Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология производства керамического кирпича (стр

Технология производства керамического кирпича (стр. 3 из 4)

Техническая характеристика вальцов грубого помола СМК-5I7:

1.Производительность при минимальном зазоре, т/ч — 50.

2.Диаметр гладкого валка, мм — 1000.

3.Диаметр гладкой части ребристого валка, мм 560

4. Длина валка, мм — 800

5.Размеры поступающих кусков керамической массы, мм — 100.

6.Рабочий зазор между валками по выступам, мм — 2.

7.Рабочий зазор между ватками по впадинам мм — 16.

8.Установленная мощность, квт -52

9.Масса, кг — 6750

По транспортерной ленте подается на вальцы тонкого помола СМК -516

Техническая характеристика вальцов тонкого помола СМК-516:

1. Производительность при минимальном зазоре, т/ч -50

2Рабочий зазор между валками, мм — 2.

3 Диаметр валков , мм — 1000

4 Длина валков , мм- 800

5Размеры поступающих кусков керамической массы, мм — 15.

6 Установленная мощность, квт 91,1.

7 Масса, кг — 9290.

Керамическая масса подается в глинорастератель СМК – 530 для

перемешивания, разрыхления и растирания.

Техническая характеристика глинорастирателя СМК — 530:

1. Диаметр чаши ,мм — 2000

2. Производительность при обшей площади сечения решетки 8650 кв. см (14/40) , т/ч — 65.

3.Частота вращения крыльчатки, мин — 6.5.

4.Частота вращения тарелки мин — 8.

5 Зазор между ножами крыльчатки и решетками чаши, мм – 3…7

6. Установленная мощность, кВт — 55+4.

7. Масса, кг- 13700.

Глнномасса поступает далее в смеситель КРОК — 38. Здесь происходит равномерное перемешивание предварительно измельченной и очищенной от каменистых включений глиняной массы, увлажнений до требуемой влажности и перемещение ее с места выгрузки к выгрузочному .окну. Дополнительно смеситель через фильтрующую решетку выделяет из массы корневые и каменистые включения.

Техническая характеристика смесителя КРОК-38:

1.Производительность, т/ч (куб м/ч) — 45 (30).

2.Частота вращения валов, об/мин — 28.

3. Размер щели в фильтрующей решетке, мм

4. Установленная мощность, кВт — 75.

5.Масса, кг — 7900.

Тщательно переработанная сырьевая масса подается на пресс СМК-502.

Техническая характеристика пресса тискового вакуумного (.’МК-502:

1.Производительность, шт/ч – 9000

2.Диаметр шнека пресса на выходе, мм — 450.

3. Установленная мощность смесителякВт-55.

4.Установленная мощность экструдера кВт – 90

Керамическую массу подают в приемную часть пресса, где ее захватывают питательный валок и лопасти шнека и продвигают к выходному отверстию цилиндра и уплотненной головке; здесь масса уплотняется и в мундштуке оформляется в изделие в виде сплошного бруса. Мундштуки делают из дерева или листовой стали в форме усеченного прямоугольной пирамиды с конусностью 4-8 % и длиной 100-250 мм. Мундштук придает изделиям необходимую форму. Далее керамическая масса поступает на резательный автомат СМ-5М. осуществляюишн разрезку бруса на отдельные кирпичи

Техническая характеристика автомата резательного СП – М:

1 Производительность шт/ч-11000.

2. Расстояние между соседними резами мм — 65. 138

3 Установленная мощность, кВт — 2.2.

4 Масса, кг — 800

5.3 Сушка кирпича в естественных условиях

Кирпич-сырец люлечным конвейером подается в сушильные сараи. Загрузка сараев производится в определенной последовательности от одного конца сарая к другом

В работе 8 сушильных сараев обшей площадью 5650 кв. м. Во время загрузки сырца боковые щиты сушильных сараев должны быть закрыты. После укладки 4-го8-го и 12-го рядов сырец накрывается пленкой. Продолжительность выдержки сырца при закрытых щитах и последовательность их открытия устанавливается в зависимости от климатических условий:

а) в сухую и жаркую погоду щиты открываются меньше, в прохладную больше

б) в тихую погоду щиты открываются больше , при небольшом ветре меньше, а при сильном ветре щиты с наветренной стороны должны быть закрыты.

Сушки кирпича-сырца в напольных сараях производится методом Каратавцева в клетках, выкладываемых на полу сарая или брус подушке. Пол сараев перед укладкой сырца тщательно выравнивается и посыпается сухим песком.

Для создания свободных проходов и интенсификации сушки- сырца расстояние между клетками должно быть не меньше 60 см. В целях создания равномерной циркуляции воздуха и лучшей сушки сырца необходимо при укладке строго следить, чтобы продушины между кирпичами были на одной линии и образовали сквозные каналы как поперек, так и вдольсарая.

Читайте так же:
Минераловатные плиты клей кирпич

С целью использования сараев одновременно для сушки кирпича и его складирование может производится укладка сухого кирпича в брус-подушку.

Готовность высушенного кирпича – сырца определяется по цвету. Сухой кирпич имеет ровную, светлую окраску без влажных пятен, а также по светлому цвету свежей царапины.

5.4 Обжиг кирпича–сырца

Обжиг кирпича-сырца производится в туннельной печи «Малютка». Обжигательный канал туннельной печи условно разделяется по длине на три основные технологические зоны: подготовка, обжиг, охлаждение.

В зоне подготовки происходит досушка и подогрев изделий отходящими из зоны обжига продуктами горения, затем вагонетки с изделиями проходят через зону обжига, подвергаясь воздействию высоких температур, после чего поступают в зону охлаждения.

На печи устанавливается вентилятор, при помощи которого отсасывается воздухиз зоны горения, затем подается в зону подогрева и подсушки и отсасываетсянаружу.

Процесс подготовки считается законченным, если в камере достигнутатемпература500-600 градусов Цельсия. Температура обжига обжига кирпича 950-1000 градусов Цельсия. Вагонетки с насаженным на них кирпичом-сырцом вталкивается гидравлическим толкателем в печь, фартуки вагонеток заходят в желоба с песком, отделяя тем самым подвагонеточное подпространство от зоны обжига.

Техническая характеристика цельной печи «Малютка» (институт Гипрострой. Москва):

1.Производительность, млн. шт./год- 8,0.

2.Проектный срок обжига — 24.

3.Длина обжигательного канала, м — 48.

5 Высота, м — 1,805.

6 Сечение, кв. м — 3,34.

7 Объем обжигательного канала, куб. м — 160. 8 Длина технологических зон % :

Выталкивание вагонеток из печи с обожженным кирпичом производится лебедкой.

Подача вагонеток на садку также производится при помощи лебедки.

В качестве топлива применяется газ. Регулировка подачи газа в печьпроизводится взависимости от температуры в камерах печи. При этом необходимо следить за темчтобы огонь был равномерным по всему сечению печи. Обжиг считается законченным, если цвет накала садки достигнет ярко -вишнево-красного каления.

Выгруженный из печи и отсортированный от брака кирпич укладывается на поддоны.

Определение марочности кирпича производится от каждой условно принятойпартии в количестве 100 000 шт.

Обожженный кирпичдолжен удовлетворять техническим требованиям ГОСТа 530-2007

6. Предложения по совершенствованию сырьевых материалов при производстве керамического кирпича

Для улучшения природных свойств глины – уменьшение общей усадки, чувствительности к сушке и обжигу, улучшения формовочных свойств – широко применяют добавки. Добавки, используемые при производстве кирпича и керамических камней, по назначению можно разделить на:

Отощающие – песок, шамот, дегидратированная глина, уносы керамзитового производства и другие минеральные невыгорающие добавки;

отощающие и выгорающие полностью или частично – древесные опилки, лигнин, торф, лузга, многозольные угли, шлаки, золы ТЭЦ, отходы углеобогатительных фабрик;

выгорающие добавки в виде высококалорийного топлива – антрацит, кокс, вводимые в массу для улучшения обжига изделий;

обогащающие и пластифицирующие добавки – высокопластичные жирные и бетонитовые глины, сульфитно-спиртовая(ССБ);

упрочняющие-флюсующие добавки- пиритные огарки, отходы стекла.

6.1 Отощающие добавки

Песок: В качестве отощителя следует применять кварцевый песок. Пески карбонатных пород или засоренные карбонатом не допускаются. Необходимо использовать крупнозернистые пески (от 1,5 до 0,15 мм). Мелкозернистые почти не уменьшают усадку и чувствительность изделия в сушке и в то же время снижают прочность изделия.

Шамот: Шамот получают из обожженных отходов керамических-изделий. Он является более эффективным отощителем, чем кварцевый песок. Шамот сильнее уменьшает усадку глины, чем многие другие отощители, менее других снижает прочность кирпича.

В массу вводят обычно 10-15% шамота. Если это количество увеличивают, то снижается формуемость глин, обладающих недостаточной пластичностью. Однако при вакуумировании глиняной массы и прессовании кирпича на вакуумных прессах количество шамота в массе может быть увеличено до 25% и более.

Шамот легкоподдается измельчению до требуемого зернового состава, который должен быть в интервале 1,5-0,15 мм. Если шамот недостаточно для требуемого отношения глины, то его вводят в сочетании с другими видами отощающих и выгорающих добавок (шлака, опилок).

6.2 Добавки отощающие и выгорающие полностью или частично

Древесные опилки: Применяют древесные опилки продольной и поперечной резки. Предпочтения следует отдавать опилкам продольной резки. Так как опилки длинноволокнистые,то они армируют глиняную массу и повышаютее сопротивление разрыву, а вместе с теми трещиностойкость во время сушки. Опилки улучшают формовочные свойства глиняной массы, но снижают прочность изделий, повышают водопоглащение.

Читайте так же:
Данные по производству керамического кирпича

Применение опилок при производстве полнотелого и пустотелого кирпича снижает объемную массу кирпича и соответственно улучшает его теплозащитные свойства.

В ряде случаев добавка 5-10% опилок повышает морозостойкость кирпича и камней. При значительном количестве опилок в составе шихты ухудшается внешний вид изделия и снижается прочность. Наибольший эффект от применения опилок в качестве добавки получают, когда вводят их в сочетании с минеральными отощителями, например с шамотом, а также с углем.

Сделай Сам (Огонек) 1993-01, страница 24

верхних 8 рядах укладывают для сушки более влажный. Через неделю нижние ряды отправляют для загрузки в печь, а верхние укладывают на досушку вниз, загружая их сверху свежими, снятыми с тока.

Черепицу сушат на сушильных рамках, которые укладывают в этажерках, размещаемых в крытых сараях. Для устройства каждой из этажерок в землю вкапывают по два ряда деревянных столбов диаметром 10 см. Расстояние между столбами в каждом ряду 120 см, расстояние между рядами 25 см. К столбам прибивают горизонтальные рейки сечением 50 x 50 мм. 1-й ряд реек прибивают на 35 см от пола. Расстояние между рейками 18 см. Эти горизонтальные рейки и выполняют функции стеллажей. Ширина проходов между рядами этажерок 120 рм.

Рамки с сырцовой черепицей ёносят в сарай и укладывают на рейки. Черепицу высушивают на воздухе в сарае без сквозняков. В процессе сушки у черепицы возможно образование трещин, которые возникают чаще, чем при сушке кирпича, что обусловлено применением для формования черепицы более жирной глины, которая плохо переносит сушку. Необходимость применения такой глины диктуется тем, что к черепице предъявляются жесткие требования по водопоглощению и по морозостойкости. Следует помнить, что черепица имеет выступ (шип) и пазы, которые увеличивают неравномерность усушки различных частей изделия.

Трещины на черепице образуются в результате более быстрого испарения влаги с краев плиты. В результате в сырце возникают неравномерные усадки, вызывающие искривления и трещины.

Для предупреждения брака в сушке черепицы в первые три дня обычно навес с боков закрывают щитами, чтобы исключить движение воздуха. Кроме того, рекомендуют смазать свежеотформован-ную черепицу известковым молоком либо дизельным топливом или покрыть лаком «Этиноль». При мятье глины рекомендуется особенно тщательно разминать ее. Следует помнить, что глина для черепицы должна давать суммарную воздушную усушку и огневую усадку не более 10%.

ОБЖИГ КИРПИЧА

Обжиг кирпича — наиболее ответственный процесс, непосредственно влияющий на качество получаемой продукции. Обжиг придает кирпичу и черепице необратимую прочность, долговечность, морозостойкость и водоустойчивость. В результате обжига черепица получает дополнительно водонепроницаемость.

При обжиге в печи различают следующие стадии:

• сушку сырца при температуре до 110°С;

• подогрев печи до температуры воспламенения топлива — угля (400—500°С);

• собственно обжиг, называемый иногда «взваром», при котором температуру в печи поднимают до 900—1050°С и выдерживают кирпич при такой температуре 10—124. для его спекания;

• медленное остывание обожженного кирпича (без принудительного отбора тепла) до температуры 500—600°С и дальнейшее охлаждение с использованием вентилирования до температуры 40—50 С С.

Топливо для обжига. В условиях кустарного производства для обжига кирпича можно использовать дрова, хворост, торф, солому, камыш, каменный и бурый уголь. На выбор топлива в основном влияют финансовые возможности застройщика. При современных же ценах наиболее целесообразно использовать местное топливо: хворост, дрова, торф, солому.

Древесное топливо наиболее подходит для обжига кирпича. При горении древесина дает чистое и длинное пламя, равномерно прогревающее весь объем обжигаемых кирпичей или черепицы. Древесина мягких пород деревьев (ели, сосны и др.) при горении образует особо длинное пламя и дает меньше углей, основного источника лучистой энергии, прогревающей главным образом прилегающие к очагу кирпичи. Древесина деревьев твердых пород (дуб, бук и др.) при горении дает короткое пламя и больше углей. А вообще-то для обжига кирпича наиболее подходят сухие березовые дрова.

Для обжига древесным топливом устраивают печи с решетками в передней части. Конечно, для топки целесообразно применять топливо с минимальной относительной влажностью. Это уменьшает/рас-ход топлива и повышает качество кирпичей или черепицы. Хворост предварительно связывают в пучки, чтобы уменьшить его объем и облегчить загрузку в печь.

Читайте так же:
Колпаковая печь для кирпича

Каменный уголь характеризуется высокой теплотворной способностью. При обжиге предпочтение отдают каменному углю низкого качества (тощему углю), так как он меньше коптит и, как правило, не содержит серы. Его сжигают на решетках с зольником. Каменноугольный кокс непригоден, так как не обеспечивает достаточной для обжига температуры. Кокс рекомендуют применять в печах для сушки кирпича в начальный период обжига, поскольку получаемые при его сгорании газы наименее насыщены водой. Сам обжиг в этом случае производят на камен

Технология

Как рождается клинкер

Самым первым и важным этапом в технологической цепочке производства клинкера является заготовка и добыча сырья. В компании Керамейя большая часть сырья добывается в собственном карьере, который расположен недалеко от промышленной площадки и доставляется на завод автотранспортом.

Привозная глина доставляется на завод железнодорожным транспортом. Вся глина разгружается на площадке, буртуется и вылеживается.

Этот процесс абсолютно необходим, так как он дает следующие преимущества:
  • обеспечивает непрерывность работы в случае, когда доступ в карьер оказывается невозможным из-за плохой погоды
  • обеспечивает полную однородность по влажности всех частиц, составляющих бурт; то есть обеспечивает гомогенизацию глины
  • эффективно устраняет все возможные неоднородности в слоях карьерной глины для того, чтобы получить конечную однородную шихту

Технология производства клинкера компании Керамейя основывается на более чем 200-летнем мировом опыте в этой отрасли, возможностях современного оборудования, опыте и знаниях специалистов компании.

Сама природа способствует «рождению» такого продукта, как клинкер, ведь в этом процессе задействованы все стихии — глина, вода, воздух и огонь!

При производстве клинкерной керамической продукции высококачественная керамическая масса смешивается с водой, формуется методом вакуумной экструзии, сушится и обжигается при температурах до 1200° C.

Экструзия – или в дословном переводе «вытягивание» — технологический процесс формования изделий. С помощью экструдера, который по своей работе напоминает мясорубку, сырьевая смесь продавливается, уплотняется и выходит готовым брусом. Далее брус нарезается на отдельные кирпичи.

Для улучшения формовочных свойств и придания черепку упругости — из глиняной керамической массы во время формования откачивают воздух при помощи вакуумного насоса, глубина вакуумирования подбирается для каждой массы индивидуально.

Обжиг клинкера — ключевой и самый ответственный момент в технологии его изготовления. Это необратимый технологический процесс теплообмена между высушенным сырцом и нагретыми стенами обжиговой печи. Сырец сначала нагревается до температур, при которых уходит лишняя влага, затем, при дальнейшем подъеме температуры, начинаются твердофазные процессы, при которых образуются твердые расплавы и начинает формироваться керамический черепок.

При достижении расчетной температуры, изделия выдерживаются определенное время, затем начинается их охлаждение, которое проходит в два этапа. В начале температуру сбивают резко (скоростное охлаждение), потом медленно, чтобы не получить брака при прохождении точки полиморфных модификаций кварца.

При обжиге обычных изделий расчет максимальной температуры обжига и выдержки ведется таким образом, чтобы затратить минимум энергоносителя, достаточного только для начала формирования черепка. При обжиге клинкера нужно получить максимальное количество жидкой фазы, не допустить остекловывания черепка и связанных с этим деформаций поверхности.

Флэш-обжиг

Цвет кирпича серии Магма объясняется наличием закиси железа, которая образуется в результате обжига железосодержащих глин в условиях низкого содержания кислорода.

Обжиг кирпича проходит в окислительной среде. Так называемый флэш-обжиг, это обжиг кирпича в восстановительной среде. Процесс флэш — это горение газа в условиях низкого содержания кислорода. Данного эффекта можно достичь только при условии специального оборудования печи. С помощью этого оборудования, времени его работы, количества газа и температуры в печи возможно получать различные виды флешованои кирпича.

Газ, который сгорает в среде с низким содержанием кислорода, крадет этот кислород в глины, а именно в оксида железа. Данный оксид железа переходит в другую форму — закись железа, изменяя при этом цвет с красного на коричневый, зеленый, темно-коричневый, а в некоторых температурных диапазонах и на черный. Но так как сырье, из которого производится кирпич содержит в своем составе от 2 до 6,5% оксида железа, то и цвет будет разный.

В соответствии с тем как посажена кирпич на печные вагоны, то в местах свободного выхода кислорода, цвет будет темнее, в местах, где кирпич плотно уложена, цвет будет краснее, потому оксида железа сложнее будет перейти в закись. Именно от этих факторов зависит цвет кирпича серии Магма. Он никогда не будет однородным даже на одном печном вагоне невозможно будет найти двух одинаковых кирпичей. Именно в этом и заключается уникальность данного процесса, поэтому каждый следующий дом, построенный из кирпича Керамейя серии Магма, каждое последующее двор, который выложены брусчаткой серии Магма будет уникальным и неповторимым.

Читайте так же:
Кирпич центр ростовское шоссе

1. Три вида обжиговых материалов. Примеры. Особенности материалов в зависимости от вида обжига.

Горные породы с целью получения строительных материалов подвергают или механической обработке (см. предыдущую лекцию), или переработке под действием высокой температуры – обжигу. В зависимости от природы материала, температуры и для получения желательных свойств продукта обжига различают

материалы, обожженные не до спекания,

материалы, обожженные до спекания,

При обжиге не до спекания из горной породы в результате химической реакции получается рассыпчатый продукт. Так получают некоторые вяжущие вещества — строительный гипс, известь.

В процессе спекания частицы сырья оплавляются с поверхности, образуется как бы горячий клей, связывающий еще не полностью расплавленные частицы. После остывания получается прочный материал. Таким образом получают кирпич и другие керамические изделия из глины. При малой степени спекания материал пористый, при большой – плотный. При спекании происходят химические реакции, так что конечный продукт по составу отличается от сырья. Пористый обожженный до спекания материал получается также, если при реакциях обжига выделяются газы. При этом происходит вспучивание (увеличение в объеме) спекаемой массы вследствие образования пор. Широко известен материал керамзит, представляющий собой вспученную глину. Его применяют в качестве заполнителя для легкого бетона и для теплозвукоизоляционных засыпок. Обычный цемент (называемый портландцементом) также относится к материалам, обожженным до спекания. Цемент в порошке получают размалыванием сильно спекшихся частиц, так называемого портландцементного клинкера.

Если сырье полностью расплавляется при обжиге, после остывания получаются плавленые материалы. При этом остывший материал может быть аморфным или кристаллическим. Наиболее распространенный аморфный (некристаллический) каменный материал – стекло. Кристаллические материалы и изделия, полученные из каменных расплавов, называют каменным литьем. Процесс литья камня – петрургия – сложный и энергоемкий. Камнелитные изделия отличаются большой плотностью и практически полным отсутствием пористости. Даже если при плавлении выделяются газы, процесс ведут до полного их удаления. В металлургических процессах при плавлении горных пород, называемых рудами, образуется сразу два плавленых материала – металл и шлак. Металл – важнейший из современных материалов – мы будем изучать отдельно. Шлак, т.е. «пустая порода», оставшаяся после выплавки металла, также находит применение в строительстве.

В данном разделе рассмотрим далее керамические материалы и стекло.

2. Керамика. Характеристика глины как сырья для керамики. Превращения глины при обжиге.

Определение. Глиняная, оксидная, карбидная керамика.

«Керамика — материалы и изделия, получаемые спеканием глин и их смесей с различными добавками, а также оксидов и др. соединений металлов». (Политехнический словарь)

По древности происхождения и по применению в изучаемой вами отрасли – строительстве – на первое место поставим глиняную керамику. Слово keramos пришло из древней Греции, где оно обозначало глину, предназначенную для производства гончарных изделий. Происхождение самого материала уходит корнями в глубокую древность. Керамические черепки находят в раскопках, относящихся к 13-12 тысячелетию до н.э. Обожженный кирпич был известен в древнем Вавилоне. Да и клинописные записи, из которых почерпнуты сведения о Вавилонском кирпиче, сделаны на пластинках из обожженной глины (они были записаны, конечно, на сырой глине и закреплялись обжигом).

К глиняной керамике относят все изделия из обожженной глины – от грубого кирпича до чашки из тончайшего фарфора. В торговле применяют термины кирпич, керамика, фарфор, фаянс, огнеупоры, однако, в технологическом отношении все это керамика, т.е. материалы и изделия, полученные обжигом глин различного состава с добавками при различной температуре до спекания. Значительно позже появились изделия из спеченных порошков неорганических соединений – оксидов, карбидов нитридов металлов, которые теперь применяют в радиотехнике и электронике.

Читайте так же:
Размеры печного витебского красного кирпича

В строительстве по-прежнему применяется только глиняная керамика. Распространенность глиняной керамики объясняется во многом свойствами сырья для ее изготовления – глины.

Пластичность — главная особенность глины для керамики.

«Пластичность — свойство твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после устранения этих сил». (Политехнический словарь)

Характерный признак пластичности глины – способность сохранять приданную форму изделия не только после формования, но и после обжига.

Пластичность глины обусловлена ее строением. Глина состоит из мельчайших частиц (около 0,01 мкм). В сухой глине создаются точечные контакты между частицами, при этом образуются объемные петли с пустотами, превышающими размеры самих частиц. При увлажнении глины вода внедряется, прежде всего, внутрь глинистых частиц, между плоскостями пластинчатых кристаллов алюмосиликатов. Частицы набухают, связи между ними ослабляются. При определенной влажности (wр) у глины появляется свойство раскатываемости. При дальнейшем увлажнении вода занимает пустоты в глине, промежутки между частицами. Контакты между частицами сохраняются вплоть до влажности текучести (wт), при которой частицы начинают «разъезжаться», глина течет. Свойство пластичности проявляется в промежутке между влажностью раскатываемости и влажностью текучести. Поэтому в технологии керамики и в науке о грунтах разность (в процентных пунктах) wт wр называют числом пластичности глины. Для строительной керамики, в частности, для кирпича наиболее подходят глины с числом пластичности от 7 до 15. Глины с меньшим числом пластичности плохо формуются во влажном состоянии (рассыпаются), их называют тощими глинами. Керамику из тощих глин можно получать только при добавлении обогащающих добавок – глин с большим числом пластичности, называемых жирными глинами. Для получения керамики из жирных глин с числом пластичности более 15 в них добавляют отощающие добавки (чаще всего песок). Без отощающих добавок жирные глины дают большую усадку при обжиге, что приводит к растрескиванию изделий.

Спекаемость глины – важнейшее ее свойство уплотняться при обжиге и давать прочный материал, называемый в общем случае «глиняный черепок» О степени спекания можно судить по водопоглощению остывшего черепка.(рис. 1)

При температуре tA, соответствующей точке А на рис.1, начинается спекание. Водопоглощение обожженной глины резко снижается по мере повышения температуры обжига, достигая минимума при температуре tС. Разность tС — tA называется интервалом спекания глины. Интервал спекания легкоплавких глин (для стенового кирпича) 50˚. 100˚, для огнеупорных, тугоплавких глин достигает 400˚.

Точка Б на рис.1 соответствует водопоглощению 5 % и температуре tБ. Материалы, обожженные при температуре ниже tБ и имеющие водопоглощение черепка выше 5 %, называют пористой керамикой. Материал, обожженный при более высокой температуре и имеющий водопоглощение менее 5 %, называется плотной керамикой.

Рис.1. Зависимость водопоглощения глиняного черепка от температуры обжига

К пористой керамике относится, например, обычный стеновой кирпич, плитки для облицовки стен (не считая слоя глазури, который относится к плавленым материалам). Плотная керамика – плитки для пола, дорожный кирпич, а также фаянс, полуфарфор, фарфор.

При температуре, выше tС, может наблюдаться вспучивание материала (вследствие химических реакций с выделением газа) и соответственно повышение его пористости и водопоглощения. При таких высоких температурах получают, например, упомянутый выше керамзит.

Химические реакции при обжиге глины.

Высокотемпературные процессы спекания и плавления всегда сопровождаются химическими превращениями. Поэтому нельзя сказать, например, что глиняный кирпич состоит из глины. Он изготовляется из глины, но в процессе обжига гидроалюмосиликаты, из которых состоит глина, превращаются в другие вещества. Здесь даются простейшие представления о превращениях при обжиге минерала белой глины, называемого каолинитом.

При t > 450°C каолинит теряет кристаллизационную воду, превращаясь в метакаолинит:

При t > 900°C (обычно 900° — это и есть температура начала спекания) метакаолинит разлагается, образуется муллит и кремнезем различных кристаллических модификаций:

метакаолинит муллит кремнезем

Расплав этих веществ (аморфный при затвердевании) связывает зерна кристаллов их, в чем и заключается спекание. Аморфный расплав, таким образом, выполняет функцию высокотемпературного вяжущего.

Спекание составляет сущность технологии, называемой керамической. Технологию, основным процессом которой является полное расплавление сырья, называют стекольной.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector