим практически не применяется.

Двухслойный кирпич состоит из основной части — широко распространен-ных красножгущихся глин и лицевого слоя тол­щиной 3-5 мм из светложгущихся окрашенных или неокрашен­ных глин. Принцип двухслойного формования основан на по­даче двух масс в переходную головку формующей камеры, обес­печивающей рас-пределение фактурной массы определенной тол­щины по ложковой и тычковой по-верхностям.

Составы основной массы изделия и его лицевого слоя под­бираются так, чтобы максимально сблизить величины их усад­ки и коэффициенты термического расши-рения.

Глазурованный кирпич получают нанесением на него глазурного пок-рытия. Глазурование осуществляется пуль­веризацией или окунанием. Глазурь нано-сят на хорошо высу­шенный и очищенный от пыли сырец или на обожженное из­де-лие. После подсушки глазурного слоя кирпич подвергается повторному кратковре-менному обжигу.

Фасадные керамические плитки применяют для облицовки фасадов и цоколей зданий, наружных поверхностей железобе­тонных стеновых панелей, подземных пе-реходов. В соответ­ствии с ГОСТ 13996 «Плитки керамические фасадные и ков-ры г из них» они могут быть глазурованными и неглазурованными, рядовыми и специального назначения, с гладкой и рель­ефной поверхностью, прямоугольными и квадратными, а так­же коврово-мозаичные плитки.

Основными показателями, характеризующими качество фасадных плиток, являются: морозостойкость, водопоглощение, точность геометрических размеров и внешний вид. Мо­розостойкость рядовых плиток толщиной более 9 мм должна быть не менее 35 циклов, толщиной менее 7 мм — не менее 40 циклов при во-допоглощении до 12%. Для плиток специ­ального назначения морозостойкость должна превышать 50 циклов, а водопоглощение допускается не более 5%.

Керамические материалы для покрытия полов и дорог относятся к изделиям со спекшимся плотным черепком с водопоглощением менее 4%. Они должны от-личаться высокой плотностью, прочностью, сопротивлением истиранию и уда­ру, стойкостью к воздействию различных агрессивных сред.

Плитки для полов изготовляют в соответствии с ГОСТ 6787 «Плитки керамические для полов». Они могут быть неглазурованные и глазурованные, од-ноцветные и многоцвет­ные, с гладкой, шероховатой (тисненой) или рифленой лице­вой поверхностью. По форме плитки бывают квадратные, пря­моугольные, треуголь-ные, четырех-, пяти-, шести- и восьми­гранные, а также фигурные, прямые и угло-вые плинтусные изделия. Водопоглощение их должно быть не более 3, 8-5%, ис-тираемость не более 0, 07-0, 06 г/см².

Клинкерный кирпич —кирпич обожженный до полного спе­кания черепка, но без остеклования поверхности. Он применя­ется для мощения дорог и тротуаров; кладки фундаментов, облицовки гидротехнических сооружений и т.д. Клинкерный кирпич характеризуется прочностью при сжатии от 400 до 1000 кг/см², водопо-глощением 2-6%, истираемостью 14-18 г/см², морозостойкостью более 100 цик-лов.

Теплоизоляционные керамические материалы и изделия имеют малую сре-днюю плотность — до 600 кг/м³ и невысо­кую теплопроводность — до 0, 15 Вт/(м∙ °С) и применяются для тепловой изоляции строительных конструкций зданий, про­мышленного оборудования и трубопроводов с температурой изолиру-емой поверхности до 900°С. Они изготавливаются в виде кирпича, плит, скорлуп, сегментов, фасонных камней.

В зависимости от используемого сырья и способа созда­ния поровой струк-туры различают следующие виды теплоизо ляционных изделий: диатомитовые (тре-пельные), газокерами­ческие и керамоперлитовые.

Диатомитовые (трепельные) изделия изготавливают из осадочных горных пород — диатомитов или трепела. Для со­здания искусственной пористости в из-делиях используют вы­горающие (опилки, торф, молотый уголь и др.) и пенообразу-ющие (клееканифольную эмульсию) добавки.

Газокерамические изделия получают химическим вспучи­ванием глинистого шликера с последующим обжигом. Сырь­ем для производства таких изделий слу-жат обычные легко­плавкие глины и суглинки. Газообразующими добавками яв­ля-ются алюминиевый порошок и известь, а стабилизирую­щей — полуводный гипс. Вспучивание шликера с образовани­ем пористой структуры происходит в резуль-тате химического взаимодействия по реакции

2А1 + 3Са (ОН)₂ + 6Н₂О = 3СаО∙ А1₂О₃ ∙ 6Н₂О + 3Н₂ ↑.

Вспученную массу подают в туннельную сушилку, после чего форму с ваго-неткой снимают, а сами изделия на вагонет­ке поступают на обжиг, который осуще-ствляется при темпе­ратуре 1180-1250°С. После обжига изделия разбраковывают и калибруют.

Керамоперлитовые изделия получают в результате пере­мешивания вспучен-ного перлитового песка с глиняным шли­кером или молотым диатомитом. Полу-ченную массу разли­вают в формы и отправляют на сушку до остаточной влажно­сти изделий 3 - 4%. Обжиг ведется при температуре 850 - 900°С в печах различных конструкций. После обжига изделия сор­тируют и при необходимости подвергают механической обра­ботке.