Реферат: История создания и технология производства кирпича
Строительныйкирпич.1. Что представляет собойкирпич. Немного истории.Как следуетиз Большой Советской Энциклопедии, “строительный кирпич — искусственный каменьправильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающийкамнеподобные свойства после обжига или обработки паром. По виду исходногосырья и по способу изготовления различают силикатный кирпич (известково-песчянный ), получаемый автоклавным способом, и глиняный обожженный( обыкновенный и лицевой ).”
В бывшем Советском Союзе главнымобразом производили кирпич размером 250х120х65 мм, а также 250х120х88 мм ( т.н.полуторный ). В зависимости от предела прочности при сжатии ( в кгс/см2 илиМПа) кирпич подра зделя<span Times New Roman""><span Times New Roman"">ю
т на марки 75, 100, 125, 150, 200, 250,300.Кирпич является самым древнимстроительным материалом. Хотя вплоть до нашего времени широчайшеераспространение имел во многих странах необожённый кирпич-сырец, часто сдобавлением в глину резанной соломы, применение в строительстве обожженногокирпича также восходит к глубокой древности ( постройки в Египте, 3-2-етысячелетие до н.э. ). Особенно важную роль играл кирпич в зодчествеМесопотамии и Древнего Рима, где из кирпича ( 45х30х10 ) выкладывали сложныеконструкции, в том числе арки, своды и т.п. Ярким примером использованиякирпичного строительства в России времён Иоанна 3 стало строительство стен ихрамов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера. “… икирпичную печь устроили за Андрониковым монастырём, в Калитникове, в чёможигать кирпич и как делать, нашего Русскаго кирпича уже да продолговатее итвёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыкамиповелели мешать, как на утро засохнет, то и ножем невозможно расколупить.” До19-го века техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоёмкой.Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольныхпечах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине 19-го векабыли построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившиепереворот в технике производства кирпича. В это же время появилисьглинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки. В наше время более 80%всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которыхимеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200млн. шт.в год.
2. Материалы для производствакирпича. Технология подготовки глин.Для производства обыкновенногостроительного кирпича применяют всевозможные простые сорта легкосплавных песчанистых глин, а иногда и мергелистыеглины, не содержащие вредных примесей грубых камней, известковых “ дутиков”,колчедана, гипса, крупных включений органических веществ и т.п.
При небольших производствахразработку глины производят вручную, а при больших часто применяют экскаваторыи механические лопаты, что также зависит от свойства глины, характера еёзалегания и т.д. Разработку очень плотных залежей глины производят взрывнымспособом.
На разработке глины получилираспространение одноковшевые и многоковшевые экскаваторы. При некаменистых, ноочень плотных глинах применяют экскаваторы с определённо направленнымиковшевыми цепями. Эти машины имеют более сильные двигатели, но изнашиваютсяскорее. Производительность экскаватора зависит от характера глины, глубины еёзалегания, типа экскаватора и мощности двигателя и составляет от 15 до 60м3/час ( от 4800 до 19200 кирпичей ). Доставка глины на завод производится вопрокидывающихся вагонетках.
При производстве строительногокирпича подготовка глины производится одним из следующих способов. Глину,подаваемую с карьера, сбрасывают в творильные бетонированные ямы, где онапослойно разравнивается, заливается водой и оставляется на 3-4 дня. Затем глинуподают сначала в склад или непосредственно на завод для переработки на машинах.По другому способу глину непосредственно с карьера подают на завод к дробильнойи увлажняющей машине. В целях получения более однородной массы глину подвергаютвыветриванию и вымораживанию в невысоких ( около 1м высотой и 2м шириной ) наоткрытом воздухе. Способ обработки сырья зависит от его характера и родаизделия.
Для выделения камней из глиныприменяют иногда камневыделительные вальцы. Эти вальцы одновременноперерабатывают глину как гладкие вальцы. Камни подводятся к одному концувальцов спиралями и по желобу выбрасываются.
Во многих случаях качество глинытаково, что она может непосредственно поступать в ящичный питатель ( бешикер ),состоящий из 2-4 отделений, в зависимости от числа смешиваемых сортов глины (жирной и тощей ). У выходного отверстия питателя помещается вращающийся вал снасаженными на него кулаками или подвижная грабля, которые подают подошедшую квыходному отверстию питателя глину, частично разбивают попадающиеся на путикуски и сбрасывают глину под бегуны. Под бегунами глина хорошо размалывается ипродавливается через дырчатую тарелку бегунов ( величина отверстий около 3 мм.). В бегуны нередко подбрасывают бракованный сырец. Иногда между питателем и бегунами( большей частью при производстве черепицы ) устанавливается увлажняющий шнек,куда поступает необходимое количество воды. Добавка воды к массе частопроизводится во время обработки её бегунами. В этом случае применяют такназываемые мокрые бегуны.
3. Формование, сушка и обжиг кирпича.Глина из-под бегунов проходит однуили две пары гладких вальцов и поступает в кирпичный ленточный пресс, который соединяютс резательным аппаратом. Проволока резательного автомата отрезает кирпич от глинянойленты и мгновенно отходит обратно. Отрезанный кирпич попадает ( на ребро ) наподкладочные деревянные рамы, движущиеся на 2-3 см. ниже глиняной ленты. Таккак скорость движения рам несколько больше, чем глиняной ленты, то междуотрезанными кирпичами образуются промежутки, необходимые при последующей сушке.После расфасовки по рамам, сырец подаётся в сушильную камеру. По заполнениикамера плотно запирается и обогревается.
Сушка кирпича производится в сушилахследующих типов с естественной сушкой, с искусственной и комбинированной.Естественные способы применяются главным образом, при небольшойпроизводительности завода. Естественная сушка довольно продолжительна и прибольшом объёме производства не вполне рентабельна, так как требуется многоскладского пространства и успех работы в значительной степени зависит отпогоды. Для искусственной сушки применяют тепло отработанного пара, остывающегообожженного кирпича, а в некоторых случаях тепло дымовых газов. Нагретый воздух( 350-400 С ) отсасывается из обжиговой печи эксгаустром и подаётся в сушильнуюкамеру. Благодаря постепенному подъёму температуры, в закрытой сушильной камерес течением времени образуются испарения воды без заметного движения воздуха.Это весьма благоприятно влияет на сушку кирпича, особенно из чувствительных крежиму сушки глин в первый период. Сырец нагревается во влажном воздухе ипреждевременного высыхания его поверхности не происходит, а влага равномерноиспаряется из всей массы сырца. Для обеспечения равномерности тяги и работы впечи устанавливают вентиляторы. Газы продуктов горения используются для сушки сравнительнореже, т.к. они действуют разрушающим образом на дерево и железо. Их следуетпропускать по трубам или каналам под полом сушилки.
Высушенный кирпич при помощиразличного рода подъёмников и вагонеток подаётся в печь для обжига. Обжигкирпича обычно производится в кольцевых печах или “ зиг-заг “, а в последнеевремя в туннельных печах. Данная операция производится при температуре от 900до 1000 градусов. При получении же так называемого “железняка” обжигпроизводится до начала спекания. В зависимости от состава глины и часто отстепени обжига изделия получают различную окраску: при нормальном обжиге — красную, при слабом — розовую, при сильном — темно-красную. Имеются такжеглины, богатые известью, придающие кирпичу желтую или розово — желтую окраску.Хороший стеновой кирпич должен иметь матовую поверхность ( не стекловидную ),при ударе давать звонкий, ясный звук, не иметь трещин на лицевых сторонах (ложковой и тычковой ), раковин и внутренних пустот. Он должен иметь однородныйизлом, быть достаточно пористым и лёгким. Согласно ОСТ 90035-39 в зависимостиот прочности и других показателей кирпич делится на сорта: марка 150, марка100, марка 75.
4. Сорта кирпичей.Кроме обыкновенного строительногокирпича вырабатываются ещё так называемые фасонные сорта: лекальные (для кладкикруглых дымовых труб и сводов), клиновые, карнизные и т.п. Кроме того, делаютпустотелые и фасонные кирпичи и легковесные кирпичи, которые получили широкоеприменение в строительстве.
Облицовочный кирпич (лицевой,фасонный) изготовляется из чистых однородных глин, обладающих повышеннойвязкостью и имеющих раннее спекание, с интервалом не менее 100-200 градусов.Глины должны быть свободны от крупных включений и не содержать растворимыхсолей. Облицовочный кирпич может быть полнотелым или пустотелым и изготовляетсякак пластическим, так и полусухим способом. Фактура на лицевой поверхностикирпича достигается с помощью приспособленных к мундштуку валиков собработанной рельефом поверхностью или путём допрессовки сырца в подвяленномсостоянии. Облицовачный кирпич применяется, главным образом, для облицовкифасадов зданий (декорирования окон, дверей, карнизов и пр., изготовляетсяразных профилей.
Легковесный пористый кирпичприменяется для возведения стен и как заполнитель каркасных зданий. Отличаетсяот обычного строительного кирпича меньшей теплопроводностью. Он изготовляетсяиз смеси глины с древесными опилками, торфом или другими органическими материалами,которые при обжиге выгорают и оставляют в массе киприча поры. Для изготовлениялегковесного кирпича применяют жирные чистые глины, не содержащих постороннихвключений. Технология производства в основном аналогична технологиипроизводства обычного строительного кирпича. Согласно ОСТ 4729 легковесныйпористый кирпич должен иметь размеры 250х120х65 мм; в зависимости от объёмноговеса он подразделяется на марки :
Сухойспособ производства строительного кирпича не требует устройства специальныхдорогостоящих сушильных установок, так как отпрессованный киприч, неподвергаясь сушке, непосредственно илипосле вылеживания в течении суток поступает в обжиговую печь. При производствекирпича методом сухого прессования используют тощие глины. В процессепроизводства принимают участие прессы ударного действия, рычажные иревольверные. Обжиг происходит в печах типа гофманских и реже “зиг-заг”, атакже в тунельных печах с небольшим сечением обжигательного канала, чтобыизбежать значительных перепадов температур. Температура обхига колеблется от950 до 1100 градусов и редко выше.