CC BY
13И ЯЛйД 1
1есЬпо!оду
УДК 691.42
В.Ю. МЕЛЕШКО, заведующий НИЛ керамических материалов, Н.В. ЯКИМЧУК, ведущий инженер НИЛ керамических материалов, ГП «Институт НИИСМ» (Республика Беларусь); В.А. СЕЛЕНСКИЙ, генеральный директор ООО «БИЛДИНГ АЛЬЯНС» (Россия)
Возможность получения кирпича керамического рядового и лицевого различного цвета из сырья Брянской области
Керамический кирпич — древнейший строительный материал, созданный человеком. Он применяется для возведения несущих стен и перегородок, одноэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладки фундаментов, внутренней части дымовых труб, промышленных и бытовых печей. Различная фактура, цветовая гамма кирпича, сочетание его с различными материалами (натуральный камень, дерево, черепица и т. д.) позволяют дизайнерам и архитекторам создавать оригинальные и неповторимые проекты.
Естественный цвет керамического кирпича — это светлые и темные тона красного. Сооружения из керамического лицевого кирпича имеют привлекательный вид и в отличие от силикатного (белого) кирпича или блоков ПГС не предполагают дальнейшего оштукатуривания или покрытия облицовочным материалом, значительно снижая тем самым себестоимость кладки. Кирпич керамический обладает преимуществами:
— высокая прочность (способность материала сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, не разрушаясь); отлично подходит для строительства наружных фасадов и зданий повышенной прочности;
— морозостойкость (способность материала переносить зимние морозы, не разрушаясь); морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности;
— низкая теплопроводность и сорбционные свойства, затраты энергии на обогрев помещения минимальны;
— высокий уровень звукоизоляции; прекрасно защищает от уличного шума и звуков из соседних помещений;
— низкое влагопоглощение; способность не впитывать атмосферную влажность (дождевая вода и т. п.). Отсутствие сырости в помещении; более того, керамический кирпич быстро высыхает;
— устойчивость почти ко всем климатическим условиям, что позволяет сохранять надежность и внешний вид;
— экологичность; красный кирпич — это «дышащий материал», обеспечивающий благоприятный климат в помещении; керамический кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — глины, по технологии, знакомой человечеству десятки веков.
Брянская область — один из индустриальных регионов Центральной России с высоким экономическим потенциалом. В области имеются значительные запасы природного сырья (глина, трепельное и мергельное сырье) для промышленности строительных материалов. Область испытывает постоянный дефицит стеновых материалов, потребность в которых покрывается за счет собственного производства не более чем на 60— 70%. На балансе запасов по Брянской области числится 24 месторождения кирпичного сырья (глины, суглинки, трепела и т. п.) с общими запасами 35,738 млн м3 по категориям А+В+С1 и 2,114 млн м3 по категории С2, которое позволит организовать производство керамического кирпича, создать новые рабочие места и укрепить экономику Брянской области.
В Выгоничском районе Брянской области имеются запасы глин трепельных и мергельных. С целью установления их пригодности для получения керамического кирпича, соответствующего требованиям ГОСТ 530—2007, методом пластической подготовки и формовки экструзией и разработки технологического ре-
менее 0,001 0,001-0,005 0,001-0,01 менее 0,01 более 0,063 Размер частиц, мм
Рис. 1. Гранулометрический состав трепельного (а) и мергельного (б) сырья
59,39
менее 0,001 0,001-0,005 0,001-0,01 менее 0,01 более 0,063 Размер частиц, мм
научно-технический и производственный журнал
май 2012 41
Рис. 2. Кирпич, полученный на основе трепельно-мергельного сырья месторождения Брянской области
гламента на проектирование линии по производству кирпича в НИЛ керамических материалов государственного предприятия «Институт НИИСМ» были представлены пробы трепельной и мергельной глин участка Михайловский Выгоничского района Брянской области.
На основании проведенных физико-химических исследований было установлено, что в соответствии с классификацией по ГОСТ 9169—75 «Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация» указанное сырье относится к группе грубодисперсного сырья (трепельная порода) и к группе низкодисперсного глинистого сырья (мергельная порода); по пластичности — сырье относится к группе умеренно пластичного глинистого сырья. Гранулометрический состав сырья представлен на рис 1, а, б. Число пластичности трепельной и мергельной глин составляет 11,4 и 12,7 соответственно.
Лабораторно-технологические исследования позволили определить сушильные свойства и степень спекания глинистого сырья.
Для моделирования процесса сушки изделий на основе трепельно-мергельного сырья определялись их сушильные свойства по показателю чувствительности сырья к сушке. В результате исследований установлено, что трепельное и мергельное глинистое сырье относится к среднечувствительному к сушке.
Для определения температуры обжига изделий исследовали спекаемость глинистого сырья в интервале температуры 1000оС—1150оС. Установлено, что тре-пельное и мергельное сырье в зависимости от температуры спекания относится к группе среднетемператур-ного спекания сырья; в зависимости от степени спекания — по показателю водопоглощения черепка — пробы сырья относятся к группе неспекающегося сырья.
Технологическая схема производства кирпича
керамического из глинистого сырья месторождения Михайловское (Брянская обл.) (Производительность 30-35 млн шт. усл. кирпича в год)
Глина
(трепельная)
^
Экскаватор
Автосамосвал
^
Приемный бункер питателя с рыхлителем
МА4-004
^
Питатель глины с бильным валом СМК351
Глина
(мергельная)
^
Экскаватор
Автосамосвал
^
Приемный бункер питателя с рыхлителем
МА4-004
^
Питатель глины с бильным валом СМК351
Вода -
Вода -
-► Ленточный конвейер <-
^
Прямоточный сушильный барабан
Б-1.8-2,0м: Ь-18-20м.
^
> Мешалка с перфорированной решеткой СМК355
Вальцы грубого помола МА6-002
Вальцы тонкого помола МА6-002
^
Шихтозапасник Мост загрузочный МТ6-010
Мост разгрузочный МТ4-015
^
Питатель СМК351М
^
Мешалка с перфорированной
решеткой СМК355
^
Глинорастиратель МА5-002М или завода БЬЮТА г.Харьков
Вакуум-пресс МД4-006
^
Автомат резки мерного бруса
МЛ5-001
^
Конвейер ускоряющий МЛ-004
Автомат многострунной резки МЛ4-004
Автомат-укладчик на сушильную
вагонетку МН4-021
-
Туннельная сушилка с накопителем
вагонеток с сырцом
-
Автомат-разгрузчик и садчик на печную вагонетку
МН4-022 /19/ и МН4-020-01
-
Туннельная печь
с рабочей температурой 12000С
-
Автомат-разгрузчик печных вагонеток
МР4-002 /22/ -
Автомат-укладчик кирпича на поддоны
МР4-003 /23/и МР4-006 -
Автомат-упаковщик и обвязчик поддонов с кирпичом
ATLANTA
-
Вилочный автопогрузчик
-
Склад готовой продукции
Вода
Брак (обрезь)
подача поддонов
Магазин поддонов МР4-004
научно-технический и производственный журнал (Q-fprj^J"f £J\*jr\h\* ~42 май 2012 ®
im ^ >ш_ I
technology
Для получения кирпича красных и светлых тонов были определены составы глиномасс из смеси трепель-ного и мергельного глинистого сырья.
Лабораторно-технологические исследования позволили установить характеристики и особенности исследуемых сырьевых материалов, что дало возможность на имеющейся экспериментальной базе института отформовать партии кирпича полнотелого и одинарного пустотелого, высушить, обжечь и установить его физико-механические показатели, характеризующие качество. Полученная продукция соответствовала требованиям нормативного документа.
На основании полученных результатов был разработан технологический регламент на проектирование линии по производству керамических стеновых рядовых и лицевых материалов, обеспечивающий получение кирпича различной цветовой гаммы и соответствующего требованиям ГОСТ 530—2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».
В основу технологической линии заложено технологическое оборудование, которое производится в Республике Беларусь и прошло апробирование на действующих предприятиях республики.
Предлагаемая технологическая схема производства предусматривает подсушку глинистого сырья, позволяющую при необходимости уменьшать естественную влажность трепельно-мергельного сырья. После сушильного барабана устанавливается двухвальная глиномешалка, обеспечивающая перемешивание глино-массы с целью ее гомогенизации и позволяющая, при необходимости корректировать влажность глиномас-сы, а также уменьшать пыление высушиваемого сырья в период неплановой остановки сушильного барабана.
Более тонкая степень переработки глиномассы проходит на вальцах грубого и тонкого помола. Зазор между валками последних не должен превышать 3 мм. Накопление и вылеживание глины происходит в ших-тозапаснике, где протекают физико-биологические процессы, дающие кондиционирующий эффект. При вылеживании шихты в шихтозапаснике наряду с улучшением свойств глиномассы также обеспечивается бесперебойная работа формовочного отделения.
Формование керамического бруса необходимого сечения производится методом экструзии на шнеко-вом вакуум-прессе при соблюдении следующих требований:
— разрежение в вакуум-камере должно быть не менее 0,09-0,094 МПа;
— толщина глиняной стружки, попадающей в вакуум-камеру, не должна превышать 20 мм;
— зазор между образующей шнека и «рубашкой» цилиндра должна быть не более 5 мм;
— формовочная влажность глиномассы 18—20%, а рабочее давление в головке пресса в зависимости от вида изделий — до 3,5 МПа.
Сушка сформованных изделий осуществляется в туннельной сушилке, оборудованной системой рециркуляции теплоносителя. Источником тепла является теплый воздух, отбираемый из зоны охлаждения туннельной печи. В случае недостатка тепла предусматривается установка теплогенератора либо газотурбинная установка, позволяющая вырабатывать электроэнергию, а сбрасываемое тепло использовать на сушку изделий и подогрев воды. Туннельная сушилка должна быть оборудована системой контроля процесса сушки. За основной технологический параметр, характеризующий начало процесса сушки, принята относительная влажность отработанного теплоносителя, которая должна быть 80—85%, а температура — 27—32оС. На участке сушки предусмотрен резервный путь накопления сушильных вагонеток с высушенными изделиями с
Подписка на электронную версию
Актуальная информация для всех работников ШйпННЧЖ строительного комплекса 11"ЦН1ЫЫ1ВЦ
http://ejournal.rifsm.ru/
целью ритмичной работы отделения садки и обжига и путь накопления сушильных вагонеток со свежесфор-мованным сырцом с целью ритмичной работы сушилки.
Обжиг кирпича проводится в туннельной печи, обеспечивающей работу при температуре 1200оС. Температура обжига изделий, полученных из смеси глин, составляет 1120+10оС. При формовании изделий из глины мергельной температура обжига составляет 1100+20оС. На участке обжига предусматривается резервный путь накопления обжиговых вагонеток с высу-шеными изделиями, исключающий нарушение требуемого режима обжига в случае остановки участка садки.
Кирпич в зависимости от разного соотношения глины трепельной и мергельной, имеет цветовую гамму от песочных до красных тонов (рис. 2).
Разработанная технологическая схема производства и рекомендуемое оборудование, эксплуатируемое на ряде предприятий, позволяет достичь требуемой годовой производительности и получать конкурентоспособные керамические изделия, отвечающие требованиям ГОСТ 530—2007 при условии использования сырья, соответствующего представленному на исследования.
Ключевые слова: керамический кирпич, глиняное сырье, трепельная, мергельная глины.
Дайджесты «Керамические строительные материалы» теперь на DVD
На диске объединены две части дайджеста «Керамические строительные материалы». Собрана информация за период 1996-2008 гг. - наиболее интересные статьи, опубликованные в журнале «Строительные материалы»®, всего более 200 статей по тематическим разделам:
• общие вопросы отрасли;
• сырьевая база отрасли;
• оборудование и технологии;
• технологические особенности производства;
• наука - производству;
• предприятия отрасли;
• ограждающие конструкции;
• страницы истории;
• в рамках проекта «Керамтэкс»
Заказать диск можно в издательстве
«СТРОЙМАТЕРИАЛЫ»: Тел./факс: (499) 976-22-08, 976-20-36 E-mail: mail@rifsm.ru, rifsm@mail.ru
rj научно-технический и производственный журнал
Ш'^РШХ'-Т май 2012 43
