Технология изделий на основе местного природного и техногенного сырья

Силикатный  кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям  он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича – 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость – на 15…40%. Однако у силикатного кирпича меньше огнестойкость,  химическая стойкость, морозостойкость, водостойкость, несколько больше плотность и теплопроводность. В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается.

Таблица 4

Номенклатура  изделия

Маркировка	Эскиз изделия	Габаритные размеры, мм
		Длина, L	Ширина, В	Высота, А
1	2	3	4	5
СУЛЦ ж175/25		250	120	88
СОЛЦ ж175/25		250	120	65
1	2	3	4	5
СУЛЦ кр175/25		250	120	88
СОЛЦ кр175/25		250	120	65
СУЛЦ з175/25		250	120	88
СОЛЦ з175/25		250	120	65
СУЛЦ с175/25		250	120	88
СОЛЦ с175/25		250	120	65
СУЛЦ кор175/25		250	120	88
СОЛЦ кор175/25		250	120	65

 

Силикатный кирпич, согласно ГОСТ 379-95, выпускают размером 250X120x65 мм; марок – М75, 100 и 125, 150 и 200, лицевые изделия должны иметь марки не менее 125; водопоглощением – 8 – 16%; коэффициентом теплопроводности – 0,70 – 0,75 Вт/м – |С; объемной массой – 1800 – 1900 кг/м³; морозостойкостью от Мрз 15 до Мрз 50.

Силикатный кирпич производится нескольких размеров:

• 250х120х65 мм;
• 250х120х88 мм, и других видов.

Для улучшения качества и  потребительских свойств рекомендуется  производить, наряду со стандартным  известково-песчаным кирпичом, известково-зольный кирпич, а также различные красители.

Известково-зольный кирпич содержит 20…25% извести и 75…80% золы. Технология изготовления такая же, как и известково-песчаного кирпича. Плотность – 1400…1600 кг/м³, теплопроводность – 0,6…0,7 Вт/(м С). Кирпич используют для строительства малоэтажных зданий, а также для надстройки верхних этажей.

Требования к техническим  свойствам силикатного кирпича  меняются в зависимости от области  его применения, обычно определяемой строительными нормами, неодинаковыми в разных странах.

Цветной силикатный кирпич получают путем добавления в массу атмосферостойких щелочестойких неорганических пигментов в количестве, масс. %: 0,5; 0,85: 1,0; 1,5 и 2,0.

При барабанном способе песок и тонкомолотая негашёная известь, получаемая измельчением в шаровой мельнице комовой извести, поступают в отдельные бункера над гасильным барабаном. Из бункеров песок, дозируемый по объему, а известь – по массе, периодически загружаются в гасильный барабан. Последний герметически закрывают и под давлением острого пара 0,15 – 0,2 МПа происходит гашение извести при непрерывно вращающемся барабане. Процесс гашения извести длится до 40 мин.

Силосный  способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед барабанным, так как при силосовании массы на гашение извести не расходуется пар. Кроме того, технология силосного способа производства значительно проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку непрерывного действия и увлажняются. Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 час., в течение которых известь гасится.

3.1.Технологическая  схема производства силикатного  кирпича.

Рис. 1. Технологическая схема  производства силикатного кирпича.

1 – скребковый конвейер; 2 – дробилка; 3 – вертикальный ковшовый конвейер; 4, 14 – бункеры комовой извести  и песка; 5, 12, 19, 21 – ленточные конвейеры; 6, 18 – тарельчатые питатели (дозаторы); 7 – трубная мельница для помола  извести с песком; 8 – винтовой  питатель; 9 – двухкамерный пневмонасос; 10 – бункер известково-песчаной  смеси; 11 – грохот; 13 – ленточный питатель; 15 – смеситель; 16 – ленточный реверсивный конвейер; 17 – силосы (реакторы); 20 – стержневой смеситель; 22 – пресс; 23 – автомат-укладчик; 24 – запарочная вагонетка; 25 – электропередаточный мост; 26 – автоклав; 27 – кран для погрузки готовой продукции.

3.2.Описание  технологического процесса

3.2.1.Подготовка и транспортирование песка

Поступающий из карьеров песок  на автомашинах взвешивается на автомобильных весах и выгружается на площадку склада песка отдельно по видам, откуда бульдозером через приемные бункера, оборудованные решетками с размером ячеек 800х250 мм и распределяется в бункера запаса.

Из бункеров запаса песок  подается в отделение грохочения. Регулировка производительности питателей производится шиберными затворами.

Отсев песка от крупных  включений производится на грохоте  с размерами ячеек на ситах 40х40 мм, отсев от более мелких включений производится на с размером ячеек 20х20 мм.

Далее песок подается в бункеры массоподготовительного отделения, или перегружается на ленточный конвейер для распределения  в бункера песка V = 40 м³ над мельницами для приготовления известково-песчаного вяжущего.

3.2.2.Подготовка  и транспортирование строительной  извести

Доставка  строительной извести на завод осуществляется ж/д транспортом с загрузкой в приемные бункеры, оборудованные решеткой с размером ячеек 150х150 мм. Строительная комовая известь из приемных бункеров качающими питателями подается в дробилки, где производится её измельчение до фракции 0 – 15 мм. Затем дробленая известь распределяется в бетонные силосы. Из силосов запаса известь распределяется по бункерам извести над мельницами.

3.2.3.Приготовление известково-песчаного вяжущего (ИПВ)

Известь и песок из бункеров над мельницами ленточными питателями-дозаторами в заданном соотношении через загрузочный шнек подаются в мельницы для сухого совместного помола. Помол известково-песчаной смеси производится в мельницах сухого помола.

Молотое ИПВ далее поступает с помощью  пневмонасосов в приемные бункера  дозировочного узла приготовления  силикатной смеси, оборудованные сигнализатором уровня и аспирационной системой.

3.2.4.Приготовление силикатной смеси

В состав технологических линий узла приготовления силикатной смеси входит расходный бункер ИПВ и расходный бункер песка, ленточный питатель песка, весовой дозатор вяжущего и два двухвальных смесителя.

Песок и ИПВ весовыми дозаторами непрерывного действия подаются в первый двухвальный смеситель, где происходит предварительное смешение, затем  сухая смесь подается во второй смеситель, где происходит ее увлажнение, при необходимости нагрев паром и окончательное перемешивание.

Приготовленная смесь  ленточным конвейером подается и  распределяется по силосам для гашения. Продолжительность нахождения смеси в силосах определяется свойствами применяемой извести и должна обеспечивать ее полное гашение. При использовании извести быстрогасящейся (время гашения до 5 мин.), смесь выдерживается 2 часа. При использовании средне гасящейся извести (время гашения до 15 мин.) масса выдерживается в силосах 3 – 4 часа.

Из силосов смесь влажностью 3-4 % (определяется лабораторией) подается ленточным конвейером в быстроходный двухвальный смеситель, где доувлажняется до 7-8 %. Над ленточным конвейером установлен железо-отделитель для извлечения металлических предметов из силикатной смеси. Доувлажнение смеси может производиться водой или конденсатом, подведенным к смесителю.

Доувлажненная смесь ленточными конвейерами подается в расходные бункера прессов. Перед поступлением в бункера прессов смесь проходит через железо- отделитель, для удаления случайно попавших железных предметов.

3.2.5.Формование кирпича-сырца

Формование кирпича-сырца производится на гидравлических прессовых комплексах. Режим прессования (удельное давление Р ~ 100 – 150 бар, размеры кирпича, схема укладки кирпича на вагонетку:  количество утолщенного  кирпича на вагонетке 680 шт., одинарного 920 шт., камня 440 шт.) задается программой пресса. Отформованный сырец должен иметь механическую прочность не менее 5 кг, которая зависит от качества приготовленной смеси (активности, влажности, усреднения смеси).

Брак кирпича-сырца и  просыпь от прессов системой ленточных  конвейеров возвращается через линию доувлажнения и подачи на прессы.

Во избежание разрушения нижних рядов, укладку кирпича-сырца  необходимо производить на очищенную и ровную поверхность платформы вагонетки.

Загруженная вагонетка подается на электропередаточный мост и транспортируется в автоклавное отделение. Подача вагонеток на ЭПМ и с ЭПМ  в автоклав должна осуществляться плавно без толчков. Зазор между рельсами на всех стыках формовочного и автоклавного отделения должен быть не более 2 мм и высота перепада головок рельсов  не более 3 мм.

Оператор пресса обязан: контролировать размеры формуемого кирпича, следить за внешним видом сырца, периодически по мере налипания массы на пластины пресс-форм производить их очистку. При не соответствии качества кирпича заданным параметрам, прекратить прессование и сообщить об этом мастеру смены, технологу для принятия мер.

Накопление  кирпича-сырца перед автоклавами  производится на специальных путях в формовочном отделении. Время выдержки кирпича-сырца до автоклавной обработки: неокрашенного не более 4-х часов, окрашенного не более 2-х часов.

3.2.6.Автоклавная обработка кирпича-сырца

Автоклавная обработка  кирпича-сырца  производится в автоклавах диаметром. Автоклавы перед загрузкой вагонеток с изделиями должны быть чистыми с исправной системой блокировочных устройств, с чистыми конденсатоотводами..

В автоклав вагонетки закатываются с помощью толкателя. После заполнения автоклава вагонетками крышка запирается на замок.

Автоклавная обработка в  зависимости от избыточного давления пара осуществляется по следующим режимам:

1. при выпуске марки «150 – 175»:
• подъем давления до 8 атм. 1,5 часа;
• сброс конденсата при 2 атм.;
• изотермическая выдержка 7 часов;
• сброс давления 1,5 часа;
• сброс конденсата при 2 атм.
2. при выпуске марки «200» и выше: 
• подъем давления до 8 атм. 1,5 часа;
• сброс конденсата при 2 атм.;
• изотермическая выдержка 8 часов;
• сброс давления 1,5 часа;
• сброс конденсата при 2 атм.

При увеличении давления пара на 1 атм. изотермическая выдержка снижается  на 1 час. Подъем давления производить равномерно и плавно, следить за своевременным сбросом конденсата.

В процессе автоклавной обработки  кирпича-сырца различают три периода химического процесса: растворение компонентов, кристаллизация и твердение.

В первой стадии запаривания  насыщенный пар с температурой 175° С под давлением 8 атм. впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает охлаждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича и превращается в воду. Следовательно, к воде, введенной при изготовлении силикатной массы, присоединяется вода от конденсации пара. Образовавшийся в порах конденсат растворяет присутствующий в сырце гидрат окиси кальция и другие растворимые вещества, входящие в сырец. Известно, что упругость пара растворов ниже упругости пара чистых растворителей. Поэтому притекающий в автоклав водяной пар будет конденсироваться над растворами извести, стремясь понизить их концентрацию; это дополнительно увлажняет сырец в процессе запаривания. И третьей причиной конденсации пара в порах сырца являются капиллярные свойства материала.

Роль пара при запаривании  сводится только к сохранению воды в сырце в условиях высоких температур. При отсутствии пара происходило бы немедленное испарение воды, и, следовательно, высыхание материала и полное прекращение реакции образования цементирующего вещества – гидросиликата.

С того момента, как в автоклаве  будет достигнута наивысшая температура, т. е. 175° С, наступает вторая стадия запаривания. В это время максимальное развитие получают химические и физические реакции, которые ведут к образованию монолита. К этому моменту поры сырца заполнены водным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)₂, непосредственно соприкасающимся с кремнеземом SiO₂ песка.