Производство лицевого керамического пустотелого кирпича пластичным способом формования

Высокие декоративные и конструктивные свойства лицевого кирпича позволяли применять его в кладке одновременно с обычным кирпичом и нести одинаковую с ним нагрузку. Его использование и сейчас дает возможность значительно снизить стоимость и трудоемкость отделки фасадов, ибо при этом отпадает необходимость специального крепления облицовки, которое связано с известными трудностями и не всегда надежно.

Кирпич один из самых экологически чистых строительных и долговечных в эксплуатации стеновых материалов.

Потребительские свойства керамических изделий проявляются  в основном физико-техническими и эстетическими свойствами и дополняются такими требованиями, как соответствие конструкции и размера изделий их назначению.

 

 

                

 

2.2 Ассортимент и технические  требования к изделиям.

Глиняный  кирпич бывает разных видов: обыкновенный изготавливают пластическим и полусухим прессованием (полнотелый и пустотелый). Кирпич керамический лицевой в зависимости от вида лицевой поверхности подразделяют на плоские и профильные, офактуренные, гладкие или с рельефным рисунком, без покрытия ( с естественным цветом черепка) или с покрытием (глазурью, ангобом и т.д.). цвет фасадных облицовочных изделий бывает различный: от белого и светлого тонов до темных. Технические требования к изделиям регламентируются ГОСТом 530-95.для рядового кирпича и ГОСТом 84-78 для лицевого кирпича.

 Керамический  кирпич применяют для строительства  зданий и сооружений. Свойствами, которыми должен обладать керамический кирпич определяются условиями его эксплуатации. Эти условия связаны с атмосферными воздействиями, переменами температур от плюсовых до минусовых, в некоторых случаях большими нагрузками.

К важнейшим  свойствам относятся относительная  плотность и пористость. Для стеновой керамики следует различать относительную плотность (объемный вес), спеченной при той или оной температуре глинистой массы и объемный вес изделия с искусственно созданной пористостью и пустотностью.

Объемный  вес обожженной глины (без добавок) и объемный вес полнотелого изделия из этой глины совпадают и находятся в приделах 1700-1900кг./м³.

Объемный  вес пористо-дырчатых, пустотелых и  других «эффективных» стеновых материалов находится в приделах 600-1500кг./м³ и зависит от пористости изделий.

 В изделии плотного строения теплопроводность будет больше, что приводит к утолщению стенок и удорожанию строительства. Поэтому кирпич должен обладать некоторой минимальной пористостью. Пористость облегчает обжиг

 

 

изделий, а  также способствует лучшему сцеплению кирпича с цементным раствором при его кладке. Но с повышением пористости прочность керамических изделий снижается. При пористости материала 10% прочность его понижается примерно в 2 раза по сравнению с прочностью абсолютно плотного материала.

Одинарный и утолщенный кирпич изготовляют полнотелым (без пустот и с технологическими пустотами, объем которых составляет не более 13 %) и пустотелым. Толщина наружных стенок пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм.

 Утолщенный кирпич следует во всех случаях изготовлять с технологическими пустотами. Его масса должна быть не более 4 кг. Сквозные или несквозные технологические пустоты должны располагаться перпендикулярно постели. Количество и форма их не регламентированы, однако, диаметр круглых сквозных пустот не должен превышать 16 мм, ширина прямоугольных пустот-12 мм. Диаметр несквозных пустот для кирпича полусухого прессования с 8 пустотами не должен быть более 45 мм и для кирпича полусухого прессования с 18 пустотами-18 мм. На рис. 1 и 2 показано расположение технологических пустот в кирпичах.

Рис. 1. Глиняный кирпич пластического  прессования с технологическими пустотами:

а - тремя,  б - четырьмя, в - семью, г – десятью, д - шестью щелевидными, е – пятью

Утолщенный  кирпич следует во всех случаях изготовлять с технологическими пустотами. Его масса должна быть не более 4 кг. Сквозные или несквозные технологические пустоты должны располагаться перпендикулярно постели. Количество и форма их не регламентированы, однако, диаметр круглых сквозных пустот не должен превышать 16 мм, ширина прямоугольных пустот-12 мм. Диаметр несквозных пустот для кирпича полусухого прессования с 8 пустотами не должен быть более 45 мм и для кирпича полусухого прессования с 18 пустотами-18 мм. На рис. 1 показано расположение технологических пустот в кирпичах.

Толщина наружных стенок кирпича до первого ряда технологических пустот должна быть не менее 15 мм.  Кирпич  не должен ] иметь сквозных трещин.

На ложковых гранях (т. е. на сторонах  размером 250х65 и 250х88 мм) отдельных кирпичей может быть допущена одна сквозная трещина на всю толщину кирпича протяженностью по его ширине до 30 мм. Кирпич со сквозной трещиной протяженностью более 30 мм относится к половняку.

Водопоглащение кирпича должно быть для марок выше 150 не менее 6% от массы кирпича, высушенного до постоянной массы, а для кирпича остальных марок - не менее 8%.

По морозостойкости  кирпич подразделяется на четыре марки: Мрз15, Мрз25, Мрз35 и Мрз50. В зависимости от марки по морозостойкости кирпич в насыщенном водой состоянии должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоения, шелушения, растрескивания) не менее того количества циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое соответствует присваиваемой ему марке морозостойкости.

2.3 Сырьё для производства керамического кирпича.

Для производства глиняного  кирпича и керамических камней применяют  сырье следующих видов: глинистые породы, встречающиеся в природе в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, называемые в целом легкоплавкими глинами, а также трепельные и диатомитовые породы;

• органические и минеральные добавки, изменяющие свойства природного сырья (кварцевый песок, шлаки, шамот, опилки, уголь);
• светложгущиеся огнеупорные и тугоплавкие глины, стекло, мел, отходы

 

 

 фарфорового производства, огнеупорного кирпича для получения офактуренного лицевого кирпича, изготовляемого из легкоплавких глин.

Глинистые породы - основной вид сырья для производства глиняного кирпича и керамических камней. В зависимости от соотношения глины и песка глинистая порода встречается в следующем виде:

Глины:…………………........от 1:0 до 1:1

                                 Суглинки:

                                    тяжелые ………………….от 1:1 до 1:3

                                

средние ……………………..1:4

                                     легкие  ………………….от 1:4 до 1:7

                                  Супеси ………………….от 1:7 до 1:10

                                Глинистые пески……………от 1:10 до 1:50

 

Из этих разновидностей глинистых пород в кирпичном  производстве преимущественно используют суглинки - от тяжелых до легких. Супеси иногда служат отощающей добавкой.

Легкоплавкие глинистые  породы - это разнообразные природные полиминеральные смеси, которые при затворении водой приобретают пластичность, а после обжига при температуре 800—1000°С представляют собой камнеподобный материал.

Горные породы (гранит, гнейс) под влиянием солнца, ветра, воды и резких колебаний температуры  очень медленно разрушаются. Частицы разрушенных пород или остаются на месте, образуя залежи первичных глин, или уносятся потоками воды, ветрами и отлагаются слоями, образуя вторичные глины.

Из входящего в состав горных пород кварца получаются пески, а из полевого шпата — глины. Во время переноса водой или ветром частицы вторичной глины смешиваются  с другими минералами — кварцем, известняком, гипсом, соединениями магния и железа, органическими веществами, которые и являются примесями глины.

 

К первичным, или элювиальным, глинам, редко встречающимся в  виде залежей, относятся такие породы, как каолины, которые применяют в качестве составной части при изготовлении фарфоровых и фаянсовых изделий. К вторичным, или осадочным, глинам относятся все остальные глины, весьма разнообразные по внешнему виду, составу, свойствам даже в пределах одного месторождения.

Различают три основных вида вторичных глин:

Делювиальные  глины — это глины, перенесенные дождевыми и снеговыми водами. Месторождения этих глин расположены, как правило, недалеко от мест их происхождения: в нижних частях склонов оврагов, в бывших озерах, болотах, морях. Для месторождений характерны слоистые напластования, неоднородный состав и засоренность мелкими примесями.

Ледниковые глины — это глины, перенесенные ледниками, которые в далеком прошлом покрывали значительную часть Земной поверхности. Характер залегания глин — линзообразный. Они сильно засорены каменистыми включениями всевозможных размеров — от крупных валунов до мелкой щебенки.

Лёссовидные глины — это глины, перенесенные ветрами. Месторождения таких глин расположены преимущественно на окраинах бывших пустынь, там, где скорость ветров изменяется. Такие глины характеризуются отсутствием слоистости, однородностью состава. Глины имеют пористое строение и высокую пылеватость.

           В данной курсовой работе в качестве сырья выбран суглинков Ожерельевского месторождения и добавка глины Латненского месторождения марки ЛТ-3.

Химический состав исходного  сырья  приведен в табл.1.

Таблица.1

Химический состав исходного  сырья 

Наименование	Содержание оксидов, %
	SiO2	Al2O3	TiO2	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	п.п.п.	Сумма
Суглинок Ожерельевского месторождения	75,66	10,85	0,64	4,15	1,23	0,85	0,57	2,12	3,93	100,00
ЛТ-3	61,52	24,29	1,17	1,03	1,20	0,17	0,10	0,23	10,29	100,00

 

Ожерельевское месторождение  расположено в Каширском районе Московской области, на расстоянии 120 км. к юго-востоку от г. Москва.

В геологическом строении Ожерельевского месторождения, принимают  участия: комплекс отложений днепровского оледенения и покровные образования.

Морена днепровского оледенения, являющаяся наиболее древней  в разрезе месторождения, представлена суглинками красно-бурыми, изредка желтовато-серыми, неоднородными, плотными, грубыми, содержащими значительное количество валунно-галечного материала различных кристаллических и осадочных пород.

Флювиогляциальные отложения времени отступания ледника, представлены суглинками коричнево-желтых тонов, с прослойками серых. Суглинки тонкопесчанистые, довольно чистые, вязкие, жирные и плотные. В подошве этих суглинков часто встречаются каменистые включения. Описываемые суглинки  развиты повсеместно. Их мощность колеблется от 1,6 до 10,3 м, при преимущественных значениях 5-7м.

Покровные суглинки желтого, коричневато-бурого, местами сероватого цвета, ожелезненные, плотные, вязкие, с остатками органики. Мощность изменяется от 0,7 до 11,3 м.,  в среднем по месторождению составляя 4,4 м. Они развиты повсеместно и перекрывают толщу ледниковых отложений. Выше залегает почвенно-растительный слой, мощностью от 0,2 до 0,5 м,   в среднем по месторождению составляя 0,31м.

По данным рентгенофазового анализа (рис.4.1) глинистый компонент представлен монтмориллонитом. Интересно, что, несмотря на высокое содержание железа по данным химического анализа, на дифрактограммах отсутствуют межплоскостные отражения характерные для оксидов и гидроксидов железа. В связи с этим можно предположить, что железо входит в состав железистого монтмориллонита - нонтронита Fe₂[Si₄O₁₀](OH)₂^.nH₂O

 (d/n, Å-14,979; 4,484; 2,574; 1,719).

Содержание кварца - SiO₂ (d/n, Å-4,28; 3,36; 2,465; 2,287; 2,243; 1,985; 1,822; 1,675) достигает 70-75%. Исходя из высокого содержания щелочей    (~ 2,5%), полевой шпат, скорее всего, представлен кали-натровой разностью (ортоклаз K[AlSi₃O₈] – альбит Na[AlSi₃O₈]), это подтверждают и данные расшифровки дифрактограмм (d/n, Å-4,049; 3,261; 3,209; 2,894). Из других минералов-примесей характерно присутствие карбоната кальция CaCO₃     (до 4- 6%).

 

Рис.4.1 Результаты рентгенофазового анализа суглинков Ожерельевского месторождения

 

По числу пластичности суглинки Ожерельевского месторождения  относятся к умереннопластичным, низкочувствительными к сушке. Карьерная влажность 20-21%.

По количеству крупнозернистых  включений суглинки относятся к  группе минерального сырья с низким содержанием включений, с преобладанием  средних включений.