Технология изделий на основе местного природного и техногенного сырья

Саратовский государственный технический университет 

имени Гагарина Ю.А.

Кафедра «Строительные  материалы и технологии»

 

 

 

 

 

 

 

Производство  силикатного кирпича на основе местного сырья Саратовской области

 

Контрольная работа по дисциплине

«Технология изделий на основе местного

природного и техногенного сырья»

Вариант № 0906915

 

 

 

 

Подготовил:          Павлов В.К.

студент       41 ПСК  группы о/з

Проверил: проф.кафедры СМТ

____________Мещеряков Д.В.

 

 

 

Саратов – 2012 г. 

Содержание

Введение 3

1.Обоснование организации производства на местном природном и техногенном сырье 6

2.Техническая характеристика местного сырья, размещение и запасы в Саратовской области, а также на прилегающих территориях 8

2.1.Песок 8

2.2.Известь 9

3.Потенциальные возможности производства продукции, ее ассортимент, и рекомендуемый технологический процесс производства 10

3.1.Технологическая схема производства силикатного кирпича. 13

3.2.Описание технологического процесса 14

3.2.1.Подготовка и транспортирование песка 14

3.2.2.Подготовка и транспортирование строительной извести 14

3.2.3.Приготовление известково-песчаного вяжущего (ИПВ) 15

3.2.4.Приготовление силикатной смеси 15

3.2.5.Формование кирпича-сырца 16

3.2.6.Автоклавная обработка кирпича-сырца 17

3.2.7.Выгрузка готовой продукции 20

4.Мероприятия по технической экологии и технике безопасности 21

Перечень используемой литературы 24

 

 

Введение

Долгое время известь  не использовали для получения прочных  и водостойких искусственных каменных изделий, так как в естественных условиях известь твердеет очень медленно и изделия получаются небольшой прочности (10—20 кг/см²), легко размокающими при действии воды. Однако в 1880 г. было установлено, что при автоклавной обработке известково-песчаных смесей (твердении в паровой среде при давлении пара 8 атмосфер и более при температуре выше 170° С могут быть получены очень прочные, водостойкие и долговечные изделия.

Силикатный кирпич представляет собой искусственный безобжиговый стеновой строительный материал, изготовленный  методом прессования увлажнённой смеси из песка и других мелких заполнителей, извести и различных вяжущих с применением добавок или без них и отвердевший под действием пара в автоклаве.

По назначению кирпич и  камни (ГОСТ 379-79) разделяют на рядовой  и лицевой. Кроме того, их подразделяют на неокрашенные и цветные – окрашенные в массе или с поверхностной отделкой лицевых граней.

По виду изготовления кирпич и камни подразделяют на пустотелые, пористые (с пористыми заполнителями), пористо-пустотелые и полнотелые. Одинарный  полнотелый или с пористыми заполнителями  кирпич выпускают размерами 25012065 мм. Масса его не нормируется. Практически она не не превышает 3,5 – 3,7 кг. Утолщённый (полуторный) пустотелый или полнотелый кирпич с пористыми заполнителями выпускают размерами 25012088 мм, а силикатные пустотелые камни – размерами 250120138 мм. Масса утолщённого кирпича в высушенном состоянии не должна быть более 4,3 кг.

По теплотехническим свойствам  и средней плотности в сухом  состоянии кирпич и камни подразделяют на группы:

• эффективные плотностью не более 1450 кг/м³;
• условно эффективные плотностью 1401 – 1650 кг/м³;
• обыкновенный кирпич плотностью свыше 1650 кг/м³.

В зависимости от предела  прочности камни, а кирпич при  сжатии и изгибе (без учёта площади пустот) подразделяют на марки 300; 250; 200; 150; 125; 100; 75. Лицевой кирпич изготавливают марки не менее 125 и камни не менее 100.

Водопоглощение силикатного  кирпича и камней должно быть не менее 6 %.

По морозостойкости кирпич и камни подразделяют на марки  Мрз 50; 35; 25 и 15. Морозостойкость лицевых  изделий должна быть не ниже Мрз 25. В  образцах силикатного кирпича и  камней, испытанных на морозостойкость  допускается потеря прочности при  сжатии не более, чем на 25% для рядовых  изделий и 20% – для лицевых.

Силикатный кирпич и камни  применяют наряду с керамическим кирпичом для кладки каменных и армировано-каменных наружных и внутренних конструкций в наземной части зданий с нормальным и влажным режимами эксплуатации, для изготовления стеновых панелей и блоков в соответствии со строительными нормами и правилами.

Не разрешается применять  силикатный кирпич для кладки фундаментов и цоколей зданий ниже гидроизоляционного слоя, подвергающихся воздействию грунтовых и сточных вод. Не допускается использовать силикатный кирпич для стен зданий с мокрым режимом эксплуатации (бань, прачечных, пропарочного отделения) без специальных мер защиты стен от увлажнения. В этих конструкция можно применять силикатный кирпич только повышенной морозостойкости от Мрз 50. Силикатный кирпич не используют для кладки печей и труб, так как он не выдерживает длительного воздействия высокой температуры.

Прочностные показатели, точность геометрических размеров, чёткость граней, повышенная морозостойкость позволяют  применять силикатный кирпич и камни  в качестве лицевых материалов для  фасадов зданий.

 

 

1.Обоснование организации производства на местном природном и техногенном сырье

Эффективным строительным материалом, широко используемым в строительстве, является цветной силикатный кирпич, производство которого достигло больших объемов, как в России, так и за рубежом. В настоящее время появилось множество специальных красителей для отделки фасадов, это позволяет придать силикатному кирпичу любой цвет и оттенок. Широкое распространение получила отделка стен колотым силикатным кирпичом.

Производство силикатного  кирпича характеризуется относительно простым технологическим процессом, высоким уровнем механизации и частичной автоматизацией, комплектностью оборудования, возможностью использования различных сырьевых материалов и отходов промышленности. Длительность производственного цикла в 5 – 10 раз меньше, а удельные капитальные вложения, расход топливно-энергетических ресурсов, затраты на производств единицы продукции в 1,5 – 2 раза ниже по сравнению с аналогичным показателем работы по изготовлению керамического кирпича.

В наше время более 80% всего  кирпича производят предприятия  круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн.шт. в год.

С момента появления технологии изготовления и начала массового  производства, силикатный кирпич постоянно  занимает одни из первых позиций в строительных хит-парадах, кроме того, обладая очень хорошими физическими параметрами, схожими со свойствами керамического кирпича он дешевле обходится при изготовлении. А такие характеристики, как повышенная морозостойкость, способность приводить в норму температурно-влажностное соотношение, даже противопожарные качества определенно помогают ему занимать лидирующую позицию по сравнению со строительными материалами из керамики. Существует несколько способов производства цветного силикатного кирпича. В данном проекте предлагаю производство цветного силикатного кирпича силосным способом, как наиболее экономически выгодным, по сравнению с другими способами производства кирпича.

Целью выбора силосного способа  производства является повышение производительности, увеличение экономической эффективности  производства (снижение энергоёмкости, повышение выработки на одного рабочего), уменьшение количества брака.

Производство находится  на территории промзоны города Саратова. Это месторасположение крайне выгодно  с точки зрения близости к потребителям, каковыми будут являться промышленные предприятия, строительные организации, а также юридические и частные лица.

Предприятие расположено  в промзоне вблизи автомобильных  дорог и  железнодорожных магистралей. Доставка сырьевых материалов будет  производиться с территории Саратовской области, что значительно экономит средства на грузоперевозки.

Для производства извести  в Саратовской области используются известняки и мел. По количеству запасов только одного мела (202 млн. т) Саратовская область занимает первое место в Поволжье, а с учётом неразведанных месторождений – ведущее в России. Имеющаяся сырьевая база карбонатного сырья для извести позволяет удовлетворить потребности области за счёт собственного производства и обеспечить другие соседние регионы.

Перспективы расширения сырьевой базы строительных песков в Саратовской области весьма благоприятные. Выявленные, но не разведанные запасы 158 месторождений являются резервом для восполнения погашаемых в результате добычи запасов.

 

2.Техническая характеристика местного сырья, размещение и запасы в Саратовской области, а также на прилегающих территориях

Сырьем  для производства силикатного кирпича  служат кварцевый песок (92 – 95% от массы сухой смеси), воздушная известь (5 – 7%, считая на активную окись кальция) дисперсные или укрупняющие кремнезёмистые добавки и вода. В известково-песчаную смесь вводят примерно 7% воды. Кварцевые пески, применяемые в производстве кирпича, должны состоять из зерен различной крупности (вследствие чего они имеют меньший объем пустот), не иметь много примесей слюды (до 0,5%) и крупных включений глины, снижающих качество изделий. Предпочтительно использовать горные пески, которые вследствие остроугольной формы и шероховатой поверхности зерен лучше сцепляются с известью, чем речные пески с гладкой поверхностью и округлой формой. В отдельных случаях желательно введение части предварительно измельченного кварцевого песка для повышения прочности силикатного кирпича.

Известь может быть негашеной или гидратной с содержанием не более 5 % окиси магния. Наличие в извести пережога затрудняет гашение ее в гасильных аппаратах и может способствовать растрескиванию кирпича. Предпочтительно использовать быстрогасящуюся известь с содержанием около 70 % активной СаО. Часто используют свежеобожженную известь, получаемую непосредственно на заводах силикатного кирпича.

2.1.Песок

В Саратовской области  пески 13 месторождений с суммарными запасами 78 млн. м³ пригодны для производства силикатного кирпича и силикатных изделий. Разведанными являются 5 месторождений, а освоено промышленностью только одно – Александровское. Пески используются тут же на заводе стройматериалов в производствах силикатного кирпича и газосиликата.

С вводом в строй заводов  по производству силикатного кирпича  в Озинках, Балашове и Балаково потребности  в силикатном песке для них  решается на месте с разработкой соответствующих месторождений.

Дефицит в силикатном песке  для Саратовских заводов будет  покрыт за счёт изучения пригодности  песков месторождений Михайловского, Константиновского, Сосновского и Злобовского.

В настоящее время назрела  необходимость подготовить для  каждого административного района области месторождения с апробированными  и утверждёнными запасами или закреплением месторождений за основными потребителями этого вида сырья. Это будет способствовать планомерной разработке месторождений, а по окончании её планомерной рекультивации  земель, что является дополнительным резервом расширения сельскохозяйственных угодий.

Широкое развитие на территории области песчаных отложений различного возраста и генезиса позволяет высоко оценить перспективы выявления новых месторождений строительных песков по качеству соответствующих требованиям, предъявляемым ГОСТами к бетонным силикатным и стекольным пескам.

2.2.Известь

Карбонатное сырьё для  производства извести в области  представлено 22 месторождениями мела с суммарными запасами 313 млн. т. Из них  разведано только 12. Такие месторождения установлены в районе  Вольска, Красноармейска, Озинок, Базарного Карабулака. Кроме этого используются известняки Пугачёвского месторождения, а также Чапаевского.

Наиболее древними, обнажающимися  на поверхности карбонатными породами, являются образования, относящиеся  к среднему карбону. Их выходы, установлены около Новых Бурас (с. Тепловка и Воронцовка). Известняки этих месторождений тёмно-серого цвета ρ = 2,5 – 2,8 г/см³ , ρ_ср = 2,0 – 2,6 г/см³, П = 6%, W = 1,1 – 2,1%, = 65 – 74МПа, = 60 МПа мощность продуктивных пластов от 12 – 28м, форма залегания – пластовая. Годовой объём добычи 3% от общего по области.

Отложения верхнего карбона, представленные карбонатными породами, имеют выходы на поверхность земли в Пугачёвском и Ершовском районах. Это одни из самых крупных и продуктивных отложений, разрабатываемых на четырёх месторождениях. Добываемые известняки, доломиты и их переходные также комплексно используются не только как щебень, бутовый камень, но и сырьё для производства извести. Объём добычи около 60% от общего по области. Нижнепермские карбонатные отложения известняков и доломитов отмечаются в Ивантеевском и Пугачёвском районах. По физико-механическим свойствам эти породы пригодны для производства щебня марки 400-600 для использования в качестве заполнителей бетонов.

С карбонатными породами, верхнеюрского  периода связан продуктивный горизонт у посёлка Горный. Это глинистые известняки и мергелистые глины, мощностью 0,4 – 0,8 м.

 

3.Потенциальные  возможности производства продукции,  ее ассортимент, и рекомендуемый технологический процесс производства

Силикатный кирпич относится  к группе автоклавных вяжущих  материалов. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве, но его нельзя применять для кладки фундаментов, печей, труб и других частей конструкций, подвергающихся воздействию высоких температур, сточных и грунтовых вод, содержащих активную углекислоту.