Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВВЕДЕНИЕ
Акционерное общество «Западно-Казахстанская Корпорация строительных материалов» создана в октябре 2005 года на базе Акционерных обществ «Уральский завод силикатного кирпича», «Уральский известковый завод» и ТОО «Силикат» с целью увеличения и расширения ассортимента строительных материалов.
В состав акционерного общества входят два завода по выпуску силикатного кирпича, известковый завод, аккредитованная лаборатория по испытаниям строительных материалов.
Головным предприятием является завод по производству силикатного кирпича, проектной мощностью 100 млн. штук кирпича в год, являющимся единственным производителем силикатного кирпича в Западно-Казахстанской области.
Производство силикатного кирпича является единым технологическим процессом, включающим в себя следующие операции:
-прием сырьевых материалов – извести и песка;
-дробление негашеной комовой извести в дробилке ударного действия;
-дозирование извести и песка в дозаторах циклического действия с последующим помолом в трубной трехкамерной мельнице для получения тонкодисперсного вяжущего;
-просеивание кварцевого песка через виброгрохота;
-дозирование вяжущего и песка в трехкамерном дозаторе, увлажнение и получение силикатной массы, которая гасится в реакторах непрерывного действия и подается на прессование;
-прессование кирпича осуществляется на прессах Западно-Германской фирмы «CRUPP», производительностью 4,5 тыс. шт. в час, представляющих собой комплекты полностью автоматизированного оборудования в составе: универсальный пресс двухстороннего одноступенчатого действия без верхней подпрессовки с подачей сырья и сменными формами, приемное устройство, транспортер-накопитель, автомат-укладчик непрерывного действия и толкатель автоклавной тележки;
-укладка кирпича-сырца на автоклавные вагонетки, с последующим транспортированием электропередаточной тележкой в накопительные камеры;
-тепловлажностная обработка кирпича-сырца под воздействием насыщенного водяного пара давление 1,2 МПа в проходных автоклавах с гидравлическим затвором для приобретения необходимых физико-механических свойств кирпича;
-отгрузка продукции потребителям осуществляется тремя мостовыми кранами.
Завод выпускает высокомарочный кирпич, соответствующий требованиям ГОСТ 379-95. За 9 месяцев текущего года АО «ЗККСМ» произведено 37,5 миллионов штук силикатного кирпича.
На предприятии работают 569 человек.
В настоящее время на предприятии внедряется система менеджмента качества в соответствии с требованием СТ РК ИСО 9001-2001 г.
В свете реализации Указа Президента РК «О стратегии индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2003-2015 гг.» АО «ЗККСМ» совместно с АО «Инвестиционный фонд Казахстана» реализует инвестиционный проект «Расширение объемов производства извести, силикатного кирпича и создание новых производств по выпуску строительных материалов в Западно-Казахстанской области», которая включает:
-реконструкцию завода по производству извести во вращающейся печи, мощностью 45,0 тыс. тонн извести в год;
-строительство завода по производству сухих строительных смесей, мощностью 15,0 тонн в год;
-строительство завода по производству ячеистого бетона, мощностью 200,0 тыс м3 в год.
1 Характеристика силикатного кирпича
Силикатный кирпич - это группа материалов так называемого автоклавного синтеза. Силикатный кирпич готовится методом полусухого прессования из смеси кварцевого песка, воздушной извести и воды. Отформованный кирпич подвергается автоклавной обработке - воздействию насыщенного водяного пара при температурах 170-200°С и давлении пара 8-12 атмосфер. В результате синтеза гидросиликатов образуется искусственный камень.
Силикатный кирпич характеризуется высокой механической прочностью, а также высокой теплопроводностью, обладает следующими гигиеническими параметрами:
-воздухопроницаемость стены толщиной 250 мм в тысячу раз выше, чем убетонной стены толщиной 100 мм, и сопоставима с воздухопроницаемостью одного слоя обычных обоев;
-паропроницаемость в 4 раза лучше, чем у бетона, и в 2 раза по сравнению с деревом.
Прочность при сжатии и изгибе. В зависимости от предела прочности на сжатие силикатный кирпич подразделяют на марки 75, 100, 125, 150 и 200. Марка кирпича определяется его средним пределом прочности при сжатии, который составляет обычно 7,5 35 МПа. В стандартах ряда стран (Россия, Канада, США), наряду с этим, также регламентируют предел прочности кирпича при изгибе. Пустотелые камни средней плотностью 1000 и 1200 кг/м3 могут иметь марки 50 и 25.
Водопоглощение - это один из важных показателей качества силикатного кирпича и является функцией его пористости, которая зависит от зернового состава смеси, ее формовочной влажности, удельного давления при уплотнении. По ГОСТ 379 79 водопоглощение силикатного кирпича должно быть не менее 6%.
Морозостойкость. В нашей стране морозостойкость кирпича, особенно лицевого, является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. По ГОСТ' 379 79 установлены четыре марки кирпича по морозостойкости. Морозостойкость рядового кирпича должна составлять не менее 15 циклов замораживания при температуре 150С и оттаивания в воде при температуре 15 200С, а лицевого 25, 35, 50 циклов в зависимости от климатического пояса, частей и категорий зданий, в которых его применяют. Снижение прочности после испытания на морозостойкость по сравнению с водонасыщенными контрольными образцами не должно превышать 20% для лицевого и 35% для рядового кирпича первой категории соответственно.
Несомненный плюс силикатного кирпича перед керамическим состоит в его повышенных звукоизоляционных характеристиках, что является немаловажным при возведении межквартирных или межкомнатных стен.
Физические свойства силикатного кирпича
|
Кирпич силикатный одинарный полнотелый |
Марка - 200-250 кгс/см2 |
|
|
Кирпич силикатный полуторный полнотелый |
Марка - 200-250 кгс/см2 |
|
|
Кирпич силикатный рельефный одинарный |
Марка - 200-250 кгс/см2 25,9 Бк/кг |
2 Сырьё и его технологическая характеристика
2.1 Песок
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).
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.
Влажность
В грунтах содержится вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная,
капиллярная, в твердом состоянии, кристаллизационная и химически связанная. Способность грунта удерживать в себе воду за счет молекулярных сил сцепления называют молекулярной влагоемкостью, а влажность, соответствующую максимальному смачиванию, – максимальной молекулярной влагоемкостью.
Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необходимо учитывать при перевозке песка в железнодорожных вагонах или баржах, а также при намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%.
Добыча и обработка песка
Добыча песка. Все силикатные заводы размещают обычно вблизи месторождения основного сырья – песка. Прежде чем приступить к добыче песка, место добычи – карьер – необходимо предварительно подготовить к эксплуатации. Для этого снимают вскрышные породы, т. е. верхний слой, содержащий землю, посторонние предметы, глину, органические вещества и т. п. Если толщина слоя не более 1 м, то верхний слой снимают бульдозером или скрепером с последующим транспортированием его в отвал. Если же вскрышные породы имеют большую высоту, расстояние до отвала значительное, то вскрышные работы производят экскаваторами и отвозят пустую породу рельсовым или автомобильным транспортом. Добыча песка начинается после снятия вскрышных пород и производится одноковшовыми
экскаваторами, оборудованными прямой лопатой с различной емкостью ковша.
Транспортирование песка от забоя. Для перевозки песка от забоя в производственное помещение, т. е. к песочным бункерам, пользуются различным транспортом, а именно: рельсовым, автотранспортом, ленточными транспортерами и т. д.
Из вагонеток в песочные бункера песок разгружают, опрокидывая кузов. Эта трудоемкая операция в настоящее время на ряде заводов механизирована. При небольшом расстоянии от забоя до песочных бункеров для транспортирования песка используют ленточные транспортеры, которые представляют собой бесконечную ленту из многослойной прорезиненной ткани, надетую на два цилиндрических барабана (приводной и натяжной). Если привести во вращение один из барабанов – приводной, то лента начинает двигаться и приводит в движение второй барабан – натяжной. Под лентой устанавливают поддерживающие ролики. Чем шире транспортерная лента, тем большее количество материала она может перебросить за единицу времени. Чтобы материал не сбрасывался с ленты, устанавливается определенная скорость движения.
Обработка песка. Песок, поступающий из забоя до его употребления в
производство, должен быть отсеян от посторонних примесей – камней, комочков глины, веток, металлических предметов и т. п. Эти примеси в процессе производства вызывают брак кирпича и даже поломки машин. Поэтому над песочными бункерами на БКСМ устанавливают барабанные грохоты.
2.2 Известь
Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича. Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее
95% углекислого кальция CaCO3. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Все эти материалы
представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.
Известняк состоит из известкового шпата – кальцита – и некоторого количества различных примесей: углекислого магния, солей железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и желтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами. Мергель является известково-глинистой породой, которая содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие в нем углекислого кальция составляет всего 35 – 70%. Понятно, что мергели совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели. Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО3*МgСО3). Так как содержание в них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.
Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с - примесью некоторого количества окиси магния (МgО). Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах силикатного кирпича применяется негашеная известь.
При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет. При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации:
СаО+ Н2О = Са(ОН)2;
МgО+Н2О=Мg(ОН)2
Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.
К извести предъявляют следующие основные требования:
1) известь должна быть быстрогасящаяся, т. е. время гашения ее не должно превышать 20 мин.; применение медленногасящейся извести снижает производительность гасительных установок;
2) сумма активных окислов кальция и магния (СаО+МgО) в извести должна составлять не менее 85%;
3) содержание окиси магния в извести не должно превышать 5%, так как магнезиальная известь гасится медленно;
4) содержание недожженной извести не должно превышать 7%, так как она не активна и не влияет на твердение кирпича при запаривании, а является балластом, увеличивающим расход извести и удорожающим себестоимость готовой продукции;
5) известь не должна быть пережженной, так как в таком виде она медленно гасится и вызывает растрескивание кирпича в запарочных котлах (автоклавах).
Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях, предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время хранить известь на воздухе, так как в нем всегда содержится небольшое количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом и тем самым частичному снижению ее активности. Погасившаяся известь может быть использована для производства силикатного кирпича. Однако вследствие того, что она после гашения превращается в мелкий и очень легкий порошок (пушонку), применение ее связано с большими затруднениями: увеличиваются потери, повышается расход извести и себестоимость.
2.3 Вода
При производстве силикатного кирпича воду применяют на всех стадиях производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы, прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара.
Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например для получения технологического пара, без предварительного умягчения ее нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется накипь, которая выводит их из строя. При снабжении котлов мягкой водой удлиняется срок их службы.
Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами: обработкой воды умягчением до поступления ее в паровые котлы и внутрикотловой обработкой.
Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 – 1100, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр и кальцинированная сода. Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной кислотой (5–7-процентным раствором), для чего через паровые котлы прокачивают раствор.
Продолжительность промывки зависит от степени загрязнения (но не больше - 10–20 час.). По окончании кислотной промывки и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи.
Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности и пар будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится в котельных.
3 Описание технологической схемы производства с обоснованием технологических процессов
Для получения сырьевой смеси (силикатной массы) требуемого качества необходимо правильно дозировать их. Дозу извести в силикатной массе определяют не по количеству извести в ней, а по содержанию той ее активной части, которая будет участвовать в реакции твердения, т. е. окиси кальция. Поэтому норму извести устанавливают в первую очередь в зависимости от ее активности.
На каждом заводе обычно ее устанавливают опытным путем. Среднее содержание активной извести в силикатной массе равно 6 – 8%. При употреблении свежеобожженной извести без посторонних примесей и недожога количество ее может быть уменьшено; если же в извести содержится большое количество недожженного камня и посторонних примесей, а также если известь долго хранилась на воздухе, норма ее в смеси должна быть увеличена. Как недостаточное, так и излишнее количество извести в силикатной массе влечет за собой нежелательные последствия: недостаточное содержание извести снижает прочность кирпича, повышенное содержание удорожает себестоимость, но в то же время не оказывает положительного влияния на качество. Активность извести, поступающей в производство часто изменяется; поэтому для получения массы с заданной активностью требуется часто изменять в ней количество извести. На необходимое количество песка отмеривается по объему, а известь по весу при помощи бункерных весов.
Кроме извести и песка, составной частью силикатной массы является вода, необходимая для полного гашения извести. Вода также придает массе пластичность, необходимую для прессования кирпича-сырца, и создает благоприятную среду для протекания химической реакции твердения кирпича при его запаривании. Количество воды должно точно соответствовать норме. Недостаток воды приводит к неполному гашению извести; избыток воды, хотя и обеспечивает полное гашение, но создает не всегда допустимую влажность силикатной массы. Влага частично поступает с песком, карьерная влажность которого колеблется в зависимости от климатических условий. Количество воды, необходимое для доведения влажности силикатной массы до нужной величины, практически также можно заранее рассчитать в зависимости от карьерной влажности поступающего в производство песка и составить таблицу для определения расхода воды на единицу продукции (1000 шт. Общий расход воды для получения силикатной массы требуемого качества составляет около 13% (от веса массы) и распределяется следующим образом (в%):
Химическая реакция гашения извести протекает по формуле:
СаО+Н2О=Са(ОН)2
Иногда для повышения прочности кирпича в силикатную массу вводят различные добавки в виде молотого песка, глины и др. Чтобы достигнуть правильного соотношения всех составляющих компонентов, применяют специальные дозировочные приспособления. Ввиду того что приготовление силикатной массы требуемого качества является одной из наиболее важных операций в технологическом процессе производства силикатного кирпича, обязательно регулярно проверять в лабораториями ее свойства.
Определение скорости гашения извести следует производить не менее двух раз в смену; в случае удлинения времени гашения извести необходимо немедленно изменить режим гашения путем удлинения цикла приготовления силикатной массы. Определение активности извести (содержание СаО+МgО) необходимо проводить также два раза в смену и соответственно с активностью извести изменять дозировку ее для получения нормальной силикатной массы.
Активность и влажность силикатной массы следует проверять через каждые 1 – 1,5 часа и в случае отклонения получаемых показателей от заданных немедленно изменять дозировку извести и воды.
3.1 Приготовление силикатной массы
Известково-песчаную смесь готовят двумя способами: барабанным и силосным. 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. Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортер, при этом происходит большое выделение пыли. При вылеживании в силосах масса часто образует своды; причина этого – относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное твердение ее при вылеживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность массы.
Из опыта работы рассматриваемого завода установлено, что силосы разгружаются удовлетворительно лишь при влажности массы в 2 – 3%. Силосная масса при выгрузке более пылит, чем масса, полученная по барабанному способу; отсюда более тяжелые условия для работы обслуживающего персонала.
Перечисленные выше отрицательные моменты не полностью, но в какой-то мере устраняются механизацией разгрузки. Работа силоса протекает следующим образом. Внутри силос разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 час., столько же требуется и для разгрузки секции. К моменту заполнения силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, т.е. около 2,5 час. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого ее разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 час. Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 час. в непрерывно действующих силосах. В случае образования свода при разгрузке силоса и прекращении поступления массы на ленточный транспортер категорически запрещается рабочим находиться в силосе. Для облегчения разгрузки периодически включают вибратор, укрепленный на стенке силоса; и этим уменьшают прилипание массы к стенкам. При более серьезных зависаниях массы в силосах ее шуруют ломами через разгрузочные окна. Распределительные щетки на транспортерной ленте поднимают механическим пневмоподъемником. Над транспортерной лентой, подающей силикатную массу, установлены распределительные щетки, перемещающиеся вертикально по раме. Опускание и подъем щеток над лентой осуществляется с пульта управления, который оснащен световой сигнализацией и устройством, регулирующим подачу воздуха в пневмоцилиндры.
3.2 Прессование сырца
На качество кирпича и в основном на его прочность наиболее существенно влияет давление, которому подвергается силикатная масса во время прессования. В результате прессования происходит уплотнение силикатной массы. Тщательно уплотнить сырец – значит довести до минимума свободное пространство между частицами песка, сблизив их настолько, чтобы они разделялись друг от друга только тончайшим слоем вяжущего вещества. Такое сближение зерен песка при дальнейшей водо-тепловой обработке кирпича-сырца в автоклаве обеспечивает получение плотного и прочного конгломерата.
Прессование необходимо вести только до известного предела, так как при увеличении давления выше предельного в массе
появляются упругие деформации, которые исчезают после снятия давления и ведут к разрушению сырца. Поэтому нельзя повышать давление до появления деформаций. Существенное значение имеет скорость, с которой производится давление. Так, например, ударное быстрое приложение усилия вызывает не уплотнение, а разрушение структуры изделия. Поэтому для преодоления внутренних сил трения давление должно прикладываться плавно с постепенным увеличением. Рабочее давление в прессах применяется равным 150 – 200 кг/см2. На нормальную работу пресса, а следовательно, на получение кирпича хорошего качества большое влияние оказывает содержание влаги в силикатной массе. В оптимальных условиях прессования кирпича влажность массы должна составлять 6 – 7% от веса сухого вещества и постоянно контролироваться. Увеличение влажности выше оптимальной не дает возможности спрессовать сырец, снять его со стола пресса и уложить на вагонетку; уменьшение влажности приводит к тому, что спрессованный сырец трудно снять со стола пресса: он разламывается под действием собственного веса. Кроме того, недостаточное содержание влаги в сырце лишает известь необходимой пластичности, обеспечивающей связь между отдельными зернами песка.
Процесс прессования кирпича складывается из следующих основных операций: наполнения прессовых коробок массой, прессования сырца, выталкивания сырца на поверхность стола, снятия сырца со стола, укладки сырца на запарочные вагонетки.
Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи транспортерной ленты в бункер над пресс-мешалкой пресса. Подача массы в пресс-мешалку должна так регулироваться, чтобы она занимала примерно 3/4
объема пресс-мешалки. Если поступающая масса имеет более низкую влажность, чем требуется, доувлажнение ее производится в пресс-мешалке, вокруг стенок которой укладывается водопроводная труба с мелкими отверстиями по ее длине, направленными вниз.
Сила струи поступающей по трубке воды регулируется прессовщиком при помощи вентиля. Увлажненная масса ножами пресс-мешалки при вращении их подается в прессовые коробки через отверстия в дне пресс-мешалки. При повороте стола пресса коробки, наполненные массой, перемещаются на определенный угол и занимают положение между прессующим поршнем и верхней стороной плитки контрштампа. Под давлением поршень постепенно поднимается и производится прессование сырца. В момент прессования стол пресса останавливается, а ножи пресс-мешалки вращаются и заполняют массой следующую пару прессовых коробок. После прессования стол пресса поворачивается так, чтобы штампы пресса вместе с сырцом подошли к выталкивающему поршню. Сырец выталкивается поршнем в вертикальном направлении; верхняя пластина штампа при выталкивании выходит из прессовых коробок на 3 – 5 мм выше уровня стола. Затем выталкивающий поршень опускается вниз в первоначальное положение. После снятия пары кирпичей двумя съемщиками-прессовщиками стол поворачивается и штампы подводятся под механическую щетку для очистки.
Верхние пластины очищаются от налипшей массы, штампы опускаются на величину наполнения прессовых коробок и цикл начинается снова. Плотность прессования сырца достигается исключительно изменением величины наполнения прессовых коробок: чем больше высота наполнения, тем выше плотность сырца и, наоборот, чем меньше высота наполнения коробок, тем ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы сырец получался одинаковой плотности; для этого нужно поддерживать высоту наполнения прессовых коробок одинаковой. Ножи пресс-мешалки должны быть закреплены от дна и стенок на одинаковом расстоянии.
После прессования полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются на вагонетки, которые транспортируются в автоклавы, где производится тепло - влажная обработка кирпича.
3.3 Процесс автоклавной обработки
Для придания необходимой прочности силикатному кирпичу его обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие сочетается с обязательным наличием в кирпиче-сырце водной среды, которая благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с максимальной интенсивностью.
Насыщенный пар используется с температурой 1750 при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.
Автоклав представляет собой трубу длиной 19м и диаметром 2м, вместимостью 12 вагонеток (V=5965 м3).
Режим работы автоклава:
W=1,5 час. – подъём пара;
W=5-6 час. – выдержка;
W=1-1,5 час. – спуск пара.
В процессе автоклавной обработки, т. е. запаривания кирпича-сырца, различают три стадии.
Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и заканчивается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и обрабатываемых изделий.
Вторая стадия характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве. В это время получают максимальное развитие все те физико-химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликата кальция, а следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.
Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него готового кирпича.
В первой стадии запаривания насыщенный пар с температурой 1750 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, а следовательно, высыхание материала и полное прекращение реакции образования цементирующего вещества – гидросиликата.
С того момента, как в автоклаве будет достигнута наивысшая температура, т. е. 170 – 2000, 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 сопри - касающимся с кремнеземом SiO2 песка.
Сначала гидросиликаты находятся в коллоидальном (желеобразном) состоянии, но постепенно выкристаллизовываются и, превращаясь в твердые кристаллы, сращивают песчинки между собой. Кроме того, из насыщенного водного раствора гидрат окиси кальция также выпадает в виде кристаллов и своим процессом кристаллизации участвует в сращивании песчинок.
Таким образом, во второй стадии запаривания образование гидросиликатов кальция и перекристаллизация их и гидрата окиси кальция вызывают постепенное твердение кирпича-сырца.
Третья стадия запаривания протекает с момента прекращения доступа пара в автоклав, т. е. начинается падение температуры в автоклаве, быстрое или медленное в зависимости от изоляции стенок автоклава и наличия перепуска пара. Происходит снижение температуры изделия и обеднение его водой, т. е. вода испаряется и повышается концентрация раствора, находящегося в порах. С повышением концентрации гидрата окиси кальция и снижением температуры цементирующего вещества силикаты кальция становятся более основными, и это продолжается до тех пор, пока кирпич не будет выгружен из автоклава. В результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно, повышается прочность силикатного кирпича. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом окиси кальция.
Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из автоклава, ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на воздухе. Это объясняется происходящей карбонизацией гидрата окиси кальция за счет углекислоты воздуха по формуле:
Са(ОН)2+СаСО2=СаСО3+Н2О
Таким образом, полный технологический цикл запаривания кирпича в автоклаве состоит из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и выгрузки автоклава.
Совокупность всех перечисленных операций составляет цикл работы автоклава, который равен 10 – 13 час. Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит к браку. Для контроля за режимом запаривания на автоклавах установлены манометры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом, записывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича. Из автоклава силикатный кирпич поступает на склад.
Следует проверить правильность и равномерность питания стержневых смесителей, а в случае обработки и доувлажнения смеси в лопастных смесителях – также состояние лопастей и частоту их вращения.
Формование и укладка сырца на вагонетки. Необходимо не реже одного раза в смену определять на циферблатных весах массу сырца, сформованного в различных гнездах стола каждого пресса, внешний вид и прочность сырца, наличие в нем дефектов, возникающих при формовании и укладке автоматами на запарочные вагонетки, а также состояние поверхности платформ вагонеток.
Транспортирование сырца и загрузка его в автоклавы. Следует ежесменно проверять состояние откаточных путей и стыков, загрязненность рельсов просыпью, плавность заталкивания запарочных вагонеток в автоклавы, закрывание крышек проходных автоклавов с выгрузочного конца сразу после выкатки состава запаренного кирпича во избежание охлаждения и подсушки загружаемого сырца.
Автоклавная обработка. Ежесменно контролируют правильность проведения заданного режима запаривания сырца по диаграммам на контрольных приборах или же при наличии программных регуляторов по их записям.
4 Применение силикатного кирпича в строительстве
Силикатный кирпич применяют для строительства несущих стен и перегородок выше цокольного этажа в помещениях с пониженной влажностью. Из него не делают фундаменты и печи.
Силикатный кирпич бывает полнотелый и пустотелый. Пустотелый вариант обладает лучшими теплоизоляционными качествами и меньше по весу, но полнотелый используют гораздо чаще.
Силикатный кирпич может быть облицовочным. Благодаря возможному разнообразию цветовой гаммы и гладким поверхностям его удобно использовать в отделке зданий.
Разновидностями силикатного кирпича считают зольный и шлаковый кирпичи. Для изготовления шлакового кирпича используют доменные шлаки, а зольный кирпич получают из смеси золы и извести. Это позволяет снизить стоимость изделий и расширить сырьевую базу.
В отличие от силикатного кирпича шлаковый и зольный кирпичи имеют меньшую массу и хорошие теплоизоляционные свойства.
Силикатный кирпич выпускают различной прочности, каждый вид предназначен для разных типов работ. Если кирпич используется в малоэтажном строительстве, то материал можно взять меньшей прочности и соответственно ниже по стоимости.
Для многоэтажного строительства надо брать силикатный кирпич высокой прочности и морозоустойчивости. Если взять полуторный или двойной кирпич то можно сэкономить, и внешний вид дома будет красивее. Для того чтобы результат строительства не разочаровал, главное выбрать качественный силикатный кирпич и учитывать его специфику.
5 Охрана окружающей среды
Одним из факторов, отрицательно влияющих на морально-психологическое состояние людей, стала в последнее время радиоэкология окружающей среды, в том числе и строительных объектов промышленного и гражданского назначения.
Эффективные эквивалентные радиационные дозы облучения, получаемые населением от строительных материалов и конструкций, наиболее высоки и составляют 56 – 65%, в том числе: гамма-излучение (30 – 35%) и радиоактивные газы (26 – 30%). Учитывая неравномерность распределения естественных радионуклидов (от 7 до 4700 Бк/кг) в горных породах и минералах, используемых для производства строительных материалов, возникает необходимость регионального исследования на радиоактивность строительных материалов, изделий и конструкций и составления четкой и полной картины о вкладе их в эффективную эквивалентную дозу облучения.
В районах с нормальным естественным радиационным фоном основной вклад в радиоактивность строительных материалов и изделий вносят природные источники и в первую очередь естественные радионуклиды – 238,235U , 40K, 226Ra и 232Th .
Представляется актуальным создание эффективной системы радиационного контроля и принятия неотложных мер по обеспечению радиационной безопасности человека с учетом снижения риска при возникновении нарушений дейстующих норм на всех этапах технологического процесса производства – от карьера до выпуска готовой продукции. Как только минеральное сырье извлечено из недр и пущено в технологический процесс, источник излучения из природного превращается в
антропогенный.
Силикатный кирпич является одним из основных видов строительных материалов в жилищном строительстве. Более 50% заводов силикатного кирпича в стране располагают собственными известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служат карбонатные породы. В геологическом строении месторождения принимают участие меловые, палеогенные и четвертичные отложения. Форменный состав мела – это коколиты, фораминеферы, призмы иноцерамов и порошковый кальцит. Мел отличается повышенной степенью чистоты. В меловой породе встречаются лишь отдельные пятна, окрашенные гидроокислами железа. Высокое качество мела подтверждается его химическим составом, который свидетельствует о преимущественном содержании кальцита СаСО3. Присутствующие в небольшом количестве карбонаты магния образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита. Некарбонатная часть представлена глинистыми минералами, силикатами, окислами железа, калия, титана, соединениями марганца и фосфора.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Строительство в любые времена было ремеслом важным. Практически ничего не сменилось с годами, разве что со столетиями становились иными архитектурные идеи, стили и, несомненно, строительные материалы. Помимо своих эстетических атрибутов, каждый строительный материал должен быть прочным, долговечным и эффективным. Сегодня под эти критерии подходит силикатный кирпич.
Производство силикатного кирпича стало массовым и востребованным на заре 20 века, а стали планировать пути его изготовления в конце XIX века. Сам силикат, из которого создают кирпич, представляет собой соединение минералов, среди которых основной составляющей является кремнезем.
Силикатный кирпич является безобжиговым стеновым строительным материалом, сделанным методом сжатия увлажненной смеси, составленной из песка и заполнителей извести со специальными вяжущими дополнениями. При помощи обработки паром в автоклаве силикатный кирпич становится крепким.
Такой вид строительного материала, как силикатный кирпич, успешно занимает лидирующее положение в первых рядах, кроме того обладает очень хорошими физическими характеристиками:
-морозостойкость. Морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности.
-звукоизоляция. Это преимущество силикатного кирпича перед другими строительными материалами, что играет немаловажную роль при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве. Этот вид кирпича также используется для строительства малоэтажных зданий, а также для надстройки верхних этажей.
Кроме этого, силикатный кирпич довольно прочный материал, что позволяет возводить многоэтажные строения.
Но самое главное преимущество силикатного кирпича заключается в его цене. В среднем, это на 20-25% дешевле керамического и на 40-50% дешевле ячеистого бетона по объёму. Силикатный кирпич — экологически чистый продукт, поскольку его основными компонентами является природное минеральное сырье (кварцевый песок, воздушная известь и вода). Удельная эффективная активность природных радионуклидов — основной показатель радиоэкологии — у силикатного кирпича в 5 раз ниже, чем у керамического. Именно поэтому в зданиях, построенных из силикатного кирпича, наблюдается благоприятный для проживания человека климат. Имея правильные геометрические формы, силикатный кирпич, который определяется стандартами, может быть пустотелым, полнотелым модульным, то есть увеличенным, с габаритами 250х120х88 мм и полнотелым одинарным с габаритами 250x120x65 мм. Также есть возможность использования камня силикатного с габаритами 250х120х138 мм.
В настоящий момент на строительном рынке появилось много новых строительных материалов, конкурирующих с силикатным кирпичом, но, как известно, лишь время определит, какой из материалов чего стоит. В этом смысле, силикатный кирпич с историей более 100 лет доказал свою состоятельность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 http://www.silikaty.ru
2 Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. – С.-П., 1978. – 148 c.
3 Вахнин М.П., А.А. Анищенко Производство силикатного кирпича. – М.,1989 – 187 с.
4 Воробьёв В.А. Строительные материалы. – М., 1979 – 159 с.
5 Гвоздарев И.П. Производство силикатного кирпича – М., 1951. – 93 с.
6 Митрохина М.М., Хвостенков С.И. Использование отходов ТЭС в производстве силикатного кирпича. – М., 1977. – 242 с.
7 Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. – М., 1982 – 194 с.