Что такое пластическое формирование кирпича

Производство керамического кирпича – технология, оборудование, стоимость

Общие требования к технологии производства керамического кирпича, в том числе и его окончательного товарного вида, определяются нормативным стандартом качества — ГОСТ 530-80 «Кирпич и камни керамические».

Согласно этим требованиям стандарта, кирпич керамический должен иметь следующие характеристики:

1. Длина — 250 мм
2. Ширина – 120 мм
3. Высота – 65 мм
4. Марка кирпича по его физической (кинетической) прочности – 100 -75
5. Плотность кирпича (минимальная) – 1350 кг на м. куб.
6. Коэффициент морозостойкости — не менее 25

По теплотехническим свойствам и плотности (объемной массе) кирпич керамический относится к группе эффективных, улучшающих теплотехнические свойства стен. Он может применяться для облицовочных работ и для рядовой кладки стен жилых и общественных зданий. К основным техническим требованиям, относящимся к производству кирпича, относятся следующие:

• Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями на лицевых поверхностях.
• Поверхность кирпичей может быть рифленой.
• Допускается изготовление кирпича с закругленными углами радиусом закругления до 15 мм.

Кроме этого имеются стандарты, определяющие допустимые размеры для производства керамического кирпича особой формы.

Виды полнотелых кирпичей

На сегодняшний день рынок строительных материалов предлагает достаточно большой перечень изделий для возведения стен. Однако классический полнотелый кирпич заслужено занимает лидирующие позиции. Он отлично сохраняет тепло внутри помещения, великолепно переносит повышенную влажность, устойчив к перепадам температурного режима, благодаря чему считается лучшим вариантом для проведения строительства в России.

Давайте рассмотрим основные виды кирпича более подробно.

Виды кирпичей, которые изготавливаются из различных сырьевых материалов :

Фото керамического полнотелого кирпича

— Керамический кирпич изготавливают из глины, а время от времени из нескольких видов сырья. После процесса формовки и сушки, заготовкам проводят обжиг при высоких температурах (не менее 1000 0 С). Кирпич, который прошел все этапы изготовления по установленному времени имеет матовую поверхность, а если по нем стукнуть, то слышен звонкий звук. По своей структуре он должен быть пористым и легким. Наличие наружных трещин и пустот внутри не допустимо.(Что такое керамический кирпич читайте в этой статье https://stroykirpich.com/keramicheskij-kirpich.html)

Фото силикатного полнотелого кирпича

— Силикатный кирпич изготавливается и особой смеси извести и песка. Готовое изделие характеризуется отличной звукоизоляцией и низкой теплопроводностью. К тому же, в отличие от керамического кирпича он намного тоньше и легче. Однако, при достаточно весомых «плюсах» существует и «минус» данного вида изделия. Это плохая влагоустойчивость. В связи с этим его, как правило, применяют исключительно для выполнения внутренних строительных работ.

Фото гиперпрессованный кирпич

— Производство гиперпрессованного кирпича предусматривает использование смеси, которая состоит из цемента, известняка и специального красителя. Полученный раствор плотно прессуют в заранее подготовленных формах. В результате получается брусок, имеющий идеальный окрас и безупречную форму. Как правило, такой материал используют для проведения работ по облицовке поверхностей. Можно встретить и такой вид кирпича, который носит название «рваный камень», поскольку он имеет неоднородную структуру.

Технологии производства

Пластичный метод

Технология производства керамического красного кирпича пластическим способом применяется на предприятиях чаще всего.

• Для него лучше всего использовать глину с добавкой песка (до 30 процентов).
• Чтобы глинистая масса лучше формовалась, ее после измельчения обрабатывают горячим паром, благодаря чему она нагревается до температуры от 45 до 50 градусов. Данный метод позволяет снизить расход электричества, а также повысить производительность ленточных прессов. И высушить сырец можно быстрее – процентов на 40 или 50.

Хорошо перемешанная (в глиносмесителе) и увлажненная до 18-25 процентов формовочная масса поступает на ленточный пресс, как правило, вакуумного типа. Где смесь уплотняется с помощью шнека, а затем проходит к мундштуку (детали с отверстием прямоугольной формы на выходе). В итоге получается как бы один длинный кирпич, который режется и укладывается на вагонетку специальным автоматом.

Сушка может занимать от трех до двадцати четырех дней. После высушивания кирпичи (влажность которых должна теперь составлять от 6 до 8 процентов) обжигают.

На видео ниже показан процесс производства керамического кирпича методом пластического формования:

Метод полусухого прессования

Производство керамического красного кирпича методом полусухого прессования хорошо тем, что позволяет использовать глину малой пластичности и требует меньше производственных площадей. А также он исключает процесс предварительной сушки кирпичей.

• При таком производстве измельченная на вальцах глинистая масса поступает в сушильный барабан, где достигает влажности от 6 до 8 процентов.
• После чего ее еще раз измельчают – уже в дезинтеграторе.
• Увлажняют до 8-12 процентов, хорошо перемешивают и приступают к формованию изделий. Здесь используются прессы гидравлического или механического типа.
• Сформованные кирпичи обжигают и везут на склад.

Метод полусухого производства красного кирпича запечатлен в данном видеоролике:

Сухой метод

Здесь можно и вовсе обойтись без сушки, так как изделия выпускаются из мелкого глиняного порошка, влажность которого составляет от 2 до 6 процентов. Их прессуют и обжигают, получая очень плотную керамику. Так делают некоторые виды напольной плитки и кирпичей для мощения дорог.

Передовые технологии в производстве керамического красного кирпича и их постоянное совершенствование привлекают многих людей как бизнес. Об этом — далее.

Структура керамического кирпича

Наличием или отсутствием пустот определяется структура материала. Полнотелый кирпич из обожжённой глины не имеет пустот. Используют его в строительстве фундаментов, для кладки несущих конструкций, вентиляционных каналов, дымоходов. Выдерживает большую нагрузку.

1. Плюсы — хорошая плотность, долговечность, морозостойкость, влагостойкость.
2. Минусы — высокая теплопроводность, тяжеловесность, высокая стоимость.

Чтобы снизить теплопроводность кирпича, кладку осуществляют в два ряда. Учитывая большой вес материала, применяют его для строительства зданий с мощным фундаментом. На изготовление идёт много сырья, это формирует цену изделия.

Установка кирпича

Пустотелый кирпич производится по той же технологии, но с полостями различных размеров и форм. Из него строят наружные стены жилых и промышленных объектов. Нельзя использовать при строительстве несущих стен.

1. Плюсы — небольшой вес, низкая степень плотности и теплопроводности, сохранение тепла за счёт воздушных пустот, доступная стоимость.
2. Минусы — хрупкий, уязвимый к воздействию влаги.

Изготовление полнотелого кирпича

Полнотелый керамический кирпич как и другие виды изделий проходит целый ряд процессов производства, соблюдение последовательности которых влияют на качество конечного продукта.

Для производства любого изделия необходимо первым делом добыть сырьевой материал, после чего важно правильно провести подготовку массы к дальнейшему ее применению. Далее проходит процесс формовки кирпича и его дальнейшая термообработка. Рассмотрим перечисленные этапы более подробно.

Способ пластического формования состоит из следующих этапов:

1. Подготовка сырья, то есть глины, которую необходимо увлажнить при помощи пара до состояния максимальной пластичности, чтобы она легко поддавалась формирования, исключив элементы каменистых включений.
2. Формование кирпича-сырца. Данный процесс автоматизирован. Лента сырьевого материала разрезается специальным устройством на заготовки определённого размера, немного больше, чем конечный продукт, поскольку после прохождения всех этапов производства глина дает усадку.
3. Этап сушки полуфабриката. Очень важно соблюдать технологию процесса высушивания заготовки. Необходимо медленно, но уверенно выполнять данную задачу, поскольку ускорение данного процесса может привести к растрескиванию кирпича, что недопустимо.
4. Обжиг заготовки выполняют в специальных печах. Температура нагрева печи варьирует в пределах 950-10000С. Однако следует придерживаться требований, заложенных в технологическом процессе.

«Способ полусухого прессования» предусматривает выполнение следующих процедур: сырье, то есть глина, увлажняется, после чего перетирается в порошок. Данной сыпучей массой наполняют формы для дальнейшего получение кирпича-сырца. Такой полуфабрикат практически сразу после формовки может быть отправлен на обжиг.

прессование кирпича схема

«Изготовление силикатного кирпича»

Сырьевой материал, состоящий из песка, молотой извести (негашеной) и воды смешивается до получения однородной массы, после чего выстаивается до тех пор, пока известь полностью не погасится. Далее полученную смесь прессуют в кирпич под очень высоким давлением, после чего полуфабрикат отправляется в специальное оборудование. Данный процесс проходит в течение 8-14 часов. На протяжении следующих 10-15 дней кирпичи выдерживают для карбонизации.

«Изготовление шамотного кирпича»

Шамотный кирпич является одной из разновидностей данного изделия. Изготавливается он в результате обжига измельченной огнеупорной глины предварительно обожженной. В качестве сырья можно использовать также измельченные брачные изделия из керамики.

Пластичный метод

Наиболее востребованная технология выпуска керамических кирпичей – пластическое формирование. При изготовлении стройматериала таким способом рекомендуется:

В качестве сырья применять глину, в которой будет содержаться песок, но его не должно быть при этом больше трети.

После того как глина прошла этапы дробления и измельчения, надо нагреть её с помощью горячего пара. Так температура сырья поднимется на уровень 45-50 градусов, что позволит сделать процесс формовки керамического кирпича более простым.

Как можно лучше перемешать полученную массу в специальном глиносмесителе для получения однородности.

Что касается нагревания сырья, то это не только делает глину более податливой для формирования керамического кирпича. Такой способ позволит сэкономить на электричестве и сделать ленточные прессы более производительными. Кроме того, сократится и период, нужный для производства изделия, поскольку сырье сушится почти в два раза быстрее.

После получения однородной массы её увлажняют (в сырье должно быть 18-25 процентов влажности) и отправляют на ленточный пресс, чаще всего вакуумный. С применением шнека материал уплотняют, а затем он отправляется к мундштуку. Как результат получают длинное изделие вроде целого «батончика» из брусков, который затем режут на отдельные блоки. Полученные изделия отправляют на сушку, время которой может сильно разниться (3 – 24 дня). Последний этап – обжиг.

Формование керамического кирпича

Производство керамического кирпича осуществляется способами пластического формования и полусухого прессования.
Пластический способ производства керамического кирпича осуществляется по следующей схеме (рис. 1). Поступившую на завод глину подвергают обработке до получения пластичной однородной массы. Для этого глиняное сырье сначала подвергают измельчению на вальцах: глиняная масса поступает на поверхность двух валков, которые вращаются навстречу друг другу, в результате чего глина втягивается в зазор между ними и измельчается.

Рисунок-1. Технологическая схема производства керамического кирпича по пластическому способу формования:

1 — ящичный подаватель; 2 — транспортер;3 — дробление глины и отделение камня на дезинтеграторных вальцах;4-—помол глины на бегунах; 5 — транспортер;6 — формование кирпича на ленточном прессе; 7 — резка кирпича-сырца на автомате.

Валки могут иметь разные диаметры и вращаться с неодинаковой частотой, в результате чего измельчение протекает интенсивнее. Для более эффективного измельчения к вальцам добавляют бегуны. Затем смесь поступает в глиносмеситель, где она увлажняется до 18…25% и перемешивается до получения однородной пластичной массы.

Тщательно приготовленная однородная масса поступает затем в ленточный пресс. Для получения кирпича более высокой плотности и улучшения формовочных свойств глин применяют вакуумные ленточные прессы (рис.2). Поступающую в ленточный пресс глиняную массу с помощью шнека уплотняют, после чего она подается к выходному отверстию — мундштуку. Из последнего выходит непрерывный глиняный брус, который попадает на автомат для резки и укладки кирпича-сырца на вагонетки камерных или туннельных сушил. Производительность ленточных прессов до 10 000 шт/ч. Срок сушки кирпича от 24 ч до 3 сут.

Рисунок-2. Ленточный вакуум-пресс:

1-шнековый вал пресса; прессующая головка; 3-мундштук; 4-глиняный брус; 5-нож; 6-вакуум-камера; 7-решетка; 8-глиномялка.

Процесс обжига условно можно разделить на три периода: прогрев, собственно обжиг и охлаждение. В период прогрева из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная влага, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса и разлагаются карбонаты. При обжиге происходит расплавление наиболее плавкой составной части глины, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, спекая массу. Период охлаждения сопровождается образованием камня.

Рисунок-3. Туннельная печь:

1-корпус печи; 2-вагонетка с кирпичом.

Обжиг кирпича производят в печах непрерывного действия — кольцевых и туннельных. Кольцевая печь представляет собой замкнутый обжигательный канал, условно разделенный на камеры. Эти печи отличаются высокой трудоемкостью и тяжелыми условиями труда, поэтому на новых заводах их не строят. Туннельная печь (рис. 3.) является наиболее совершенной. Она представляет собой канал сечением 3,5…5,5 м², длиной до 100 м. В канале уложены рельсы, по которым движутся вагонетки с кирпичом-сырцом.

Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения, — через которые последовательно в течение 18…36 ч проходят вагонетки скирпичом-сырцом. Туннельные печи наиболее экономичны из-за более механизированного производства, а также лучшего использования тепла. Брак кирпича в туннельных печах сравнительно небольшой.

〈 Производство кирпича полусухим способом

Полусухой способ производства керамического кирпича имеет преимущество перед пластическим. Он не требует сушки изделий и позволяет использовать малопластичные глины. Вместе с тем уменьшается потребность в производственных площадях и рабочей силе. Главное преимущество полусухого прессования перед пластическим формованием -сокращение затрат энергии.

На искусственную сушку 1000 шт. сырца пластического формования с влажностью 18-22% расходуется 100 кг условного топлива.Однако качество кирпича, получаемого полусухим способом, в частности морозостойкость, ниже, чем кирпича, полученного пластическим прессованием.

Рисунок-4. Технологическая схема производства кирпича методом полусухого формования:

1 — ящичный подаватель; 2 — ленточный транспортер;3 — дезинтеграторные вальцы;4 — циклон; 5 — сушильный барабан;6 — бункер; 7 — тарельчатый питатель;8 — дезинтегратор;9 — элеваторы;10 — грохот; 11 — глиносмеситель с пароувлажнителем;12 — питатель;13 — пресс

При полусухом способе формования (рис.4)сырьевые материалы после предварительного измельчения на вальцах высушивают в сушильном барабане до влажности 6…8%, затем измельчают в дезинтеграторе, просеивают, увлажняют до 8…12% и тщательно перемешивают. Подготовленную массу формуют (прессуют) на гидравлических или механических прессах производительностью до 10 000 шт/ч. Отформованный кирпич направляют в печь на обжиг и далее на склад.

Полусухим способом можно прессовать не только полнотелый кирпич, но и пятистенный, дырчатый, а также различные керамические плитки.
Кирпич керамический обыкновенный применяют для наружных и внутренних стен, столбов, сводов и других несущих конструкций. Кирпич полусухого прессования использовать для фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя не допускается вследствие пониженной его морозостойкости.

Сушка керамического кирпича

〈Сушка сырца
Формовочная влажность стеновых керамических изделий, изготовляемых способом пластичного формования, обычно составляет 18 — 22%, хотя уже появились ленточные прессы для формования сырца из масс влажностью 14 — 16%. Сырец полусухого прессования имеет влажность 8 — 10%. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге.

Сушку сырца проводят в туннельных и камерных сушилках.

Туннельные сушилки на кирпичных заводах работают по принципу противотока (рис. 5).

Рисунок-5. Схема туннельной сушилки:

1 — камера туннель; 2 — узкоколейный путь; 3 — приточный канал; 4, 6 —заслонки; 5 — двери; — 7-вытяжной канал

Сырец на вагонетках движется по туннелю навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Длительность сушки кирпича-сырца в туннельных сушилках составляет 16 — 36 ч при начальной температуре теплоносителя 120 — 150°С.Камерные сушилки представляют собой систему камер, каждая камера обогревается горячим воздухом или горячими газами, отходящими из печей. В стены камер встроены лопастные реверсивные вентиляторы, создающие интенсивную циркуляцию теплоносителя внутри камеры. После сушки керамические изделия, имеющие влажность не более 5%, поступают в печь.

Обжиг керамического кирпича

〈 Обжиг в туннельных печах

Обжиг завершает изготовление керамических изделий. В процессе обжига формируется их структура, определяющая технические свойства изделия. По данным М. И. Рогового, суммарные затраты на обжиг достигают 35 — 40%, а потери от брака составляют около 10% себестоимости товарной продукции.
Обжиг керамических изделий осуществляют в туннельных печах с автоматическим управлением (хотя на действующих кирпичных заводах еще работает значительное количество кольцевых печей).

Туннельная печь представляет собой длинный канал, выложенный внутри огнеупорной футеровкой. Вагонетки с изделиями, составляющие сплошной поезд, перемещаются в печи и постоянно проходят зоны подогрева, обжига и охлаждения: при подаче новой вагонетки с сырцом в зону подогрева из зоны охлаждения выходит вагонетка с обожженными изделиями.

Следовательно, процесс обжига керамических изделий можно условно разделить на три последовательных этапа:

1) постепенное удаление влаги из сырца,
2) обжиг сырца,
3) постепенное охлаждение обожженных изделий.

Максимальная температура обжига кирпича и других стеновых керамических изделий (950 — 1000°С) необходима для спекания керамической массы. Спекание происходит вследствие цементирующего действия расплава эвтектик (жидкостное спекание), реакций в твердой фазе и кристаллизации новообразований.

При избыточном количестве расплава, что характерно для пережога, изделия теряют свою форму, оплавляются с поверхности. Недожог обусловлен незавершенностью процесса спекания. Он проявляется в характерных признаках: «алый» цвет кирпича, снижение прочности, сильное уменьшение водостойкости и морозостойкости и др.

В туннельных печах щелевого типа достигается равномерность обжига, а следовательно, высокое качество и однородность продукции.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!