Классификация глиняного кирпича по плотности и теплопроводности. Получение кирпича методом полусухого прессования

1. Классификация глиняного кирпича по плотности и теплопроводности. Получение кирпича методом полусухого прессования.

 

По составу и способу  производства глиняный кирпич делится на группы:

1. Керамический кирпич - искусственный камень правильной формы, изготовленный из глины и приобретающий свои камнеподобные свойства после обжига (полный цикл обжига).

2. Силикатный – кирпич, состоящий из 90% песка, 10% извести и небольшой доли добавок, прошедший обработку паром под большим давлением.

Процесс производства керамического  кирпича заключается в подготовке сырья, формовки, сушки и обжига при  высоких температурах. В зависимости  от способа формования керамический кирпич делится на:

1. Кирпич пластического формования – кирпич получают из массы с высоким (~20%) содержанием влаги, выдавливанием на ленточных прессах (экструдерах) непрерывного бруса прямоугольного сечения.

2. Кирпич полусухого прессования – кирпич получают из массы с содержание влаги 7-10% и дальнейшим уплотнением в гидравлических прессах.

По теплотехническим свойствам  и плотности кирпич и камни  делят на три группы:

1. эффективные с высокими теплотехническими свойствами, позволяющими уменьшить толщину стен по сравнению с толщиной стен. Выполненных из обыкновенного кирпича, к этой группе относятся кирпич плотностью до 1400 кг/м³ и камни плотностью не более 1450 кг/м³;
2. условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций. К этой группе относятся кирпич плотностью свыше 1400 кг/м³ и камни плотностью 1450-1600 кг/м³;
3. обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м³.

 

Полусухой способ производства керамического кирпича имеет преимущество перед пластическим. Он не требует сушки изделий и позволяет использовать малопластичные глины. Вместе с тем уменьшается потребность в производственных площадях и рабочей силе. Однако качество кирпича, получаемого полусухим способом, в частности морозостойкость, ниже, чем кирпича, полученного пластическим прессованием. При полусухом способе формования сырьевые материалы после предварительного измельчения на вальцах высушивают в сушильном барабане до влажности 6-8%, затем измельчают в дезинтеграторе, просеивают, увлажняют до 8-12% и тщательно перемешивают. Подготовленную массу формуют (прессуют) на гидравлических или механических прессах производительностью до 10000 шт/ч. Отформованный кирпич направляют в печь на обжиг и далее на склад.

Полусухим способом можно  прессовать не только полнотелый кирпич, но и пятистенный, дырчатый, а также различные керамические плитки.

Кирпич керамический обыкновенный применяют для наружных и внутренних стен, столбов, сводов и других несущих  конструкций. Кирпич полусухого прессования  использовать для фундаментов и  цоколей ниже гидроизоляционного слоя не допускается вследствие пониженной его морозостойкости.

 

2. Технология производства силикатных бетонов. Условия твердения силикатных материалов, прочность, область применения.

 

Силикатный бетон — камневидный искусственный строительный конгломерат, получающийся из уплотненной и отвердевшей в автоклаве увлажненной смеси молотой негашеной извести (6... 10%), молотого кварцевого песка (8... 15%) и обычного кварцевого песка (70 ...80%) (или другого заполнителя). Силикатные бетоны могут быть тяжелыми - со средней плотностью (в них плотные заполнители — песок и щебень или гравий), легкими - со средней плотностью (в них заполнители — керамзит, аглопорит) и ячеистыми - со средней плотностью. Разделяют бетоны мелкозернистые с крупностью зерен заполнителя до 5 мм и крупнозернистые с зернами более 5 мм. Наибольшее применение получили тяжелые мелкозернистые бетоны с пределом прочности при сжатии 15, 20, 25, 30, 40 и 50 МПа. Можно изготовить высокопрочные силикатные бетоны с более высоким пределом прочности — 60, 70, 80 МПа и более.

Связующим в силикатных бетонах  является вяжущее, состоящее из гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, образующихся в результате физико-химического процесса, протекающего в паровой среде автоклава.

В зависимости от температуры  пара, времени действия, удельной поверхности  кремнеземистой составляющей, насыщенности известью и других факторов образуются минералы - гидросиликаты кальция (ксонотлит, тоберморит, гилебрандит и др.). Преобладание той или иной формы гидросиликата кальция в изделии диктует свойства материала. Управление процессом минералообразования путем правильного подбора смеси и установления режима термообработки позволяет создать материалы с заданными свойствами.

При производстве силикатных изделий большое значение имеет  качество извести. Известь допускается  с минимальным количеством пережога. Ее применяют в виде свежеобожженной комовой кипелки, тонкоизмельченной в процессе приготовления смеси.

Количество извести, добавляемой  в массу, зависит от ее качества и  вида заполнителя и равно: 8-10% Для песчаных масс, 2-3% для масс из доменных гранулированных шлаков. Изготовляют также известково-глино-песчаные изделия с добавкой в массу 5-10% лессовидного суглинка. Для силикатных изделий пригодны речные и овражные пески, не содержащие примесей слюды.

Зола ТЭЦ и ГРЭС, применяемая  для производства газозоло-бетона и газозолосиликата, не должна содержать несгоревшего угля свыше 10%.

Первой операцией при  изготовлении силикатных изделий является измельчение извести в мельнице и составление смеси в растворомешалке  или бегунах.

Для активизации процессов  минералообразования в массу вводят молотый песок либо перемалывают известь вместе с песком.

Для интенсификации процесса образования гидросиликатов кальция иногда в массу добавляют сульфат натрия (до 1%).

Одним из вариантов технологии производства силикатных изделий является предварительное смешивание и совместный помол в дезинтеграторе гашеной извести или молотой кипелки и песка. Материал, попадая под удар быстро вращающихся стержней, смешивается и частично измельчается. Недостатком этого способа является быстрое изнашивание пальцев и корзин дезинтегратора.

Второй операцией производства силикатных изделий является формование. Силикатный кирпич прессуется на специальных  прессах под давлением (150-250)*105 н/м2 и укладывается автоматически на вагонетки.

Важной проблемой является перевод заводов силикатного  кирпича на выпуск крупных силикатных изделий, изготовляемых виброформованием, литьем в горизонтальные или кассетные формы. При формовании в кассетах поверхности изделий получаются гладкими, размеры точными.

Производственный процесс  изготовления ячеистых силикатных изделий  состоит из размола песка, приготовления  пеноэмульсии (либо газообразователя), составления массы, подготовки форм, укладки арматуры в формы (если изготовляются армированные изделия), заливки форм массой, термообработки изделий в автоклаве, распалубки изделий. При изготовлении газосиликатных теплоизоляционных плит формы до автоклавной обработки поступают на резательные машины, где масса при необходимости разрезается на изделия.

При производстве крупногабаритных ячеистых изделий большой толщины  необходимо принять меры к уменьшению осадки массы. В этом случае до автоклавной  обработки формы с залитой  ячеистой массой выдерживают в течение 3-4 ч; хорошие результаты дает ввод в  состав массы пористых добавок - шлака, керамзита и т. д.

Для сокращения срока выдерживания изделий до автоклава в смесь  вводят небольшое количество хлористого кальция, растворимого стекла, гипса, сернокислого глинозема.

Одним из важнейших вопросов в технологии производства ячеистых бетонов является выбор порообразователя. Для изготовления пеносиликатных изделий хорошим пенообразователем является гидролизованная кровь (ГК). Для газосиликатных изделий применяют алюминиевую пудру.

В качестве добавки для  регулирования скорости гашения  извести применяют тонкомолотый гипс.

Формы перед заливкой ячеистой массы смазывают петролату-мом или смесью солярового масла и автола или выстилают полиэтиленовой пленкой.

 

Отформованные силикатные изделия  поступают в автоклавы на обработку  паром под давлением 8-12 ат примерно по такому режиму: подъем давления 2-3 ч, выдержка при максимальном давлении пара 2-12 ч, спуск давления 2 ч.

Автоклав представляет собой  горизонтальный цилиндр диаметром 2600-3600 мм и длиной 17-20 м. В нем уложены  рельсовые пути для вагонеток  или платформ. После загрузки крышку автоклава герметически закрывают, в котел впускают пар, постепенно доводят давление до заданного.

Автоклавы применяют двух типов: тупиковые и проходные.

Для ускорения процесса запаривания иногда предварительно вакуумируют загруженный автоклав. При пропаривании часть извести остается свободной и процесс твердения ее заканчивается в дальнейшем за счет поглощения углекислоты из воздуха. При запаривании крупногабаритных изделий в формах полезное заполнение автоклава составляет не более 30%.

В последнее время практикуют двухстадийный процесс запаривания: вначале изделия в формах поступают в ямные камеры с температурой 60-80° С на 8-10 ч, где они приобретают прочность, позволяющую направлять их в распалубленном состоянии в автоклавы для дальнейшего твердения.

Автоклавная обработка является наиболее эффективным средством  ускорения твердения бетона.

После термообработки изделия  остывают в течение 2 ч в теплом помещении, затем их транспортируют на склад готовой продукции.

Прочность силикатного бетона при сжатии, изгибе и растяжении, деформативные свойства, сцепление с арматурой обеспечивают одинаковую несущую способность конструкций из силикатного и цементного бетона при одинаковых их размерах и степени армирования. Поэтому силикатный бетон можно использовать для армированных и предварительно напряженных конструкций, что ставит его в один ряд с цементным бетоном.

Прочность, морозостойкость  и другие свойства силикатных бетонов  в значительной степени зависят  от тонкости помола песка и содержания его в смеси при определенном количестве активной СаО. Так, при содержании активной СаО 12,5% с увеличением удельной поверхности молотого песка прочность и морозостойкость силикатного бетона заметно возрастают.

Морозостойкость таких бетонов, особенно бетонов высокой прочности, достигает 300 циклов попеременного  замораживания и оттаивания без  заметных следов разрушений структуры. Кроме того, они обладают достаточной  водостойкостью и стойкостью к воздействию  некоторых агрессивных сред.

Силикатные бетоны можно  армировать как обычной, так и  предварительно напряженной арматурой. Однако при влажном режиме эксплуатации конструкций арматуру следует защищать антикоррозионными составами. При  нормальном режиме эксплуатации арматура в плотном силикатном бетоне не коррозирует. В этой связи силикатные бетоны широко применяют в промышленном и гражданском строительстве наравне с обычными цементными бетонами.

Из плотных силикатных бетонов изготовляют все несущие  конструкции для жилищного, промышленного и сельского строительства: панели внутренних стен и перекрытий, лестничные марши и площадки, балки, прогоны, колонны, плиты и другие детали для сборного промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства. Из прочных силикатных бетонов изготовляют также напряженно-армированные железнодорожные шпалы, тюбинги для отделки туннелей метро для шахтного строительства, безасбестовый шифер и другие изделия. Силикатный бетон находит применение для строительства сборных покрытий и оснований дорог общего пользования.

 

3. Влияние качества мелкого заполнения на расход цемента и прочность бетона.

 

В качестве мелкого заполнителя  для бетона ГОСТ 8736-77 предусматривает  применение крупных, средних и мелких песков – природных, дробленых и  дробленых из отсевов, а также  песков обогащенных и фракционированных.

На качество бетона большое  влияние оказывает зерновой (гранулометрический) состав песка и содержание в нем  различных примесей: пылевидных, илистых, глинистых и органических. Содержание этих примесей устанавливают отмучиваем. Количество их не должно превышать 3% в природном песке и 4% в дробленом. В природных песках могут содержаться также в большом количестве органические примеси (гуминовые кислоты, остатки растений, перегной), которые вступают в реакцию с твердеющим цементом и понижают прочность бетона. Содержание органических примесей устанавливают колоритмическим методом – обработка пробы песка 3% раствором едкого натра. Наиболее вредной в песке является примесь глины, которая обволакивает отдельные зёрна песка и препятствует сцеплению их с цементным камнем, понижая прочность бетона. Глинистые пылевидные примеси в песке превышают водопотребность бетонные смесей и приводят к понижению прочности и морозостойкости бетона. Очищать песок от глинистых и пылевидных частиц можно, промывая его водой в специальных машинах – пескомойках.

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет особое значение для получения качественного  бетона. Песок для бетона должен состоять из зерен различной величины (0,14  - 5 мм), чтобы объем пустот в нем был минимальным; чем  меньше объем пустот в песке, тем  меньше требуется цемента для  получения плотного бетона.