Изготовление керамического кирпича

В настоящее время для проведения строительных работ самым востребованным материалом является керамический, или обожженный кирпич. Изготовление такого кирпича происходит двумя способами. В первом из них кирпич получают путем пластического формирования. Второй способ основан на процессе полусухого или сухого прессования. Перечисленные методы отличаются тем, что в сырье для производства кирпича может содержаться разное количество влаги. Тем не менее, самый распространенный метод изготовления кирпича – это метод пластического формирования.

Следует отметить, что изготовленный в соответствии с этим методом кирпич может получаться как пустотелым, так и полнотелым. Процесс изготовления как полнотелых, так и пустотелых кирпичей, практически одинаков. Отличие заключается только в производственном процессе подготовки сырья. Если готовится изготовление пустотелых кирпичей, то глина готовится более тщательно, а пустоты делают за счет использования специальных кернов при выходе из пресса.

Технологическое оборудование, применяемое в технологическом процессе, используется в методе пластического формирования, применяется в технологических операциях рыхления глины и подготовки глиняной массы с влажностью 18–22%; для формирования и обрезки глиняного пруса, для выполнения операции укладки, затем, разгрузки и транспортировки готовых изделий для осуществления сушки и обжига.

На кирпичных заводах больше всего распространены камерные и тоннельные сушила и, соответственно, тоннельные печи. Кирпич сушат в тоннельных сушилах, используя рамки и рейки вагонетки, а в камерных сушилах принято рамки или рейки, наполненные кирпичом, устанавливать на выступы на стенках сушила. Для решения задачи по передвижению вагонеток к печам от сушил, а, затем, возврата порожних вагонеток назад к прессам, применяются электропередаточные тележки. Внутри сушил и печей вагонетки перемещаются за счет воздействия цепных или гидравлических толкателей.

Задача обеспечения качества керамического кирпича должна начинаться с исследования качества сырья.

Программа исследований глинистого сырья

Керамическим кирпичом называется универсальный отладочно-конструкционный материал, имеющий высокие архитектурно-декоративные свойства. По большому счету, иногда снижение качества выпускаемого кирпича обусловлено недостатком уровня исследования состава глины и несовершенной степенью отработанности технологических параметров. Именно на состав глинистого сырья, на его физико-химические особенности и керамическое качество, оказывают существенное влияние особенности разработки карьера, параметрический состав шихты, достигнутые технологические параметры и фактический состав шихты, на оптимальность технологических параметров, на необходимый качественный и количественный состав оборудования возлагаются надежды на получение приемлемого качества готовых изделий.

Например, программу испытаний глинистого сырья выполняли таким образом, чтобы в ходе проведения работ по ней можно было бы получить самую полную информацию об этой глине, чтобы иметь представление об ее составе, физико-химических свойствах, поведении в ходе предстоящей технологической обработки. Эта программа будет включать в себя: 1) элементы физико-химического анализа; 2) исследование керамических характеристик сырья; 3) технологические работы, связанные с проведением испытаний методом пластического формования, с целью формования лицевой части поризованного камня или кирпича, клинкерных изделий.

Выяснение минералогических свойств используемых глин является необходимым условием в ходе проведения испытаний сырья. Это можно объяснить тем, что технологическое качество сырья в очень большой степени будет зависеть от того, сколько в нем содержится глинистых минералов, таких, например, как каолинит, монтмориллонит и гидрослюда.

Подготовка сырья:

Перед производством керамических (обожженных) кирпичей следует подготовить необходимое сырье, которым может служить глина и суглинки, в состав которых входит такие минералы как карбид кальция, магния и оксиды алюминия. После того, как глину извлекают из карьера, ее помещают в специальные бетонированные творильные ямы, где и осуществляется ее разравнивание.

В некоторых случаях в глине встречаются камни и для того, чтобы выделить их из основной массы используют камневыделительные вальцы. Если же попадается качественная глина, то она сразу попадает в ящичный питатель. Сами ящичные питатели имеют выходное отверстие, которое оснащено вращающимся валом со своеобразными подвижными граблями или кулаками. Они служат для неполного раздробления твердых кусков сырья, которое выталкивается на бегуны. Бегуны же служат для дальнейшего измельчения глины. В процессе измельчения она проваливается вниз через дырчатую тарелку.

После такого процесса подготовки такая глиняная масса содержит до 20 процентов влаги. Также в смесь можно включить различного рода необходимые добавки. Такие как всевозможные отходы (углеобогащения), а также другие местные отходы. К примеру, к таким могут относится золошлаки, отходы от добычи угля.

Высокое качество кирпича – это сочетание глиняной смеси с добавками, составляющая которых до 30 процентов.

Измельчение кусков глины представляется как процесс подготовки сырьевой массы для дальнейшего использования. Эти куски глины доводят до размера 100-150 миллиметров, после чего измельченная масса при помощи специальных конвейеров и вальцов измельченные частицы принимают размер в 1 миллиметр. Последний этап подготовки сырья для дальнейшей эксплуатации состоит из удаления вкрапления камня.

Формовка бруса:

После основной подготовки начинается следующий этап — этап формовки бруса. В специальном фильтрующем смесителе перемешивают глиняный порошок с добавлением воды.

Примечание: данная глиняная смесь допускает от 18 до 25 процентов влаги.

При перемешивании параллельно к глине добавляют все необходимые добавки. Тщательно перемешав сырье, глину формируют в виде своеобразного бруса. Такого рода заготовка и будет использована для будущих кирпичей. Кирпич-сырец – это так называемый заготовленный брус, поделенный на равные части при помощи автоматических резаков на специальном конвейере. После нарезания обжигу такой кирпич-сырец не подлежит, так как он содержит огромное количество ненужной влаги. Если быстро обжечь заготовку кирпича, то он растрескается.

Допущение такой оплошности на производстве приведет к самому началу подготовки сырья и потери времени. Поэтому кирпич-сырец следует просушить.

Этот процесс заключается в том, чтобы скапливаемая ненужная влага переместилась изнутри изделия на ее поверхность и испарилась, что изменит объем кирпичного изделия, т.е. произойдет так называемая усадка.

Также значительную и немаловажную роль в производстве кирпича отведено температуре. Определенная температура постоянно поддерживается при сушке изделия, а так же при ее обжиге. Если не соблюдать температурный режим, производство ожидает бракованное изделие.

Следует знать, что испарение влаги из кирпича-сырца происходит при плавном и постепенном изменении температуры от 0 до 150 градусов.

Кирпич-сырец считается высушенным и готовым для дальнейшей транспортировке в специальные печи для обжига при достижении влажности 8-12 %.

Обжиг:

Способом пластического формирования обжиг является завершающим этапом.

Обжиг – это завершающий этап в производстве пластического формирования кирпичей. Кирпич-сырец, при достигнутой нужной влажности (8-12 %), как отмечалось выше помещают в специальную печь, где для начала он досушивается. После этого режим температуры достигает отметки в 550-800 градусов. Здесь происходит процесс дегидратации минералов глины. Вновь происходит усадка будущего кирпича. Когда температура нагревается и достигает выше 200 градусов, образуются летучие органические примеси и добавки. Отметим, что при обжиге кирпича скорость температурного роста может достигать от 300 до 350 градусов в час. Окончательный нагрев температуры (более чем на 800 градусов) происходит тогда, когда из будущего кирпича не выгорит весь углерод. Поэтому вначале температурный режим держат постоянным.

Именно под таким воздействием таких температур и производится структурное изменение продукции. Для полнотелых кирпичей поднимают температуру от 100 до 150 градусов в час, а для пустотелых требуется режим в 200-220 градусов в час. Чтобы дать кирпичу прогреться как следуют, ему задают некоторое время предельную температуру. После чего температуру начинают постепенно сжимать. Начальное понижение температуры происходит со скоростью 100-150 градусов. Температура по истечению определенного срока достигает 800 градусов, от чего темп начинает достигать до 250-600 градусов в час.

Одна партия кирпичного изделия может достигать от 6 до 48 часов. В длительном процессе обжига кирпич несколько раз меняет свою структуру и усаживается. Но конечный результат того стоит, так как из него выходит прочный, водостойкий строительный материал, устойчивый к температурным изменениям, обладающий звуковыми и теплоизоляционными свойствами.