Технология производства силикатного кирпича

0
251

Технология производства силикатного кирпича

Технология производства силикатного кирпичаСиликатный кирпич начали изготавливать еще 1880 году. Технологию производства придумал и предложил немецкий ученый Михаэлис. Россия стала одной из первых стран, где силикатный кирпич начали изготавливать и применять в больших масштабах.

Силикатный кирпич изготавливают из экологически безопасных компонентов: кварцевого песка, извести и воды. Главный отличием технологии производства силикатного кирпича, является использование кирпича-сырца, и его дальнейшая обработка в автоклавах водяным паром под большим давлением.

Рассмотрим подробнее технологию и весь процесс производства.

Начинается все с подготовки, обработки и дозировки сырья, которое необходимо для производства силикатного кирпича. Для получения прочного строительного материала необходимо точно соблюдать всю технологию производства.

Содержание извести на каждом предприятии рассчитывается с учетом ее качества, содержания в ней окиси кальция и дополнительных примесей. Именно содержание окиси кальция определяет активность извести. С учетом этих показателей доля извести обычно составляет 6-8 процентов.

Песок, который используют для производства силикатного кирпича, тоже должен быть соответствующего качества, т.е. примеси не должны превышать необходимый предел.

В песок добавляют необходимый объем извести и воды. Вода необходима для окончательного завершения химического процесса и формирования пластичной силикатной смеси.

Количество воды точно рассчитывается, так как ее нехватка или избыток напрямую влияют на процесс гашения. Если воды будет мало, то процесс гашения не пройдет в полном объеме, а если много, то приготавливаемая смесь будет слишком мягкой, что плохо скажется дальнейшем ее формировании.

Для производства силикатных кирпичей используют два способа: силосный и барабанный. Они различаются способом приготовления известково-песчаной смеси.

Наиболее экономически выгоден силосный способ. Его технология производства гораздо проще и не требует больших затрат.

Подготовленные составляющие ингредиенты перемешивают и увлажняют. После чего полученную смесь направляют в герметичный резервуар – силос. Там, при непрерывно вращающемся резервуаре, происходит гашение извести. Этот процесс занимает от 7 до 12 часов, что значительно дольше, чем при барабанном способе производства.

Далее смесь подвергается дополнительному увлажнению и прессованию под большим давлением. Это позволяет получить кирпич высокого качества. Чем больше давление, тем плотность готового силикатного кирпича будет выше, меньше останется отверстий и пустот в структуре.

Полученный сырец, направляется для тепло-влажной обработки и твердения в автоклав.

Барабанный способ предполагает использование измельченной, тонкомолотой негашеной извести. Песок и известь подают в специальные бункера, а оттуда в необходимом количестве подаются в гасильный барабан. Там, в герметически закрытой емкости, происходит перемешивание ингредиентов и гашение извести. Этот процесс происходит под давлением и подаче пара при вращающемся барабане, и занимает около 40 минут.

Технология производства силикатного кирпича, в отличие от производства глиняного кирпича, имеет ряд преимуществ. Это и короткий цикл производства, более простое технологическое оборудование, высокая степень механизации и сравнительно небольшой расход топлива.

Популярное

Производство силикатного кирпича

Технология производства силикатного кирпича

Кирпич – это искусственно созданный камень, имеющий правильную прямоугольную форму. Кирпич чаще всего используют как один из видов строительного материала. Кирпич производят из разнообразных минеральных материалов, которые могут обладать свойствами камня, то есть прочностью, износоустойчивостью, водостойкостью, морозостойкостью, теплоустойчивостью, устойчивостью к механическим и техническим повреждениям. Всего в мире на сегодняшний день существует три различных вида кирпича: керамический, кирпич из обожженной глины, силикатный кирпич. Силикатный кирпич состоит из таких материалов как песок, известь.

Оборудование для производства силикатного кирпича

Чтобы создать производства силикатного кирпича нужно обязательно специфическое оборудование, как и для любого производства. Оборудование для производства силикатного кирпича – этобункер для песка, бункер различных вяжущих компонентов, дозатор для песка, дозатор специально для вяжущих компонентов, силос реактор, возможно стержневой смеситель, также обязательно понадобиться автомат кладчик и автоклав, необходимо купить передаточную тележку загрузки вагонеток, также передаточную тележку порожних вагонеток, разнообразные транспортеры. И это далеко не полный список необходимого оборудования. При наличии хотя бы таких мощностей, можно производить силикатного кирпича около двадцати миллионов тонн в год.

Также необходимо, не только само оборудование, но и квалифицированный персонал, и специалисты, которые разбираются в производстве силикатного кирпича.

Помимо квалифицированных рабочих и водителей, также нельзя на производстве обойтись без бухгалтера, хотя бы одного менеджера по продажам, одного кладовщика и одной уборщицы.

Производство силикатного кирпича довольно дорогостоящий процесс, но при этом он очень окупаемый, так как силикатный кирпич самый распространенный и актуальный строительный элемент уже более 150 лет.

Технология производства силикатного кирпича

Силикатный кирпич считается самым экологически чистым и безопасным для строительства и для окружающей среды расходным материалом. Составом силикатного кирпича чаще всего являются известь, песок и вода. Такой кирпич чаще всего используется именно в развитых странах, поскольку его характеристики и технические данные, такие как прочность, точность геометрических размеров, эстетический, и дизайнерский внешний вид, простота и легкость использования, очень подходит потребительскому спросу, и удовлетворяет все потребности в строительстве. В развитых и развивающихся странах это самый дешевый и доступный строительный материал на рынке подобных продуктов. Силикатный кирпич используют в строительстве для любых видов построек, так как он имеет необходимые технические и механические параметры, а также самый доступный материал. Его используют как для строительства различных несущих стен, а также не несущих, облицовки здания, к примеру, построенных из ракушника, для всевозможных реконструкций. Силикатный кирпич получил такое распространенное применение еще с 19ого века, с конца 1880 годов, и по сей день считается самым прочным и самым долговечным материалом. Применение силикатного кирпича можно встретить очень часто в повседневной жизни.

Технология производства силикатного кирпича совершенно разная по сравнению с производством простого керамического кирпича, единственная их схожесть только лишь внешняя, а именно прямоугольная, четкая географическая форма, и еще одно небольшое сходство это возможность применения в строительстве.

Производство силикатного кирпича происходит двумя непосредственными способами. Это барабанный способ изготовления и силосный способ изготовления. Отличаются эти два способа только лишь процессом приготовления и производства известково-песчаной смеси.

Барабанный способ предполагает поступление песка и тонкомолотой негашеной извести в отдельные, различные бункера которые располагаются над гасильным барабаном. Далее песок, дозируемый именно по такой характеристике как по объему, а известь обязательно дозируется всегда по своей массе, также далее периодически они загружаются из бункеров в располагающийся под ними гасильный барабан. Данный гасильный барабан всегда герметически закрывается после загрузки, после чего в течение нескольких минут происходит качественное перемешивание и смешивание сухих сырьевых материалов применяющихся для производства силикатного кирпича. Дальнейший этап предусматривает последующее гашение извести, в момент гашения которой барабан должен вращаться без остановки. Полностью весь процесс гашения извести от начала и до конца длится около 40 минут.

Силосный способ представляет собой немного другой процесс. Изначально все массы сырья и материалов для изготовления силикатного кирпича перемешиваются в сухом виде, а после увлажняются в специальных камерах. Только после этого они направляются в силосы, где будет происходить процесс, направленный на гашение извести. Следует отметить, что понятие силос, никак не связано в процессе производства силикатного кирпича с силосом, который используется в сельском хозяйстве. Процесс гашения извести намного дольше, чем это происходит при гашении извести в барабане, но силосный метод дешевле.

Читайте также

1.3 Основы технологии производства силикатного кирпича

Производство силикатного кирпича отличается от производства керамического следующими технико-экономическими показателями:

— относительная простота технологического процесса производства;

— высокий уровень механизации и автоматизации производства;

— меньший расход энергоресурсов;

— длительность технологического процесса изготовления кирпича по сравнению с керамическим от 5 до 10 раз;

— себестоимость силикатного кирпича в 2 раза ниже по сравнению с керамическим.

Производство силикатного кирпича состоит из следующих технологических переделов:

1) складирование и подготовка сырьевых компонентов;

2) получение известково-кремнеземистого вяжущего (ИКВ);

3) приготовление силикатной смеси и гашение извести в ней;

4) формование кирпича-сырца;

5) автоклавная обработка кирпича;

6) упаковка и складирование готовой продукции.

Кварцевый песок складируется на складах бункерного типа. Запас песка должен обеспечивать бесперебойную работу предприятия в течение 2 часов.

Подготовка песка заключается в оттаивании мерзлых песков в зимний период и выделении посторонних включений в виде крупных кусков щебня и гальки. Для снижения пористости смеси желательно производить шихтовку песка, используя пески различной крупности. Шихтовка песка осуществляется в приемных отделениях (складах), оборудованных бункерами, ленточными питателями и смесителями.

Подготовка комовой извести заключается в дроблении ее кусков, причем куски размером менее 80 мм подвергают одностадийному дроблению в молотковых дробилках. Куски крупнее 80 мм дробятся в две стадии: в щековых, а затем в молотковых дробилках. После этого известь дозируется в мельнице для совместного помола.

Для получения ИКВ перед помолом извести и песка их смешивают в определенном соотношении в лопастной мельнице, затем смесь выдерживают в расходных бункерах перед мельницей.

Негашеная дробленая известь и песок карьерной влажности 5 – 7 % смешиваются в соотношении ИКВ =И:П =1:1 – 2:1. Часть влаги, находящейся в песке (примерно 50 %), расходуется на гашение извести, остальная влага испаряется за счет прохождения экзотермической реакции гидратации извести.

Не рекомендуется смешивать известь и песок одновременно с помолом в мельницах, так как испаряющаяся влага, как правило, конденсируется в рукавных фильтрах и выводит их из строя.

Затем смесь поступает на совместный сухой помол в шаровых мельницах непрерывного действия. Удельная поверхность ИКВ составляет 400 – 450 м 2 /кг.

Приготовление силикатной смеси включает дозирование ИКВ и оставшегося песка, смешивание их, увлажнение смеси до необходимой влажности и гашение извести в смеси.

ИКВ и песок дозируют по массе, предварительно расчетным путем установив их соотношение с учетом активности (5 – 8 %) и влажности смеси (4 – 8 %).

Первичное перемешивание смеси осуществляется в тихоходных или быстроходных двухвальных смесителях периодического или непрерывного действия. Смесители снабжены перфорированными трубками или специальными распылительными устройствами для подачи воды и острого насыщенного пара, необходимого для получения оптимальной влажности и улучшения качества силикатной смеси. После смешивания ИКВ и песка силикатную смесь из смесителей подают в гасильные аппараты для гашения извести.

Процесс гашения извести протекает по следующей химической реакции:

в результате которой выделяется примерно Q= 65 кДж/моль.

Гашение извести в смеси происходит в аппаратах периодического (гасильных барабанах) или непрерывного действия (в силосах-реакторах). В гасильных барабанах известь гасится в течение 50 – 60 мин и при повышенном давлении насыщенного пара – в течение 30 – 35 мин.

На предприятиях, как правило, используют силосы-реакторы, позволяющие производить гашение извести и одновременно ее усреднение за счет специальных перемешивающих лопастей, установленных в силосах-реакторах.

Кроме этого, силосы-реакторы являются бункерами промежуточного хранения, обеспечивающими постоянное поступление смеси в прессы.

Гашение извести в силосах-реакторах производится от 1 до 4 часов.

Интенсифицировать время гашения извести можно следующим образом. Например, можно гасить известь при повышенном давлении насыщенного пара pиз= 0,7 МПа и при повышении температуры до t= 130 –

150 ºС. Длительность гашения при этом составляет в среднем 30 мин. Также применяется способ повышения удельной поверхности ИКВ до 450 –

500 м 2 /кг. Можно также вводить в смесь хлористые соли.

После гашения производят повторное перемешивание смеси для более тщательного усреднения и разрушения агрегированных частиц извести (комочков).

Для гарантии полной гидратации извести при перемешивании в лопастных смесителях вводят дополнительно некоторое количество воды или острого пара для получения оптимальной влажности формовочной смеси.

В результате данной операции

— перераспределяется влага между зернами смеси;

— улучшается формуемость сырца и увеличивается его прочность;

— повышается прочность и морозостойкость кирпича.

Перемешивание происходит в лопастных или стержневых смесителях.

Формование кирпича-сырца осуществляется на гидравлических прессах.

Силикатная смесь засыпается в гнезда станины пресса с избытком. Например, для получения кирпича толщиной 88 мм в гнездо засыпается слой смеси толщиной 130 – 140 мм.

Одновременно прессуются два кирпича под давлением pуд= 20 –

40 МПа с целью получения кирпича-сырца прочностью не менее 0,3 МПа.

На прочность оказывают влияние следующие факторы:

1) формовочное давление (с увеличением давления до 40 МПа коэффициент уплотнения сырца стремится к единице и прочность увеличивается на 35 – 50 %);

2) длительность прессования (положительно влияет на прочность сырца при более малых давлениях);

3) содержание в смеси тонкодисперсной составляющей (с увеличением удельной поверхности до 550 – 600 м 2 /кг получается сырец прочностью 0,5 – 0,6 МПа).

После прессования автоматом-укладчиком кирпич-сырец по 2 шт. снимается со стана пресса и укладывается на накопитель. Затем автомат-укладчик перекладывает кирпич-сырец на автоклавные вагонетки, которые передвигаются в автоматическом режиме по рельсам и через систему передаточных мостов заполняют автоклавы.

Автоклавная обработка – завершающий этап получения кирпича, в процессе которого формируются все основные свойства силикатного кирпича.

Применяются тупиковые и проходные автоклавы, выбор которых обуславливается технико-экономическими показателями, мощностью завода и принятой технологией. Запаривание кирпича происходит в среде насыщенного пара при температуре t= 174,5 – 200 ºС и избыточном давлении pиз= 0,8 –

1,2 МПа, а также при влажности 100 %.

Время запаривания устанавливается экспериментально непосредственно на предприятии с учетом требуемых свойств кирпича, объема наполнения вагонеток, способа укладки кирпича на вагонетки.

Роль пара высокого давления и температуры состоит в создании и сохранении в порах сырца жидкой фазы – влаги, при участии которой происходит растворение гидроксида кальция и песка и их химическое взаимодействие, приводящее к образованию и кристаллизации гидросиликатов кальция различной основности и в конечном итоге к образованию тоберморита, который формирует все необходимые строительно-эксплуатационные свойства кирпича.

Образование гидросиликатов кальция происходит по следующей реакции:

Процесс автоклавной обработки можно условно разделить на три периода.

1) Первый период начинается с момента впуска горячего пара до момента выравнивания температуры теплоносителя и самих изделий, давление сохраняется на уровне атмосферного до достижения t= 100 ºС.

Влажность сырца возрастает и происходит стадия пропаривания сырца. Этот период длится от 0,5 до 0,75 ч. В этот период начинается растворение Ca(OH)2 и в небольшом количестве SiO2 и их взаимодействие с образованием высокоосновных гидросиликатов кальция – C2SiH2 . которые придают кирпичу высокую морозостойкость (до 100 циклов), но низкую прочность (до 1 МПа).

2) Период изотермической выдержки при максимальной температуре и давлении с сохранением 100 %-ной влажности.

В первые 1,5 ч продолжается поступление конденсата от поверхностных слоев кирпича к центральной части кирпича. Концентрация свободной растворенной извести уменьшается, и продолжается более интенсивное растворение SiO2 ; в результате химической реакции образуются низкоосновные гидросиликаты – CSiH. которые формируют высокую прочность (до 30 МПа), но низкую морозостойкость (до 10 циклов).

При дальнейшей выдержке образуются смешанные гидросиликаты кальция и в конечном итоге образовывается тоберморит C5Si6H5 .

3) Охлаждение начинается с момента снижения температуры и давления, в результате чего происходит остывание кирпича до 100 ºС.

За счет разницы температур кирпича (100 ºС.) и окружающей среды (15 – 20 ºС.) происходит резкое испарение влаги из кирпича (до 10 – 12 %).

Существует несколько путей интенсификации автоклавной обработки.

1) Экономически выгодно проводить автоклавную обработку при t= 203 – 205 ºС. и при избыточном давлении pиз= 1,2 – 1,6 МПа. Такая обработка длится от 4 до 5 ч.

2) Введение в силикатную смесь и ИКВ более активных кремнеземистых компонентов (трепел, зола-унос, тонкомолотый керамический лом, керамический гравий и щебень).

3) Введение кристаллических «заправок» (от 1 до 3 %) – отходов силикатного производства.

Источники: http://www.kirpichi-i-bloki.ru/технология-производства-силикатного-кирпича, http://moybiznes.org/proizvodstvo-silikatnogo-kirpicha, http://www.studfiles.ru/preview/3896978/page:2/

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here