Матеріали високотемпературної обробки
Будівельні матеріали високотемпературної обробки об`єднані в одну групу на основі близькості суті виробничого процесу. Їх отримують підготовкою сировини, формуванням, з подальшим впливом на нього високих температур і створенням матеріалу з якісно новими властивостями. Всі матеріали високотемпературної обробки підрозділяють на неорганічно в`яжучі, керамічні і з мінеральних розплавів. Неорганічні в`яжучі речовини переважно самостійного значення не мають і є вихідним компонентом для виробництва інших будівельних виробів. Матеріали з мінеральних розплавів і керамічні застосовують в будівництві в основному без подальшої переробки як самостійний конструктивний елемент (крім наповнювачів).
Зміст
керамічні матеріали
Керамічні вироби - штучні кам`яні матеріали отримують з глини з органічними мінеральними добавками методом формування і випалення. При цьому відбувається спікання частинок глини в камневидное речовина - керамічний черепок. За його структурі розрізняють вироби з щільним і пористим черепком, грубої і тонкої кераміки. Щільні матеріали мають на зламі блискучий ракоподібні вид і водопоглошеніе менше 5% - водонепроникні (плитка для підлоги, каналізаційні труби, клінкерна цегла та ін.). Пористі вироби на зламі мають тьмяний, землистий вигляд з водопоглащением більше 5% і пропускають воду (червона цегла, черепиця, облицювальна плитка та ін.). До грубої кераміки відносять вироби з неоднорідним зернистим будовою (цегла, черепиця, дренажні чруби і ін.), Тонкої - з макрооднородним будовою (фарфоро-фаянсові, художні керамічні, плитка для підлоги й ін.). За призначенням в будівельних елементах будівлі виділяють стінові (цегла, панелі, камені), фасадні (лицьову цеглу, плитка, художні деталі), внутрішнього облицювання (карнизи, куточки, плитка), покрівельні (черепиця), санітарно-технічні (ванни, умивальники, унітази) матеріали, заповнювач бетону (аглопорит, керамзит). Керамічні вироби бувають глазурованими і неглазурованими. Глазур надає виробам декоративні властивості, водонепроникність, атмосферостійкість.
Сировина для виробництва керамічних матеріалів - глина, суглинки, глинисті сланці, спучує гірські породи, відходи промисловості (шлак, зола і ін.), Охляли (пісок) і вигоряючі добавки (тирса, торф, вугільний порошок і ін.).
Промисловістю випускаються різні керамічні вироби. Виробництво кожного з них має свою специфіку. Однак кожному технологічному процесу присуши загальні стадії: видобуток сировини, його підготовка, формування виробу, сушка і випалення.
Відео: Плазмовий апарат PLAZARIUM SP3 / SP3A
Первинний етап виробництва кераміки - видобуток глини в кар`єрах поблизу заводів. Її доставку здійснюють автомобілями, стрічковими транспортерами та іншими видами транспорту. Для отримання якісних виробів з глини видаляють тверді домішки, подрібнюють і готують масу напівсухим, пластичним і мокрим способами. При напівсухому способі подрібнюють, перемішують, а при необхідності вводять добавки і зволожують до 8-12%. З підготовленої маси тиском в пресах формують виріб з точними розмірами. Невелика вологість скорочує час сушіння, витрата палива, собівартість продукції. При цьому способі виріб-сирець має матую пористість, підвищений питома вага. Таким способом готують глинистий масу для плиток, цегли. Пластичним способом сировину зволожують до 18-22% і видавлюванням пластичної маси через мундштук отримують напівфабрикат певної форми і розмірів (цегла, черепиця, грубі), мокрим способом готують сировинну масу для виробів з південної конфігурації (санітарно-технічні, декоративні та ін.). При цьому подрібнену сировину змішують з великою кількістю води (до 50%) і отримують текучу масу, яку заливають в гіпсові форми. Сушку кераміки проводять для підвищення міцності, запобігання розтріскування і деформації при випалюванні. Обжитий здійснюють при 1000-1200 ° С з метою надання виробам певного якості (щільність, міцність, водостійкість і т.д.).
При цьому відбувається спікання частинок, формування центрів кристалізації з приєднанням до них мінералів, освіту черепка.
Серед керамічних виробів виділяється виробництво стінових матеріалів (цегла, керамічний камінь, стінові панелі). Один з найбільш древніх штучних кам`яних матеріалів - цегла. Обсяг виробництва його враховують в умовному цеглі, який дорівнює розмірам звичайного стандартного цегли об`ємом 2 куб дм. Стінові матеріали великих розмірів називають керамічними панелями, каменем.
Цегла отримують з будь-яких глин і суглинки, глинистих сланців. Краще сировину для його виробництва - глини середньої пластичності. Тому при підготовці сировини до жирних глин додають пісок. Цегла виробляють пластичним і напівсухим способами. При першому способі підготовлена глиняна маса надходить в воронку стрічкового преса (рис. 20). Він являє циліндр, усередині якого обертається шнековий вал. Відбувається перемішування, ущільнення сировини і переміщення його до вихідного звуження - мундштука. Форма мундштука залежить від конфігурації цегли. З мундштука видавлюють безперервний глиняний брус, який автоматично розрізають на цеглу-сирець. Його укладають на вагонетки для сушіння в природних умовах (під навісом), камерах і тунельних сушарках, які працюють безперервно по протиточному принципом. Сушка в тунельних установках триває 112-35 годин і не залежить від погодних умов, забезпечує кращу якість сирцю, безперервну роботу підприємства протягом року. Сирець сушать до вологості 6-8%. Отже, при напівсухому способі цегла перед випалюванням годі й сушити, що спрощує технологічний процес, виробничі витрати. Готовий цегла через застосування підвищеного тиску при ущільненні сирцю містить мало часу і має високу межу міцності. Однак необхідні потужні і продуктивні преси.
Завершує процес виробництва - випал. Його проводять в кільцевих, а на сучасних заводах в тунельних печах безперервною дії. Вони мають пічної канат для випалу довжиною до 140 м, шириною - 3-5- м, висотою -2 м. Цегла на вагонетках подають в початок пічного каналу, в якому вони утворюють безперервну зчеплення по довжині печі (рис.21). При подачі нової вагонетки з сирцем з протилежного боку виштовхують вагонетку з готовою продукцією. По довжині піч розділена на зони підігріву, випалу та охолодження. Піч працює за принципом протитоку, що знижує питома витрата палива. У пічному каналі вагонетки з сирцем рухаються вперед назустріч газовому потоку і послідовно проходять всі зони. На початку печі (зона підігріву) сирець відходять продуктами горіння нагрівається до 850-9500.
При цьому димові гази охолоджуються до 180-300 ° на виході в димохід. У центральній частині (зона випалу) у безперервний спосіб спалюють паливо. При використанні твердих видів до 80% загального його витрати вводять до складу сировинної маси, а іншу частину спалюють через пальники. Найбільш ефективне паливо - газ. Його застосування поліпшує умови праці, знижує питома витрата палива, підвищує продуктивність праці, поліпшує якість продукції. Продукти горіння відводять через зону підігріву в димову трубу. У зоні випалу підтримують постійну температуру (до 1100 °), відбувається спікання частинок глини. Вагонетку з обпаленим цеглою виштовхують в зону охолодження. З боку виходу готової продукції подають повітря. Він охолоджує обпалену цеглу, нагрівається і надходить в зону випалу. Виробничий процес механізовано. Тривалість випалу становить 18-24 години. Знижуються витрати виробництва, отримують цегла кращої якості з більш рівномірною структурою випалу, ніж в кільцевих печах.
Старі заводи обладнані кільцевими печами. Вони мають овальний замкнутий робочий канал, розбитий на камери (рис. 22, 23). У них послідовно завантажують сирець, а після випалу вивантажують керамічна цегла. Робочий канал печі умовно розділений на зони завантаження, сушки, підігріву, випалу, охолодження, вивантаження і вільних камер. Через вивантажувальні отвори в зоні охолодження подають повітря. Рухаючись по робочому каналу до зони випалу, він охолоджує обпалену цеглу і нагрівається до 800-900 °. Одна частина підігрітого повітря надходить в камери, де спалюють паливо. Друга частина його за спеціальним повітряному (Жаров) каналу надходить в зону сушіння, де охолоджується цеглою-сирцем і викидається через димову трубу в навколишнє середовище. У зоні випалу через отвори в зведенні камери подають частина палива, а частину, що залишилася твердого палива, розміщують в камері при закладці сирцю. Продукти горіння із зони випалу, проходячи камери зони підігріву, охолоджуються до 150-200 ° і викидаються через димову трубу. Коли завантаження сирцю (камера 9) і вивантаження готової продукції (камера 11) у відповідних камерах завершені, обжитий цегли і вага інші зони зміщуються на одну камеру (рис. 22). Завантаження переміщається в камеру 10, вивантаження - 12, від готової продукції звільняють камеру 11. Зони охолодження цегли включають камери 13-17, випалу - 18-21, підігріву - 22-3, сушки - 9-4.
Відео: Будівельний матеріал під ногами. Обробка сухостою // FORUMHOUSE
Відео: Обробка по загартованим матеріалами алмазним інструментом Becker
Отже, випалювання цегли проводять послідовно в кожній камері печі. Полум`я і все умовні зони печі переміщаються по робочому каналу. Випал триває 40-50 годин, або в 2-3 рази більше, продуктивність в 2-3 рази менше, ніж в тунельних печах. Завантаження сирцю і вивантаження цегли проводять вручну при підвищених температурах, що погіршує умови праці. Нерівномірний розподіл температури по перетину каналу призводить до неоднорідного випалу цегли. Поряд з нормально обпаленим продуктом отримують перепалений і недопалену цегла.
Залежно від межі міцності при стисненні випускають цеглу марок 75, 100, 125, 150, 200, 250. 300. Керамічна цегла застосовують для кладки стін, печей, димових 1грн і ін.
Промисловістю випускається ефективний керамічна цегла - пустотілий і легкий. Виготовляють їх за традиційною схемою. Для формування саману всередину мундштука поміщають вставки, а полегшеність створюють за рахунок використання легких глин і введення вигоряючими добавок. Виробництво таких виробів знижує на 20-25% витрати сировини, на 10% палива, а також трудові витрати, собівартість, підвищує продуктивність обладнання в порівнянні з виготовленням повноцінного цегли. У будівництві знижуються трудомісткість кладки, маса стіни на 50%, матеріальні витрати на спорудження фундаменту.
На 1 тис. Цегли витрачають 230-250 кг умовного палива, 2,5 куб.м глини (на 1 куб.м цегли - 1,2 куб.м глини). Особливо ефективно при випалюванні застосування беззольного палива, що знижує його витрату, тривалість випалу, покращує якість продукції. Виробництво цегли при невисокій матеріаломісткості має сировинну орієнтацію, оскільки основна сировина поширене повсюдно і багатотоннажних.
Пористі наповнювачі. На основі глин отримують два пористих заповнювача - аглопорит і керамзит Вони застосовуються як заповнювачі легких бетонів, теплоізоляційний матеріал при засипці. Їх виробництво засноване на термічній обробці сировини з утворенням газоподібної фази за рахунок вигорання органічних речовин, розкладання карбонатів та інших компонентів, відновлення оксидів заліза. Газоподібні продукти через високу в`язкості рідини не можуть вийти з неї, спучують масу і утворюють пори. Керамзит - штучний легкий пористий матеріал, отриманий при випалюванні легкоплавких глин. Виробничий процес зводиться до видобутку сировини, його підготовки, отримання гранул, їх сушінні, випалу, охолодження і сортування продукції. Вспучіваемость глинистого сировини підвищується в 2-3 рази при додаванні в шихту вугілля тонкого помелу, тирси, піритових огірків, залізної руди, масла, мазуту та ін. Випалювання проводять в обертових печах довжиною до 60 м, в печах з киплячим шаром. Процес спучування відбувається при 1050-1250 °. Отримують керамзитовий гравій з розміром фракції 5-40 мм. Його дробленням виробляють керамзитовий щебінь і пісок. Розмір фракції піску менше 5 мм. Залежно від міцності керамзит буває марок 250 300, 350, 400, 500, 600.
Відео: Верстати правильно-гнучкі з ЧПУ GTW4-12,
Аглопорит - штучний пористий матеріал, отриманий з глини методом агломерації. Його виробляють з глинистих сланців, глини, суглинку, супіски, лессов, і добавок антрациту, кам`яного і бурого вугілля, тирси, багаття, паливовмісних відходів, золи, вапна. Сировина змішують з добавками. Отриману шихту ущільнюють і гранулюють до фракції не більше 10 мм. Гранули спекают на безперервних стрічкових агломераційних машинах за принципом аналогічних обладнанню виробництва агломерату в чорній металургії. Агломераційна машина являє вертикальний замкнутий конвеєр з окремих візків-решіток, званих польотами. На візки укладають шар гранул шихти, які подають в запальну камеру. Тут згорає вугілля шихти і відбувається спікання частинок сировини з утворенням пористого бруса. Після охолодження пористу масу дроблять на шматки щебеню розміром 5-40 мм і фракцію піску (з розміром зерен менше 5 мм). При виробництві аглопорита окатанной форми в агломераційної машині гранули між собою не стикаються і не утворюють суцільного бруса. Отриманий продукт не вимагає дроблення.
