Цех по производству силикатного кирпича

Задание: Спроектировать цех по производству силикатного кирпича.

Номер варианта.        30

Производительность,млн.шт.в год .                             12

Вид кирпича.   Одинарный

Размеры изделий,мм. Длина       Ширина     Высота 250 120 65

 

Введение:

Кирпич является самым  древним строительным материалом. Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах  необожженный кирпич-сырец, часто с  добавлением в глину резанной соломы, применение в строительстве  обожженного кирпича также восходит к глубокой древности ( постройки  в Египте, 3-2-е тысячелетие до н.э. ).

В наше время более 80% всего  кирпича производят предприятия  круглогодичного действия, среди  которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200млн.шт. в год.

В настоящее время появилось  множество специальных красителей для отделки фасадов, это позволяет  придать силикатному кирпичу  любой цвет и оттенок. Широкое  распространение получила отделка  стен колотым силикатным кирпичом.

Разновидностями силикатного  кирпича являются известково-шлаковый и известково-зольный кирпич. Отличаются они от обычного силикатного кирпича  меньшей плотностью и лучшими  теплоизоляционными свойствами. Для  их приготовления вместо кварцевого песка используют шлаки или золу.

Cиликатный кирпич.

Силикатный кирпич широко распространенный стеновой материал. Он отличается сравнительно низкой стоимостью и хорошими строительными качествами: правильной формой, точными размерами  и необходимой прочностью.

Производство силикатного  кирпича имеет ряд преимуществ  по сравнению с производством  глиняного кирпича. Оно характеризуется  более высокой степенью механизации, компактностью технологического оборудования, коротким циклом производства, сравнительно небольшим расходом топлива.

Силикатный кирпич изготовляют  из извести и кварцевого песка. Основной отличительной особенностью технологии силикатного кирпича является обработка  свежесформованного кирпича-сырца  в автоклавах насыщенным водяным  паром под давлением 8 избыточных атмосфер и выше.

 

 

 

Технологическая часть.

Силикатный  кирпич представляет собой искусственный  камень, изготовленный из смеси извести  и кварцевого песка и отвердевший  под действием насыщенного водяного пара в автоклаве.

В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе силикатный кирпич подразделяется на шесть марок: 250, 200, 150, 125, 100, 75.

Силикатный кирпич должен быть морозостойким. Марка кирпича  по морозостойкости в насыщенном водой состоянии должна быть не ниже: Мрз 50, Мрз 35, Мрз 25 — для лицевого кирпича и Мрз 15 — для рядового.

Водопоглощение  его должно быть не более 14% для лицевого кирпича и 16% для рядового.

Силикатный кирпич, отличаясь большой теплоемкостью  и малой теплопроводностью, является одним из наиболее совершенных несгораемых  строительных материалов. Он хорошо выдерживает  высокую температуру и медленно прогревается. По способности противостоять  высоким температурам силикатный кирпич уступает глиняному (красному) кирпичу.

Температура около 700° С является критической для  силикатного кирпича в несущих  конструкциях с коэффициентом запаса, равным двум, а температура около 900° С — для силикатного  кирпича в ненесущих конструкциях. Предел прочности силикатного кирпича  при этих температурах снижается  примерно на 80% от первоначального. При  температуре 700° С кирпич дает большие  трещины.

При температуре  около 600° С в силикатном кирпиче  происходит разложение гидросиликатов кальция и несвязанной гашеной  извести, что приводит к значительному  снижению его прочности, поэтому  силикатный кирпич не применяют для  кладки печей и дымоходов.

При изготовлении силикатного кирпича в сырьевую смесь иногда вводят добавки, ускоряющие процесс автоклавного твердения, а  также красители (пигменты), не ухудшающие качества и внешнего вида кирпича.

Преимущества силикатного  кирпича.

• Экологичность Силикатный кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — извести и песка, по технологии, знакомой человечеству несколько столетий.
• Звукоизоляция. Это играет немаловажную роль при возведении межквартирных или межкомнатных стен. Силикатный кирпич применяют для кладки стен и столбов в гражданском и промышленном строительстве.

По сравнению  с керамическим, силикатный кирпич обладает большей плотностью.

• Высокая морозостойкость и прочность. Силикатный кирпич по прочности и морозостойкости значительно превосходит марки легких бетонов. На построенные из него фасады строители дают гарантию 50 лет.

 

• Надежность и широкий ассортимент. Надежность и широкий ассортимент силикатного кирпича позволяет использовать его как в новом строительстве, так и при реконструкции. Фактурный, цветной силикатный кирпич украсит фасады как общественных, жилых зданий, так и загородных коттеджей, дач.
• Тип окраски. Цветной силикатный кирпич окрашивается в массе так же, как и керамический кирпич. Но, в отличие от керамического кирпича, окраска силикатного может производиться только с помощью специальных искусственных красителей, а керамический кирпич приобретает определенный цвет в результате смешения разных сортов глины или также с помощью добавки специальных красителей.
• Неприхотливость. Строения из силикатного кирпича неприхотливы и устойчивы ко внешним факторам. Капризы природы не оказывают существенного влияния на его внешний вид, Фасад сохраняет цвет и не требует дополнительного ухода, за исключением случаев использования в агрессивных средах или в условиях повышенной влажности.

Недостатки  силикатного кирпича.

• Серьёзным недостатком  силикатного кирпича является пониженная водостойкость и жаростойкость, поэтому его нельзя использовать в конструкциях, подвергающихся воздействию  воды (фундаменты, канализационные  колодцы и др.) и высоких температур (печи, дымовые трубы).

Сырье для производства силикатного кирпича.

Песок.

Основным компонентом  силикатного кирпича (85–90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного  кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности  технологии силикатного кирпича.

Песок – это  рыхлое скопление зёрен различного минерального состава размером 0,1 – 5 мм. По происхождению пески разделяют  на природные и искусственные. Последние, в свою очередь, разделяют на отходы при дроблении горных пород (хвосты от обогащения руд, высевки щебеночных карьеров и т. п.), дробленые отходы от сжигания топлива (песок из топливных  шлаков), дробленые отходы металлургии (пески из доменных и ватержакетных  шлаков).

Форма и характер поверхности зерен песка имеют  большое значение для формуемости  силикатной смеси и прочности  сырца, а также влияют на скорость реакции с известью, начинающейся во время автоклавной обработки  на поверхности песчинок.

При грубой шихтовке песков в карьере проверяют, в  какой пропорции загружают вагонетки  или автосамосвалы песками различной  крупности в каждом забое. При  наличии нескольких приемных бункеров для разных фракций песка необходимо проверять заданную пропорцию песков в шихте по количеству питателей  одинаковой производительности, одновременно выгружающих пески различной  крупности.

Песок, поступающий  из забоя до его употребления в  производство, должен быть отсеян от посторонних  примесей – камней, комочков глины, веток, металлических предметов  и т. п. Эти примеси в процессе производства вызывают брак кирпича  и даже поломки машин, поэтому  над песочными бункерами устанавливают  барабанные грохоты.

Известь.

Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного  кирпича.

Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого  кальция CaCO3. К ним относятся известняк  плотный,известковый туф,известняк-ракушечник ,мел,мрамор. Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов.

Известняк состоит  из известкового шпата – кальцита – и некоторого количества различных  примесей: углекислого магния, солей  железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и желтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием  углекислого магния называются доломитами.

Мергель является известково-глинистой породой, которая  содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие в нем  углекислого кальция составляет всего 35 – 70%. Понятно, что мергели  совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным  горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО3*МgСО3). Так как содержание в них углекислого кальция  менее 55%, то для обжига на известь  они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют  только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.

По размерам кусков известняки для обжига на известь  делятся на крупные, средние и  мелкие. Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая породу через  грохоты.

Основным вяжущим  материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная  известь. По химическому составу  известь состоит из окиси кальция (СаО) с примесью некоторого количества окиси магния (МgО).

Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах силикатного кирпича  применяется негашеная известь. При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается  на углекислый газ и окись кальция  и теряет 44% своего первоначального  веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая  серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2 или, по другому - гашение  извести. Реакции гидратации окиси  кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в  процессе гидратации увеличивается  в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу  гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного гашения извести  необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Её так же называют воздушной известью. Если гасить известь с избытком воды, получается известняковое тесто.

Известь нужно хранить  только в крытых складских помещениях, предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время  хранить известь на воздухе, так  как в нем всегда содержится небольшое  количество влаги, которая гасит  известь. Содержание в воздухе углекислого  газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом  и тем самым частичному снижению ее активности.

Силикатная масса.

Известково-песчаную смесь готовят двумя способами: барабанным и силосным.

Силосный способ приготовления массы имеет значительные экономические преимущества перед  барабанным, так как при силосовании  массы на гашение извести не расходуется  пар. Кроме того, технология силосного  способа производства значительно  проще технологии барабанного способа. Подготовленные известь и песок  непрерывно подаются питателями в заданном соотношении в одновальную мешалку  непрерывного действия и увлажняются  водой. Перемешанная и увлажненная  масса поступает в силосы, где  выдерживается от 4 до 10 часов, в течение  которых известь гасится.

Силос представляет собой цилиндрический сосуд из листовой стали или железобетона; высота силоса 8 – 10 м, диаметр 3,5 – 4 м. В нижней части  силос имеет конусообразную форму. Силос разгружается при помощи тарельчатого питателя на ленточный транспортёр. При этом происходит большое выделение  пыли.

При вылёживании  в силосах масса часто образует своды; причина этого – относительно высокая степень влажности массы, а также уплотнение и частичное  твердение её при вылёживании. Наиболее часто своды образуются в нижних слоях массы, у основания силоса. Для лучшей разгрузки силоса необходимо сохранять возможно меньшую влажность  массы. Силосы разгружаются удовлетворительно  лишь при влажности массы в 2 – 3%. Силосная масса при выгрузке более  пылит, чем масса, полученная по барабанному  способу; отсюда более тяжелые условия  для работы обслуживающего персонала.

Работа силоса протекает  следующим образом: внутри силос  разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 часов, столько же требуется  и для разгрузки секции. К моменту  заполнения силоса нижний слой успевает вылежаться в течение того же времени, т.е. около 2,5 часов. Затем секция выстаивается 2,5 часа, и после этого её разгружают. Таким образом, нижний слой гасится  около 5 часов.

Так как разгрузка  силосов происходит только снизу, а  промежуток между разгрузками составляет 2,5 часа, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 часов в непрерывно действующих  силосах.

 

 

 

Вода.

При производстве силикатного кирпича воду применяют на всех стадиях производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы, прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара.Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например для получения технологического пара, без предварительного умягчения её нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется накипь, которая выводит их из строя. При снабжении котлов мягкой водой удлиняется срок их службы.Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами: обработкой воды умягчением до поступления её в паровые котлы и внутрикотловой обработкой.Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 — 1100; при этом образуются труднорастворимые карбонат кальция и гидроокись магния, выпадающие в осадок. Этот способ обычно применяют в сочетании с химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр и кальцинированная сода.Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности и пар будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится в котельных.