See-irf.ru

Обзор строительной техники
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Температура обжига кирпича

Тепловую обработку стройматериала из глины под действием высоких температур называют обжигом. Это завершающий этап производства кирпичных блоков. Технология обжига включает 3 этапа:

  1. Прогревание.
  2. Обжиг.
  3. Охлаждение.

На первом этапе кирпич нагревают до температуры 120 градусов, с целью выпаривания из него воды. Затем, для выгорания примесей органического происхождения и окончательного вывода жидкости, его прогревают до 600 гр. На следующем этапе температура обжига кирпича составляет 920—980 градусов. При этом начинается усадка глины, приобретается прочность. В условиях постоянной максимальной температуры кирпичный блок некоторое время закаливается и томится. На завершающем этапе полученный строительный материал из глины охлаждают. Если во время термической обработки не было нарушения технологии, цвет блока будет оранжево-красный, а структура однородной. Для получения глазурованного кирпича потребуется повторный обжиг.

Чтобы в итоге получить прочный и качественный обожженный кирпич без трещин, в процессе термообработки требуется строгий контроль температурного режима

Критерии подбора качественной глины

Начинать нужно с определения места «добычи» или покупки основного материала для производства кирпича — глины. Самое главное — найти именно «правильный» материал! Отлично, если вы обладатель землевладения или карьера, и на них есть залежи ценного материала, а если нет? Отправляемся на строительную базу и тщательно изучаем характеристики глины, ее показатели жирности, ведь от этого зависит качество полученного кирпича.

Проверить самому, правильной ли жирности найденная вами глина, довольно просто. Лучше всего взять пробы материала с нескольких участков или мест продажи, достаточно будет приблизительно по полкилограмма.

Для чего нам нужно небольшое количество? Доливаем в каждый образец немного воды и тщательно размешиваем. Глина должна вобрать в себя воду и начать приставать к рукам — на этом можно процесс завершить. Из подготовленной массы сделайте шарики диаметром около 50 мм и лепешки диаметром 100 мм. Оставляем их в хорошо проветриваемом помещении или на улице под навесом и высушиваем в течение 2–3 дней. Понятно, что такие действия необходимо произвести с каждым образцом глины.

Теперь можно приступать к оценке наших образцов:

  • если на шариках и лепешках появились трещины, то придется в процессе производства кирпича добавлять песок, у вашей глины — повышенная жирность,
  • при отсутствии трещин необходимо шарик бросить без усилий с высоты 1 м. Если он не разрушится, значит, глина оптимальной жирности,
  • при рассыпании шарика можно сделать вывод, что для образца была использована тощая глина, в этом случае придется добавлять жирную.

Дополнительные компоненты (песок или жирную глину), в зависимости от характеристик вашего материала, следует добавлять порциями, постоянно проверяя качество готовой массы. Вообще, чем больше пластичность глины, тем легче изготовить кирпич.

Совет: пробы и испытания необходимо продолжать до нахождения оптимального состава массы.

Для достижения хорошей пластичности сухой материал засыпают в емкости водой и оставляют в таком состоянии на некоторое время, периодически добавляя новые порции материала и перемешивая состав. Также способствует повышению пластичности вымораживание глины в зимние холодные месяцы.

После замачивания раствор обязательно должен вылежаться около трех дней.

Важно: в процессе нельзя использовать глины с примесями камней, гальки, грунта и карбонатов (белые составляющие размером более 1 мм).

Пластическое формование

Пластическое формирование кирпича фото

Этот метод предусматривает приготовление массы, содержащей влагу примерно 20 процентов. Обычно берут глину и суглинки, в которых имеются карбиды кальция, оксиды алюминия, магния. Присоединяют к ним и добавки в виде отходов углеобогащения, угледобычи (например, золошлак).

Глину извлекают из карьера, помещают в бетонированные ямы, разравнивают и послойно увлажняют. Несколько дней глина «отлеживается» (до 4 дней). Далее ее доставляют на завод, чтобы произвести обработку, заключающуюся в удалении из смеси камушков с помощью специальных камневыделительных вальцов. Все измельчается, удаляются каменные вкрапления. В смесителе происходит увлажнение массы (от 18 до 25 процентов).

Очищенная смесь поступает в ящичный питатель. На выходе из него массу встречают подвижные грабли, разбивающие большие куски и направляющие глину на бегуны. Вот тут-то тщательно перемешивается однородная смесь, которая проходит через гибкие вальцы и попадает в ленточный пресс, связанный с аппаратом для резки. В ленточных прессах находятся вакуум-камеры, в которых удаляется воздух из глиняной массы. Это способствует ее пластичности и уменьшению формовочной влажности. Сокращается также время на сушку сырца и вместе с тем повышается его прочность.

Особенности технологического процесса влияют на прочность изделий. Возможно получение не только обычных кирпичей, но и сверхпрочных (то есть, клинкера).

Затем глиняная «колбаса» разрезается на одинаковые по размерам куски и оказывается на подкладочных деревянных рамах. Так происходит расфасовка по рамам. В кирпичах-сырцах содержится еще достаточно много влаги, поэтому необходимо дождаться, когда они подсохнут. Вода постепенно испаряется, за счет этого происходит усадка, уменьшается объем изделий.

Чтобы будущий кирпич не растрескался, следует регулировать повышение и режим возрастания температуры и сушки, и обжига.

сушка кирпичей фото

Сушка кирпичей чаще производится искусственным способом: теплом отработанного пара. Температура постепенно поднимается, образуются в сушильной камере обездвиженные водяные испарения, что благоприятно сказывается на сушке, так как нагрев кирпичного изделия во влажном воздухе обеспечивает высыхание всей массы равномерно. И наконец, в кольцевой или туннельной печи происходит обжиг, который продолжается до начала процесса спекания (при температуре 1 000°C).

Читать еще:  Сколько кирпичей в м3

Обжиг завершает процесс изготовления кирпичной продукции способом пластического формования. При отправлении в печь сырец еще имеет около 8…12 процентов влажности. В самом начале закладки его в печь он досушивается. Когда температура поднимается до 550°C–800°C, происходит начало дегидратации глинистых материалов, при которой распадается кристаллическая решетка минералов, в результате чего теряется пластичность, и изделие подвергается очередной усадке.
Видео процесса кирпичного производства:


Что же происходит в это время с кирпичом?

— Вначале выделяются летучие органические примеси и добавки (при температуре 200°C–800°C), темп увеличения температуры обжига в час достигает в это время 300°C–350°C. Удерживается уровень температуры до выгорания углерода. Если температура поднялась выше 800°C, наступают изменения в структуре изделия.

— С этого момента для полнотелых кирпичей темп температурного роста – 100°C–150°C в час, а для пустотелых – 200°C–220°C.

— После достижения максимальной температуры обжига некоторое время нужно ее удерживать в таком состоянии, чтобы прогрелось равномерно все изделие. И пошел обратный процесс – охлаждение, начиная со 100°C–150°C и далее – по схеме. Весь процесс обжига занимает около 6–8 часов. Если в печь отправляли сырец, то после обжига получаются бруски обожженной глины, которые приобрели прочность камня; водостойкие, устойчивые к изменениям температур.

Садка (укладка)

Укладывать в печь можно только хорошо высушенный сырец, иначе при обжиге потребуется много топлива. Кроме того, недостаточно высохший сырец дает до 80% брака.

Главная причина брака заключается в том, что излишняя влага, превращаясь в пар, ищет выход и приводит к растрескиванию кирпича.

Укладку сырца в печь (см. рис. 7) производят так, чтобы в первых 3-4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, расположенных непосредственно вблизи топки) 10-15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увеличивались до 25 мм.

Ряды можно укладывать любым способом, например, «решеткой» или «елочкой». Способы можно чередовать.

Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам.

Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20-25 мм.

Методы изготовления кирпича: пластическое формование («традиционный»)

Как ни крути, а все-таки именно кирпич — один из самых востребованных материалов для строительства – надежный, долговечный, практичный и проверенный временем. Из керамического кирпича можно возводить как совсем простые конструкции, так и самые сложные и необычные здания в различных стилях – архитектурные возможности практически безграничны.

Способов производства керамического кирпича существует несколько, но, при всем их многообразии сырьем для него, в любом случае, служит глина.

В основу любой технологии изготовления керамики заложена последовательность следующих процессов: добыча сырья, подготовка сырьевой массы, формование изделий, сушка и обжиг.

Мы хотим более подробно остановиться на изготовлении кирпича методом пластического формования – наиболее распространенного производственного процесса. Это тот самый метод, который чаще всего называют «классическим или традиционным». Данный метод состоит из нескольких этапов:

Подготовка сырья.

На этом этапе глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают (это заменяет процесс вылеживания) до получения пластичной, удобно формируемой массы без крупных каменистых включений.

При необходимости ее измельчают и затем доводят до нужной консистенции, смешивая с различными добавками. Точного рецепта не существует – все зависит от месторождения глины, ее состава и желаемых свойств и качеств готового изделия. Состав добавок различается и у каждого производителя он свой. Но, в любом случае, полученное сырье должно обладать такими качествами, соответствующими действующим нормативам, как пластичность (особую способность, позволяющую сохранять и изменять форму без разрушения), спекаемость (указывает на способность твердеть при нагревании до высокой температуры, высокотемпературные глины характеризуются спекаемостью при температуре, превышающей 1300 градусов), огнестойкость (в соответствии с ней, разделяют глины легкоплавкие, тугоплавкие и глины с высоким уровнем огнестойкости).

Формование кирпича-сырца.

Глиняная лента (брус) нарезается автоматическим устройством на кирпич-сырец. Форма мундштука пресса может быть разной. Это позволяет создавать кирпич различных форм, а с помощью специальной оснастки изменять типы поверхности и фактур.

Размер таких кирпичей (заготовок) несколько больше требуемого, так как в процессе последующей обработки глина дважды (при сушке и обжиге) претерпевает усадку, достигающую 10-15%. Кирпич пластического формования может быть с пустотами (пустотелым считается кирпич с 13 % пустот и выше) или полнотелым (соответственно, пустот не более 13 %). Процесс изготовления различается как в подготовке глины, так и на этапе выхода из пресса. Пустоты в кирпиче формируются при помощи кернов мундштука. От размера выходной части мундштука зависят длина и ширина будущего кирпича, высота же – от дальнейшей нарезки бруса.

После нарезки заготовки отправляются на сушку, где влага из них испаряется при температуре приблизительно 90 °C. Это важный и сложный этап производства кирпича.

Для того, чтобы предохранить кирпич от растекания – сушить его нужно медленно, следить, чтобы скорость испарения не превышала скорости миграции влаги из внутренних слоев. При остаточной влажности кирпича-сырца 6-8% его можно подавать на обжиг.

Читать еще:  Что лучше монолит или монолит кирпич

Обжиг.

Это завершающий этап производства кирпича методом пластического формования. Для обжига используют печи различной конструкции. Это и старые кольцевые печи, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, и современные туннельные, где кирпич обжигается в процессе продвижения его по печи.

Здесь все зависит от имеющегося у производителя оборудования. Температура же обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в пределах 950-1100°C. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать в течение нескольких часов, а весь цикл обжига длится несколько дней. Во время этого процесса цвет и структура кирпича полностью меняются и изделия обретают свой конечный вид. Из печи достают уже готовый кирпич, обладающий прочностью, водостойкостью и устойчивостью к перепадам температур.

По завершении всех работ кирпич транспортируют на склад готовой продукции –материал, полностью готовый к применению как в новом строительстве так и для реконструкции здания.

В заключение еще раз подчеркнем, что именно использование натуральный глины высокого качества позволяет производить экологически безопасные кирпичи различных цветов, поверхностей, фактур и форматов, полнотелые, или пустотелые и выдерживать уровень качества, доказанный многими годами применения.

Обжиг кирпича

  • Кирпич-сырец, после предварительной просушки, имеет от 8-ми до 12% влажности, что требует определенной досушки уже в печи. Затем температура постепенно доводится до 500-800ºС, в результате чего внутри сырья происходят необратимые процессы.
  • При увеличении температуры до 200ºС из кирпича улетучиваются органические примеси и различные добавки. После этого температуру поднимают до 300-350ºС и выдерживают кирпич-сырец при этой температуре до тех пор, пока не выгорит весь углерод и только после этого температуру начинают поднимать до 800ºС. При такой температуре материал начинает изменять свою структуру. При такой температуре кирпич выдерживается некоторое время, после чего температуру начинают постепенно уменьшать.
  • Время обжига может находиться в пределах 6-48 часов. За это время кирпич приобретает уникальные характеристики: высокую прочность, отличные теплоизоляционные свойства, устойчивость к влаге, устойчивость к колебаниям и перепадам температур.

Производственный процесс на керамических заводах

Важно! При выборе вида строительного кирпича – силикатного («белого») или керамического кирпича («красного») важно понять, какие их свойства для вас более предпочтительные. Например, если сравнить двойной силикатный кирпич М 150 и такого же типа размера, 250х120х138 (мм) и марки (М 150) керамическое изделие, то мы увидим – показатель влагопоглощения, морозостойкости, теплозащитные свойства лучше у последнего, а звукоизоляция у силикатного изделия. Цена более привлекательна у силикатного кирпича (как полнотелого, так и пустотелого), произведенного на основе сырья из песка и извести.

Для «красного» кирпича, производимого с соблюдением требуемой технологии, применяется более дорогие средства производства (оборудование), требуется больше временных, трудовых и электроэнергетических затрат. Отсюда и цена «керамики» выше, чем у «силиката» (разница в стоимости иногда достигает 50 – 55%).

Каким бы не было широким многообразие типов керамических изделий для кирпичного строительства, само производство всегда состоит из общих для всех предприятий технологических этапов.

Фото: Керамический строительный кирпич, многообразие его видов.

Основные операции, которые необходимо выполнять от добычи сырья и до выпуска готовой керамической номенклатуры производителя:

  1. Разведка и добыча основного сырья (глины), сопутствующих материалов, добавок (молотый уголь, песок, известняк, марганцевая руда и другие минеральные компоненты).
  2. Подготовка массы из глины.
  3. Формовка сырца.
  4. Сушка формированных изделий (сырца).
  5. Обжиг керамической продукции.

О геологоразведке сырья и разных способах его разработки, доставки мы упомянули в начале статьи.

Глиняное сырье для керамического кирпичного производства

Добытое глинистое сырье, в соответствии с ГОСТ 9169 – 75 классифицируют, по параметрам:

  • огнеупорности;
  • содержанию оксида алюминия;
  • содержанию красящих оксидов, оксида железа и диоксида титана;
  • содержанию водорастворимых солей;
  • минеральному составу;
  • содержанию тонкодисперсных фракций;
  • содержанию крупнозернистых включений;
  • пластичности;
  • механической прочности на изгиб в сухом состоянии;
  • спекаемости;
  • содержанию свободного кремнезема.

Подготовка, обработка глиняной массы и ее формование

Глиняное сырье, добытое в карьере, как правило, не подходит в своем первоначальном виде для получения качественных изделий. Сырьевую массу доводят до готовности к использованию в производственном процессе.

До готовности массу из глиняного сырья доводят рядом мероприятий по ее обработки. Обработку сырья можно разделить, на:

  • погодно – климатическую, естественную;
  • механическую.

Вот именно сочетанием этих видов обработки, сырье и делают пригодным для производства.

  1. Естественная обработка – это временное вылеживание добытой карьерной глиняной смеси. По длительности эта процедура может занять один или два года. За это время сырье естественным, а при необходимости и искусственным, путем увлажняется. Проходит несколько циклов заморозки и размораживания, выветривается.
  2. Механическая обработка – это рукотворное продолжение обработки сырья. Во время этого этапа выполняются следующие работы:
  • принудительное разрушение структуры карьерного сырья;
  • удаление крупногабаритных «мусорных» кусковых фрагментов и вредных примесей;
  • измельчение самой глины, мелких включений и добавок;
  • замес многокомпонентной сырьевой массы, с целью получения однородной смеси, готовой к формованию.
Читать еще:  Размер кирпича м100

Глинорыхлитель, бункер с билами на валу.

В механизации процесса массоподготовки применяется следующее оборудование и специальные машины:

  • глинорыхлители;
  • камневыделительные (дезинтеграторные), дырчатые, грубого и тонкого помола вальцы;
  • бегуны;
  • глинорастирочные машины;
  • корзинчатые дезинтеграторы;
  • роторные и шаровые мельницы;
  • одно- и двухвальные глиномешалки;
  • пропеллерные мешалки и другие средства механизации.

Многофункциональная установка заменяет собой несколько машин – бегуны, струги, вальцы, растиратели и мешалки глиномассы.

Инструкция по работам, технологическим картам, способам и методам приготовления глинномассы, зависит от вида керамических изделий. По способу подготовки и обработки сырья называют и саму технологию производства.

Способы приготовления, формования сырья из глины:

  • Пластический (наиболее распространенный) – используется умеренно – среднепластичные, влажные и рыхлые глиномассы, для получения однородного глиняного теста с показателем влажности 18 – 28 процентов .

Формование в пластическом производстве всегда проходит при пластическом способе всегда на машине одного принципа действия. Эта специализированный пресс (ленточно – шнековый). Прессы могут быть с подогревом и вакуумированием, что лучше подготавливает глиносырьевую массу к формованию, улучшает показатели прочности обожженного сырца.

Ленточный вакуумный пресс: 1 – шнековый вал; 2 – прессовая головка; 3 – мундштук; 4 – глиняный брус; 5 – крыльчатка; 6 – вакуум-камера; 7 – решетка; 8 – глиномялка.

  • Жесткий способ – разновидность пластического способа, с изготовлением глиномассы с влажностью 13 – 18 процентов из менее пластичного сырья. Формование происходит в гидравлических или вакуумных, шнековых прессах с высоким давлением.

При данном способе получение сырца с нужной прочностью, возможно без осуществления некоторых операций, которые обязательно применяются в пластическом производстве.

Обратите внимание! При пластическом и жестком методе формование заканчивается резкой ленты глиномассы на штучные изделия.

  • Полусухой метод производства (менее распространен, чем пластический) – используется малопластичное сырье, «тощие» глины, в порошкообразном состоянии с влажностью 8 – 12 процентов.

Сырьевая загрузка, с большим количеством различных добавок, в виде отходов производства(шлаки, золы) обрабатывается и формуется в прессах с давлением 15 – 40 МПа. В разы большая металлоемкость, чем у пластического, но, само время такого производственного цикла уменьшается.

  • Сухой способ – сырьем является глиняный порошок с влажностью 2 – 6 процентов, что позволяет обходиться без сушки. На выходе производственного процесса при этом методе получаются очень плотные керамические изделия (напольная плитка, кирпичи для дорожного покрытия).
  • При шликерном способе используется трудноспекающееся, многокомпонентное, неоднородное сырье из самой глины и разных добавок (содержание воды до 40 процентов). С этим сырьем, работают методом литья, чтобы получить сложные керамические формы.

Этап сушки изделий

Предпоследний этап всего производственного цикла изготовления керамической номенклатуры. Данная операция предназначена для понижения показателя содержания влаги в изделиях до 5 – 6 процентов. Такой показатель необходим, чтобы во время обжига «керамики» не произошло растрескивание, деформации готовой продукции.

Туннельная сушилка: 1 – камера туннеля; 2 – вагонетки; 3 – вентиляторы; 4 – калориферы.

Раньше, еще с тех времен, когда глиняные кирпичи делали своими руками, и позже на заводах, сушка проходила естественным путем, до 3 – 4 недель. В современном производстве, удаление лишней влаги из сырца происходит искусственно в туннельных или камерных сушилках (температура воздуха 120 – 150 градусов С). В зависимости от влажности формованного сырца время процесса обычно не занимает больше 3 дней.

Обратите внимание! При выборе типа сушилки, рекомендуется отдавать предпочтение конструкциям непрерывного действия.

Обжиг керамической продукции

Процесс обжига технологически завершает изготовление керамического кирпича. Он проходит в кольцевых, туннельных и других печах. Сам этап обжига, можно разбить на следующие операции:

  • прогрев форматированного сырца;
  • непосредственный обжиг изделий;
  • их контролируемое охлаждение.

В ходе прогрева сырца, при температуре 120 (градусов С), физически связанная влага испаряется, изделие утрачивает свою первоначальную пластичность. На этом этапе пластичность еще можно вернуть, увлажнив тело изделия.

При достижении 450 – 600 (градусов С), отделяется уже химически связанная влага, сама глина переходит в аморфное состояние, затем органические включения выгорают, и керамическое изделие окончательно теряет пластичность.

При температуре 800 (градусов С) начинаются необратимые реакции между поверхностями частиц, составляющие многокомпонентную структуру уже затвердевшего изделия. Это значительно повышает прочностные характеристики тела кирпича.

При достижении 1000 (градусов С) происходит, так называемая огневая усадка изделия. Оно спекается и уплотняется за счет легкоплавких компонентов. Они окутывают нерасплавленные составляющие, скрепляет их между собой. Усадка, от первоначального состояния, может быть в пределах 2 – 8 процентов.

В процессе охлаждения обожженного кирпича, остывающее изделие приобретает свое окончательное твердое состояние, водостойкие и прочностные свойства.

Контролируя, регулируя процесс обжига, и получают, керамические кирпичи с нужной структурой, пористостью, свойствами. Так при температурном режиме в интервалах 1100 – 1300 (градусов С) получают клинкерный кирпич, а при температурах от 1300 до 1800 (градусов С) – огнеупорный.

Туннельные секционные печи обжига

Совет! Тем, кто хочет открыть свое предприятие, выпускающий керамический кирпич, стоит обратить внимание на металлическую, секционную печь туннельного вида. Она быстрее монтируется, чем традиционные печи, да и цена намного ниже классических конструкций для обжига.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector