Силикатный кирпич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 1 – Характеристика готовой продукции и сырья для ее получения

 

3	Песок	Модуль крупности		2,0	[7]
		Насыпная плотность	кг/м3	1540
		Истинная плотность	кг/м3	2620
		Пустотность	%	41
		Содержание пылевидных и глинистых частиц	%	1,20
		Влажность песка	%	4,8
4	Вода	Окисляемость	Мг/л	12	[6]
		Водородный показатель pH		11

 

 

Для получения качественного продукта необходимо следовать стандартам. Силикатный кирпич выпускается марки М100.

 

 

2 Технологическая часть

 

Добыча (песок)           Добыча (негаш.кальцевая известь)                              Вода

 

Автотранспорт (самосвалы) Железнодорожный транспорт 

                                                 

                                                           Силосный склад                                       умягчение

Барабанный грохот                        Щековая дробилка

                                                     Молотковая дробилка

 

Ленточный питатель                       Пневмотранспорт

Бункер для песка                            Бункер для извести

Ленточный питатель                      Пневмотранспорт

 

Дозатор для песка                           дозатор для извести

Ленточный питатель                  Тарельчатый питатель

 

                                                       Лопастный смеситель

 

                                                   Силос (гашение извести 4-10 ч. при t=50-600C)

 

                                                   Питатель шнековый

 

                                                            Бункер пресса

 

                                                             Формование

 

                                       Пресс (рабочее давление 150-200 кг/см)

 

                                                        Автомат-резчик

                          

                                                    Автомат-укладчик

 

                                                  Вагонетка с сырцами

 

                                                      Автоклав (t0=1750C;P=8 атм.; насыщеный пар)

 

                                                                    ОТК

 

                                                       Ленточный конвейер

 

                                                Склад готовой продукции

 

Рисунок 1 - Технологическая схема производства силикатного кирпича

 

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.

С карьера сырье поступает на завод с помощью авто- и железнодорожного транспорта. Дробленая известь с размером кусков не более 10 мм подается в силосный склад. Песок отправляется на измельчение в барабанный грохот, далее в стальной бункер для песка. Со склада известь поступает в щековые, затем в молотковые дробилки, откуда мелкодробленая негашеная известь пневмотранспортом подается в бункер. Из бункеров песок ленточным питателем, а известь пневмотранспортом подаются в дозатор для песка и извести соответственно [3].

Подготовленные известь и песок подаются питателями в заданном соотношении в лопастный смеситель и увлажняются.

Перемешанная и увлажненная масса поступает в силосы, где выдерживается от 4 до 10 ч при температуре 50-600C, 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.

Работа силоса протекает следующим образом. Внутри силос разделен перегородками на три секции. Масса засыпается в одну из секций в течение 2,5 ч, 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 ч. Затем секция выстаивается 2,5 ч, и после этого ее разгружают. Таким образом, нижний слой гасится около 5 ч. Так как разгрузка силосов происходит только снизу, а промежуток между разгрузками составляет 2,5 ч, то и все последующие слои также выдерживаются в течение 5 ч в непрерывно действующих силосах.

Для облегчения разгрузки периодически включают вибратор, укрепленный на стенке силоса; и этим уменьшают прилипание массы к стенкам. При более серьезных зависаниях массы в силосах ее шуруют ломами через разгрузочные окна [3].

Силикатная масса, приготовленная в силосах, передается при помощи шнекового питателя в бункер пресса. Пресс представляет собой четырехпозиционный автомат: на первой позиции производится заполнение пресс-форм силикатной смесью; на второй - подпрессовка; при повороте стола со второй на третью позицию - срезание излишка смеси; на третьей - прессование двух кирпичей; на четвертой - выталкивание и съем. Очистка стола и штампов осуществляется при перемещении стола с четвертой на первую позицию. Полный цикл работы пресса осуществляется за один оборот коленчатого вала.

В момент прессования силикатной массы возникают силы сопротивления сжатию со стороны зерен песка, препятствующие максимальному сближению зерен. Сила трения массы о стенки формы и зерен друг о друга преодолевается путем применения давления. Поэтому давление должно распределяться равномерно по всей площади прессуемого изделия. Прессование необходимо вести только до известного предела, так как при увеличении давления выше предельного в массе появляются упругие деформации, которые исчезают после снятия давления и ведут к разрушению сырца. Поэтому нельзя повышать давление до появления деформаций.

Существенное значение имеет скорость, с которой производится давление. Так, например, ударное быстрое приложение усилия вызывает не уплотнение, а разрушение структуры изделия. Поэтому для преодоления внутренних сил трения давление должно прикладываться плавно с постепенным увеличением. Рабочее давление в прессах применяется равным 150 – 200 кг/см.

На нормальную работу пресса, а, следовательно, на получение кирпича хорошего качества большое влияние оказывает содержание влаги в силикатной массе. В оптимальных условиях прессования кирпича влажность массы должна составлять 6 – 7% от веса сухого вещества и постоянно контролироваться [3].

Силикатный кирпич по размерам должен отвечать требованиям ГОСТ 379 - 10; в случае отклонения от установленных размеров сырец считается браком [2].

Плотность прессования сырца достигается исключительно изменением величины наполнения прессовых форм: чем больше высота наполнения, тем выше плотность сырца и, наоборот, чем меньше высота наполнения, тем ниже плотность сырца. Во время прессования необходимо следить за тем, чтобы сырец получался одинаковой плотности; для этого нужно поддерживать высоту наполнения прессовых коробок одинаковой.

После прессования полученные кирпичи автоматом-укладчиком укладываются на вагонетки, которые транспортируются в автоклавы, где производится тепло-влажная обработка кирпича.

Для придания необходимой прочности силикатному кирпичу его обрабатывают насыщенным паром; при этом температурное воздействие сочетается с обязательным наличием в кирпиче-сырце водной среды, которая благоприятствует протеканию реакции образования цементирующих веществ с максимальной интенсивностью. Насыщенный пар используется с температурой 1750C при соответствующем такой температуре давлении в 8 атм.

В процессе автоклавной обработки, т. е. запаривания кирпича-сырца, различают три стадии.

Первая стадия начинается с момента впуска пара в автоклав и заканчивается при наступлении равенства температур теплоносителя (пара) и обрабатываемых изделий.

Вторая стадия характеризуется постоянством температуры и давления в автоклаве. В это время получают максимальное развитие все те физико- химические процессы, которые способствуют образованию гидросиликата кальция, а следовательно, и твердению обрабатываемых изделий.

Третья стадия начинается с момента прекращения доступа пара в автоклав и включает время остывания изделий в автоклаве до момента выгрузки из него готового кирпича.

В первой стадии запаривания насыщенный пар с температурой 1750C под давлением 8 атм. впускают в автоклав с сырцом. При этом пар начинает охлаждаться и конденсироваться на кирпиче-сырце и стенках автоклава. После подъема давления пар начинает проникать в мельчайшие поры кирпича и превращается в воду. Следовательно, к воде, введенной при изготовлении силикатной массы, присоединяется вода от конденсации пара. Образовавшийся в порах конденсат растворяет присутствующий в сырце гидрат окиси кальция и другие растворимые вещества, входящие в сырец.

Роль пара при запаривании сводится только к сохранению воды в сырце в условиях высоких температур. При отсутствии пара происходило бы немедленное испарение воды, а следовательно, высыхание материала и полное прекращение реакции образования цементирующего вещества – гидросиликата.

С того момента, как в автоклаве будет достигнута наивысшая температура, наступает вторая стадия запаривания. В это время максимальное развитие получают химические и физические реакции, которые ведут к образованию монолита. К этому моменту поры сырца заполнены водным раствором гидрата окиси кальция Са(ОН)2, непосредственно соприкасающимся с кремнеземом SiO2  песка.

Сначала гидросиликаты находятся в коллоидальном (желеобразном) состоянии, но постепенно выкристаллизовываются и, превращаясь в твердые кристаллы, сращивают песчинки между собой. Кроме того, из насыщенного водного раствора гидрат окиси кальция также выпадает в виде кристаллов и своим процессом кристаллизации участвует в сращивании песчинок.

Таким образом, во второй стадии запаривания образование гидросиликатов кальция и перекристаллизация их и гидрата окиси кальция вызывают постепенное твердение кирпича-сырца.

Третья стадия запаривания протекает с момента прекращения доступа пара в автоклав, т. е. начинается падение температуры в автоклаве, быстрое или медленное в зависимости от изоляции стенок автоклава и наличия перепуска пара. Происходит снижение температуры изделия и обеднение его водой, т. е. вода испаряется и повышается концентрация раствора, находящегося в порах. С повышением концентрации гидрата окиси кальция и снижением температуры цементирующего вещества силикаты кальция становятся более основными, и это продолжается до тех пор, пока кирпич не будет выгружен из автоклава. В результате усиливается твердение гидросиликатов кальция и, следовательно, повышается прочность силикатного кирпича. Одновременно пленки цементирующего вещества сильней обогащаются выпадающим из раствора гидратом окиси кальция.

Механическая прочность силикатного кирпича, выгруженного из автоклава, ниже той, которую он приобретает при последующем выдерживании его на воздухе.

Таким образом, полный технологический цикл запаривания кирпича в автоклаве состоит из операций очистки и загрузки автоклава, закрывания и закрепления крышек, перепуска пара; впуска острого пара, выдержки под давлением, второго перепуска, выпуска пара в атмосферу, открывания крышек и выгрузки автоклава.

Запаривание кирпича в автоклавах требует строгого соблюдения температурного режима: равномерного нагревания, выдержки под давлением и такого же равномерного охлаждения. Нарушение температурного режима приводит к браку [8].

Для контроля за режимом запаривания на автоклавах установлены манометры и самопишущие дифманометры, снабженные часовым механизмом, записывающим на барограмме полный цикл запаривания кирпича.

Из автоклава ленточным конвейером силикатный кирпич, пройдя отдел контроля качества, поступает на склад готовой продукции.

Работники ОТК определяют марочность, проводят необходимые измерения и отбор образцов для анализа в соответствии с системой контроля и качества готовой продукции, предусмотренной стандартом предприятия. На складе готовой продукции отдел технического контроля предприятия-изготовителя принимает кирпич партиями. Партия состоит из одного вида кирпича по прочности и морозостойкости. За партию принимают количество кирпича, соответствующее емкости одного или нескольких автоклавов, в зависимости от стабильности технологии производства, но не более 100 тыс. шт.