Производство керамических канализационных труб

Ростовский  государственный строительный университет

Институт  строительных технологий и материалов

Кафедра строительных материалов

 

 

 

 

 

Пояснительная записка курсового проекта

по дисциплине «Технология керамических материалов»

 

 

 

Тема: ПРОИЗВОДСТВО КЕРАМИЧЕСКИХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ТРУБ

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. ССП-314 Ефремов  В.И

 

Руководитель проекта доцент Козлов А.В.

 

К защите________________________________________________

(дата, подпись)

 

Проект защищен с оценкой_________________________

 

 

 

 

 

 

 

Содержание                                                                                                                С.

1. Общая часть………………………………………………………………...1

Введение

1. Схема базового изделия………………………………................................
2. Назначение продукции и области её применения
3. Номенклатура продукции
2. Сырьевые материалы
3. Производство продукции

Описание

1. Технологическая схема
2. Приготовление глиняного порошка
3. Приготовление шамота
4. Приготовление пластичной массы
5. Формование труб
6. Сушка труб
7. Глазурование труб
8. Обжиг труб
4. Технические требования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая часть

 Введение

    С момента первого  строительства или начала земледелия  человек сталкивается с проблемой  дождевых и грунтовых вод. Современные  археологи нашли остатки дренажных  систем в Древнем Египте, которым  более 2000 лет. Дренажные трубы  так же издавна применялись  римлянами и греками. Различные  техники мелиорации и осушения  использовались в Европе уже  в средние века. Перед началом  любого строительства или посадке  необходимо уделить особое внимание  дренажу. В случае если дренаж  установить неправильно или вообще  не установить его, велика вероятность  превращения участка в болото  за счет застаивания дождевых  и паводковых вод. Обыкновенная  водосточная канава положила  начало совершенствованию дренажных  систем. Позднее на их дно стали  засыпать водопроницаемым грунтом  или использовать, так называемые, фашины. Следующий этап обозначился  с появлением гончарных дренажных  труб. На смену им приходили  керамические, деревянные, чугунные  трубы. Кстати, чугун до сих  пор используется в изготовлении  канализационных труб. По их качеству, крепости и долговечности им  долго не могли найти замены.

Однако благодаря техническому прогрессу были разработаны новые  высокотехнологичные строительные материалы. На сегодняшний день самыми популярными считается использование  керамических, бетонных, железобетонных, асбестоцементных труб, а также труб их поливинилхлорида. Сфера применения этих труб велика, из них делают мусоропроводные, газовые, дренажные и канализационные  трубы и многие другие. Исследования показывают, что современные материалы  обладают повышенной химической и износостойкостью, просты в монтаже и транспортировке, и совершенно безвредны для здоровья человека.

Если требуется установка дренажной  системы на крупномасштабных проектах, например аэродромах и автобанах, чаще всего используются прочные и  относительно недорогие асбестоцементные трубы. Качественная дренажная система, смонтированная из прочных и технологичных  материалов значительно увеличивает  срок службы дорог и построек. Заметно  сокращаются затраты, закладываемые  на возможный ремонт. Значительно  снижается вероятность затопления подвальных помещений, их отсыревания, застаивания дождевых и талых  вод.

На современном рынке огромный выбор водопроводных, газовых, мусоропроводных, дренажных и канализационных  труб. Их качество полностью соответствует  европейскому уровню. Канализационные трубы импортного производства так же востребованы российскими покупателями. Немецкие и итальянские аналоги пользуются наибольшим спросом в России.

1. Схема базового изделия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              1 - ствол трубы; 2 - раструб трубы; 3 - внешнее плечико раструба;

4 - внутреннее плечико раструба 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Назначение продукции и области её применения

       Керамические канализационные трубы  предназначены для строительства безнапорных сетей канализации, транспортирующих промышленные, бытовые и дождевые неагрессивные и агрессивные сточные воды. Материал труб для устройства канализации следует выбирать в соответствии с назначением трубопроводов, а также с составом сточных и грунтовых вод. Самотечную канализационную сеть укладывают из керамических, асбестоцементных и безнапорных железобетонных труб, а коллекторы больших диаметров — из железобетонных труб или сборных железобетонных элементов. Для напорных трубопроводов применяют металлические, асбестоцементные, напорные железобетонные, пластмассовые, а иногда фанерные трубы. Керамические трубы получили распространение во всех системах канализации из-за достаточной прочности, водонепроницаемости, долговечности и способности противостоять химическим и температурным воздействиям; они имеют гладкие стенки и удобны в укладке. Керамические кислотоупорные трубы  применяют для отведения производственных сточных вод с кислой реакцией. Асбестоцементные трубы  находят широкое применение в канализационном строительстве. Для устройства напорных трубопроводов, илопроводов и дюкеров, прокладываемых через суходолы. Для устройства самотечных сетей применяют безнапорные трубы с гладкими концами. Безнапорные трубы соединяют на асбестоцементных муфтах, изготовляемых из той же массы, что и трубы.

3. Номенклатура продукции

   Конструкция, размеры и предельные отклонения размеров труб должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

 

                                       Керамическая канализационная труба

 

 

 

 

 

 

 

                          1 - ствол трубы; 2 - раструб трубы; 3 - внешнее плечико раструба;

4 - внутреннее плечико раструба 

Черт. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Ствол трубы				Раструб  трубы			Номинальная толщина стенки
Внутренний диаметр  d		Номинальная длина L (пред.откл.	Номинальная длина нарезки l	Внутренний диаметр d1		Номинальная глубина l1 (пред.откл.	ствола и раструба S (пред.откл.
Номин.	Пред.откл.	±20)	(пред.откл. ±5)	Номин.	Пред. откл.	±5)	±4)
150	±7			224	±7		19
200			60	282		60	20
250	±9			340	±9		22
300	±10	1000; 1100;		398	±10		27
350		1200; 1300;		456			28
400		1400; 1500		510			30
450	±11		70	568	±11	70	34
500				622			36
550				678			39
600	±12			734	±12		41

 

2. Сырьевые материалы

Минералогический  состав глин в значительной мере определяет основное качество труб - водонепроницаемость. Установлено (НИИСтройкерамики), что  из каолинито-гидрослюдистого и  гидрослюдисто-каолинитового сырья  получают изделия повышенной водонепроницаемости, в из сырья каолинитового, каолинита-монтмориллонитового  и монтмориллонит-каолинитовоговодопроницаемые. Повышение водопроницаемости во втором случае, при прочих равных условиях, объясняется главным образом  процессом кристаллизации кристобалита и изменениями объема его кристаллов. Изменение объема кристаллов кристобалита как при нагревании, так и при  охлаждении, больше изменения объемов  соседних с ним кристаллов и расплава, что приводит к нарушению связи, образованию микротрещин и рыхлой структуры, в то время как при  наличии гидрослюд кристобалит  не образуется. Если в гидрослюдисто-каолинитовом сырье монтмонтмориллонит находится  в незначительных количествах, то он не оказывает значительного влияния  на водопроницаемость труб.

Лучшими считаются  те глины, у которых содержащиеся в них окислы позволяют получить плотный и прочный спекшийся  черепок, не деформирующийся при  обжиге изделий. Содержание Al2O3 не должно быть менее 20-26%, SiO2-не более 70%, СаО- не более 2%, Fe2O3- 3,0- 3,5%, щелочей до 4%.

 

Включение в  глину гипса нежелательно, так  как, разлагаясь с выделением SO2, образуются пузыри, что повышает водопроницаемость труб,

Повышенное  содержание окиси кальция способствует увеличению пористости черепка, делает массу короткоплавкой (начиная с  температуры l040  ͦС), что связано  с возможностью деформации труб при  обжиге.

Окись магния вызывает более сильное уплотнение черепка, чем окись кальция, но ее действие проявляется медленно. Обжиг  изделий несколько усложняется  склонностью их к деформациям  под нагрузкой (особенно в периодических  печах с многоярусной ставкой  труб).

Окислы железа, равномерно распределенные в глине, способствуют образованию жидкой фазы при обжиге труб и получению черепка  повышенной плотности. Включения железистых соединений в виде пирита являются причиной вздутий (пузырей),  образующихся за счет выделения газообразных продуктов, а также выплавок в результате образования легкоплавных соединений. Выплавки резко повышают водопроницаемость  труб, так как крупные выплавки не закрываются при покрытии труб глазурью.

Ввод в  массу до 5% нефелин-сиенита, полевого шпата или перлита способствует уплотнению черепка, снижению  водопоглощения, повышению прочности.

Окислы щелочей  способствуют понижению температуры  спекания и образованию жидкой фазы, уплотняющей черепок изделий. Однако сумма всех плавней не должна превышать 10%. Содержание свободного песка не должно превышать 15%.

Качественное  сырье для производства труб должно иметь пластичность 1 и 2 класса, усадку при сушке 4 - 9,5%, общую усадку не более 17 - 13%. Наиболее полно этим требованиям  удовлетворяют глины Часов-ярского  месторождения марки Ч-1ПК, глины  Артемовского месторождения 1, 2 и 3 сортов, глины Латненского, Щекинского и  других месторождений.

Кроме основных глин для дополнительного уплотнения черепка труб используют (до 40%) местные  легкоплавкие суглинки с температурой плавления 1350 С. Красно-бурые суглинки вводят в состав глазури.

В качестве отощающих  материалов в массу труб для уменьшения усадки глин и повышения стойкости  изделий при обжиге вводят шамот  и реже крупнозернистый кварцевый  песок. В зависимости от местных  условий часть шамота (до 10%) может  быть заменена крупнозернистым кварцевым  песком. При вводе в массу 0,2 - 0,5% поверхностно-активных добавок от веса сухой массы увеличивается прочность  высушенных труб на 20 - 25% и выход  годных изделий после обжига на 1,5 - 2%.

Для приготовления  глазури используются легкоплавкие глины, перлит, марганцовая  руда (содержание марганца не менее 43%), гипс, а также  поваренная соль (для покрытия соляной  глазурью).

3. Производство продукции

Описание 

Глину освобождают от крупных камней и  подвергают грубому помолу, после чего подсушивают, дополнительно измельчают в дезинтеграторах и просеивают. Наряду с подготовкой глиняного порошка параллельно идет приготовление из глины шамота, т. е. измельчение и увлажнение глины, её обжиг на шамот и дробление шамота. Отдозированные  глину и шамот подают в глиносмесители, установленные последовательно. В первом осуществляют сухое смешивание отдозированных глины и шамота, а во втором – влажное перемешивание до заданной формовочной влажности. Из приготовленной массы на ленточных прессах формуют валюшки, которые направляют на вылеживание в камеры. Выдержанные валюшки следуют в формовочное отделение. Формование труб производят на специальных трубных прессах, на которых одновременно с телом трубы формуется раструб. Отформованную трубу подвяливают в деревянном футляре  до влажности 16-17%, а затем подвергают оправке и отрезке (обрезка, нарезка резьбы и т. д.). Подвялка позволяет в последующем интенсифицировать процесс сушки труб. Сушку труб во избежание деформации ведут в вертикальном положении в туннельных сушилках при температуре теплоносителя на выходе 410-450 К. Длительность подвяливания – 18– 20 ч, сушки – 24-26 ч. Высушенные до влажности 4-5% трубы направляют на глазурование, которое производят погружением. Трубы покрываются глазурью как снаружи, так и изнутри, после чего их обжигают в туннельных печах при температуре 1400-1500 К. Длительность обжига труб в туннельных печах составляет 45-60 ч.