![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основы производстваСтр 1 из 4Следующая ⇒
КЕРАМИЧЕСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 1. Общие сведения о керамических строительных материалах. 1.1. Достоинства и недостатки. 1.2. Сырье. 1.3. Основы производства 2. Применение керамических строительных материалов в строительстве 2.1. Стеновые керамические материалы 2.2. Облицовочные керамические материалы 2.3. Прочие керамические материалы Общие сведения о КСМ Достоинства и недостатки.
Керамические строительные материалы изготовляют из природных глин, а также из их смесей с органическими и минеральными добавками. Искусственная поликристаллическая структура таких материалов окончательно формируется при обжиге (т.е. в условиях высоких температур). Наряду с древесиной и природным камнем керамические материалы использовались еще в глубокой древности и были одними из самых распространенных. Достоинства: Керамические материалы отличаются высокими эксплуатационными характеристиками: долговечностью, большим ассортиментом, высокой прочностью, экологичностью. Недостатки: Хрупкость, трудоемкость.
Сырье Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является глина - осадочная горная порода, способная с водой образовывать пластичное тесто, по высыхании сохраняющее преданную ему форму, а после обжига получающее твердость камня. Наиболее чистые глины, состоящие преимущественно из каолинита, называют каолинами (рис.1). Обычные глины отличаются от каолинов химическим и минералогическим составом, т.к. помимо каолинита они содержат кварц, слюду, полевые шпаты, кальцит и т.д. Важнейшими свойствами глин является пластичность, отношение к сушке (воздушная усадка) и отношения к высокой температуре. Пластичность – важнейшее технологическое свойство глин, обуславливающее возможность формования из них различных керамических изделий. Степень пластичности зависит от минералогического состава и гранулометрического (зернового) состава, формы и характера поверхности зерен (шероховатая или окатанная), от содержания растворимых солей, органических примесей, воды.
Рис.1. Каолин
По степени пластичности: · высокопластичные, имеющие водопотребность для получения удобоформуемой массы 28%, с воздушной усадкой 10-15%. · средней пластичности, водопотребность 20-28%, воздушная усадка 7-10%. · малопластичные, водопотребность < 20%, воздушная усадка 5-7%. Воздушная усадка - уменьшение V, происходящее при сушке отформованных изделий в условиях нормальной комнатной температуры, вследствие удаления из нее воды и сближения глинистых частиц. Пластичность глины зависит от гранулометрического состава: чем больше глинистых частиц, тем выше пластичность. В состав глины входят различные по крупности частицы: · песчаные фракции (5/0.14) мм; · пылевидные фракции (0.14/0.005) мм; · глинистые фракции < 0.005 мм. Свойство глины, не расплавляясь, противостоять воздействию высоких температур называется огнеупорностью. Огнеупорные глины являются высокодисперсными, содержание в них фракций < 0, 001 мм составляет 60-80%. В легкоплавких глинах преобладают фракции (0, 01-0, 001) мм. Для придания различных свойств глинам в них вводят различные добавки. Отощающие добавки вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. · шамот(обожженная и измельченная глина); · кварцевый песок (рис.2); · бой изделий; · молотый шлак; · зола (рис.3).
Рис.2. Кварцевый песок Рис.3. Зола
Выгорающие (порообразующие ) добавки – вводятся для получения изделий с меньшей объемной массой и повышенной пористостью. Органические добавки: · древесные опилки (рис.4); · угольная мелочь и порошок; · торфяная пыль.
Рис.4. Древесные опилки
Минеральные добавки - вещества, выделяющие при больших температурах углекислый газ. · мел; · доломит (рис.5); · глинистый мергель.
Рис.5 Доломит
Некоторые виды керамических изделий для повышения санитарно - гигиенических свойств, снижения водопроницаемости и улучшения внешнего вида покрывают декоративными слоями – глазурью или ангобом. Глазурь – стекловидное покрытие толщиной t=0, 1-0, 2мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Стронциевые, циркониевые глазури могут быть прозрачными и непрозрачными (глухими), если в их состав добавлено 6% двуокиси олова (PвО2). По способу приготовления глазури: · сырые, получают помолом и смешиванием всех компонентов –нефритованные. · фриттованные, получают плавлением непластичных компонентов с последующим помолом оплавленной массы. Глазури состоят из кварца, полевого шпата, каолина, мрамора. Ангобом (глина+ песок+ мел+ красящие вещества) называют покрытие из тонкого слоя белой или цветной глиняной массы толщиной t=0, 25-0, 4 мм; после обжига становится матовым (рис.6). Рис.6. Покрытие - ангоб
Ангоб обжигают до полного спекания с изделием. Для ускорения спекания добавляют плавни, например, стеклянный бой.
Основы производства Несмотря на то, что керамические изделия отличаются большим разнообразием по назначению, форме, физико-механическим свойствам, производство их в основном примерно одинаково и состоит из следующих процессов: · добыча глины в карьерах; · подготовка сырья; · дозировка: · перемешивание; · формование; · сушка; · обжиг. Заводы по производству керамических изделий часто строят вблизи месторождений глины, тогда глиняный карьер является частью завода. Глину разрабатывают открытым способом экскаваторами. К карьерным работам относятся: 1) подготовительные – вскрытие и подготовка месторождения 2) добычные – извлечение глины 3) транспортные – доставка к месту переработки. Механическая обработка глины производится для выделения или измельчения каменистых примесей и получения однородной массы. Различают 3 способа формования керамических масс: · пластический (мокрый) · полусухой · литьё. При мокром способе массу увлажняют до 20-25%. Рис.7. Схема пресса для получения кирпича
Керамические массы для кладки стен (кирпич) формуют на ленточных шнековых прессах, где с помощью шнека керамическая масса перемещается к суживающейся переходной головке и мундштуку. При полусухом способе массу увлажняют до 8-12% и формуют изделия прессованием (р=15-40 МПа) в специальных формах. Необходимость в сушке отпадает. Способ литья – применяют для получения сравнительно тонких керамических материалов (мозаичных плиток t< 2мм). Жидкая керамическая масса (шликер) попадает в специальные поддоны на автоматических конвейерных линиях. Цель процесса сушки – снизить усадочные деформации и предотвратить растрескивание материалов при последующем обжиге. Сушка связана с испарением влаги с поверхности изделия, перемещение влаги с его внутренней части к поверхности и теплообменом между материалом и окружающей средой. Сушка: · естественная – в сушильных сараях или навесом (6-15 суток) применяется только на мелких кирпичных заводах; · искусственная а) конвективный способ (теплоноситель: дымовые газы, горячий воздух омывает изделие и придает ему теплоту) б) радиационный способ (изделия воспринимают теплоту от нагретых поверхностей. На заводах для сушки используют тоннельные и камерные сушилки. Обжиг изделий – важнейший и завершающий процесс в производстве керамических изделий. Этот процесс можно разделить на 3 периода: 1. прогрев сырых изделий (удаляется гироскопическая вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса изделия) 2. обжиг t = 800 – 1000 для легкоплавких t = 1150 – 1200 для тугоплавких Обжиг – расплавление части материала, в результате чего происходит стекание массы и образование керамического черепка. 3. регулируемое охлаждение. В начальной стадии t снижают медленно и лишь после 650 градусов процесс можно ускорить.
|