Общая схема производства керамических изделий

 

Производство керамических изделий включает следующие этапы: карьерные работы, механическую обработку глиняной массы, формование изделий, их сушку, обжиг и декорирование поверхности.

Карьерные работы. Они включают добычу глины в открытых карьерах, транспортирование ее на заводы по производству керамических изделий и хранение промежуточного запаса глины. При хранении происходит т.н. вылеживание глины – технологическая операция, в результате которой, под действием переменной температуры и влажности, глиняные частицы распадаются на более мелкие агрегаты.

Механическая обработка глиняной массы. Она осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин и имеет целью выделение или измельчение каменистых включений, гомогенизацию керамической массы и введение необходимых добавок.

Выделение каменистых включений из глины осуществляют, пропуская ее через винтовые камневыделительные вальцы или применяя другие специализированные машины. Практически полного выделения камней из глины можно добиться гидравлическим обогащением. Глину распускают в глиноболтушках, а затем пропускают через сито и обезвоживают. Измельчение глины производят после выделения каменистых включений. После измельчения глину с необходимым количеством воды и добавками проминают в специальных глиномялках, представляющих собой цилиндрическую конструкцию, в центре которой вращается вал с лопастями. В результате получают однородную (гомогенную) керамическую массу.

Формование керамических изделий. Задачей формования является придание глиняной массе геометрической формы и размеров будущего изделия. В результате образуется заготовка керамического изделия – сырец. Формование производят тремя способами:

- пластическое формование. Изделия стеновой керамики формуют из пластичных (с влажностью 18 – 28%) глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными при давлениях до 7 МПа;

- полусухое прессование. Оно производится в пресс-формах на одно или несколько керамических изделий. Керамические изделия формуются на гидравлических или механических прессах способом полусухого прессования под давлением 15 – 40 МПа из керамических пресс – порошков с влажностью 8 – 12%;

- способ литья (или шликерный). Этим способом изготавливаются в основном тонкие глазурованные плитки на конвейерных автоматизированных линиях, а также изделия сложной конфигурации (например, санитарно-техническая керамика). При производстве плитки сырьевая масса с влажностью 40 – 60% разливается на керамические пористые поддоны и покрывается глазурным слоем. Двигаясь по конвейеру, керамическая масса быстро подсыхает на пористом поддоне и поступает сначала на зачистное, а затем на режущее устройство, разрезающее подсохшую массу на плитки заданного размера. При производстве сложных керамических изделий используют гипсовые формы.

Сушка сырца. Формовочная влажность изделий, изготовленных различными методами формования, различна. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушку проводят в туннельных сушилках, в которых по принципу противотока сырец движется навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Сушка протекает при t^о = 120-150^оС в течении 16-36 часов. На современных автоматических заводах используют туннельные щелевые сушилки, в которых время сушки сокращается до 5-7 часов.

Обжиг изделий. Обжиг является важнейшим и завершающим этапом производства изделий строительной керамики. Для обжига используют кольцевые и туннельные печи. В кольцевых печах обжиг продолжается в течение 1,5 –3 суток, в туннельных печах от 18 до 24 часов, проходя зоны подогрева, обжига и охлаждения. Максимальная температура обжига составляет:

- для кирпича и камней керамических – 950 - 1100 ^оС;

- для облицовочной керамики - 1000 - 1200 ^оС;

- для санитарно-технической керамики - 1150 - 1300 ^оС;

- для кислотоупорной керамики - 1200 - 1300 ^оС;

- для огнеупорной керамики - 1350 - 2000 ^оС;

Декорирование изделий. Оно происходит либо в процессе формования (нанесение рельефной структуры на лицевую поверхность, торкретирование, ангобирование), либо после сушки или после обжига изделий (глазурование, окрашивание специальными красками). Поверхностное окрашивание осуществляется подглазурными и надглазурными красками. Подглазурные краски наносятся на неглазурованные изделия, которые покрываются глазурью и обжигаются. Надглазурные краски наносятся на глазурованные обожженные изделия и закрепляются последующим обжигом. Краски наносят различными способами: распылением с применением трафарета или без него, с помощью переводных рисунков, сериографией (продавливанием через сетку-трафарет цветных мастик с последующим их глазурованием и обжигом).

 

Виды керамических изделий

Конструкционная строительная керамика

Изделия конструкционной строительной керамики в основном представлены керамическим кирпичом и камнями, панелями из керамического кирпича и кирпичом для дымовых труб.

Кирпич керамический полнотелый (ГОСТ 530-2007). Условное обозначение кирпича керамического полнотелого К 0 (кирпич одинарный). Он имеет форму прямоугольного параллелепипеда размерами 250±4х120±3х65±3 мм с прямыми ребрами, четкими гранями и ровными лицевыми поверхностями. Кирпич не должен иметь механических повреждений в виде отбитостей. Допускается одна сквозная трещина длиной менее 30мм. Также кирпич не должен иметь недожега и пережега.

Свойства кирпича. Средняя плотность r_о = 1600 - 2300 кг/м³, коэффициент теплопроводности l = 0,5 – 0,8 Вт/м С. В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич делят на марки: М 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250 и 300. Морозостойкость кирпича должна быть не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания. По морозостойкости кирпич подразделяют на марки: F 15, 25, 35 и 50.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен, кладки печей и дымовых труб. Не применяют полнотелый кирпич для цоколей и фундаментов ниже гидроизоляционного слоя, а также для наружных стен с повышенной влажностью из-за низкой морозостойкости. К недостаткам кирпича можно отнести его большую среднюю плотность и высокий коэффициент теплопроводности. Этих недостатков лишены пустотелые керамические изделия (т.н. эффективные керамические изделия) - пустотелый кирпич и керамические пустотелые камни.

Кирпич керамический пустотелый (ГОСТ 530-2007). Его изготавливают из легкоплавких глин. Он может быть одинарным размером 250х120х65 мм (КП 0), и утолщенным (КП У) размером 250х120х88 мм. Пустоты в нем могут располагаться перпендикулярно или параллельно основанию (рис. 5). Чаще пустоты располагаются перпендикулярно, но выпускают кирпич и с горизонтально расположенными пустотами, например, кирпич КУГ – укрупненный с горизонтальными пустотами. Пустоты могут быть сквозными или несквозными, по форме - круглыми, квадратными, прямоугольными, овальными, щелевыми или сотовыми. Число пустот может составлять от 2 до 60 штук, пустотность - от 10 до 33%. Средняя плотность 700-1500 кг/м³. Марки пустотелого кирпича по прочности при сжатии М 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 250, марки по морозостойкости F 15, 25, 35 и 50. Коэффициент теплопроводности l = 0,3 – 0,6 Вт/м^оС.

 

Рисунок 5 – Кирпич керамический пустотелый:

а) с вертикальными пустотами (КП-0, КП-У);

б) с горизонтальными пустотами (КУГ)

 

Камни керамические пустотелые(ГОСТ 530-2007). Размеры камней больше, чем у кирпича. В основном выпускаются керамические камни следующих размеров: камень К 250х120х138 мм; камень КМ (модульный) 288х138х138 мм; камень КМУ (модульный утолщенный) 288х288х88 мм и др. Применение керамических камней повышает производительность труда при кладке стен, а также приводит к уменьшению количества швов. Пустотность камней 25 – 37%, марки по прочности при сжатии М 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 250, по морозостойкости F 15, 25, 35 и 50.

В табл. 2 приведены примеры условных обозначений керамических изделий.

 

Таблица 2 - Примеры условных обозначений керамических изделий

 

Характеристика изделия	Условное обозначение
Кирпич керамический полнотелый одинарный марки по прочности 100, марки по морозостойкости F15	Кирпич К-0 100/15 ГОСТ 530-95
Кирпич керамический пустотелый одинарный марки по прочности 150, марки по морозостойкости F15	Кирпич КП-0 150/15 ГОСТ 530-95
Кирпич керамический пустотелый одинарный фигурный марки по прочности 100, марки по морозостойкости F25	Кирпич КФП-0 100/25 ГОСТ 530-15
Кирпич керамический утолщенный марки по прочности 125, марки по морозостойкости F25	Кирпич КП-У 125/25 ГОСТ 530-95
Кирпич керамический утолщенный с горизонтальным расположением пустот марки по прочности 100, марки по морозостойкости F15	Кирпич КУГ 100/15 ГОСТ 530-95
Камень керамический марки по прочности 100, марки по морозостойкости F15	Камень К 100/15 ГОСТ 530-95
Камень керамический модульный марки по прочности 200, марки по морозостойкости F35	Камень КМ 200/35 ГОСТ 530-95
Камень керамический укрупненный с горизонтальными пустотами марки по прочности 50, марки по морозостойкости F15	Камень КУГ 50/15 ГОСТ 530-95

 

Панели из керамического кирпича. Кирпичные панели различных видов изготавливаются на стендах непосредственно в условиях строительной площадки и в цехах кирпичных заводов (табл. 3).

 

Таблица 3 -Конструкции панелей и преимущества их использования

 

Конструкция панелей	Преимущества использования панелей
1.Панель из лицевого кирпича толщиной в ½ кирпича заданных размеров и формы. 2.Трехслойная кирпичная панель толщиной в два слоя по ½ кирпича с утеплителем посередине. 3.Панель трехслойная: 2 внешних слоя по1/2 кирпича и средний слой утеплителя толщиной 50-100 мм. 4.Панели-перегородки в ½ кирпича.	1.Расход кирпича и раствора уменьшается почти в два раза по сравнению с обычным методом строительства зданий из кирпича. 2.Высокая прочность, морозостойкость и сейсмостойкость. 3.Для раствора не требуется специальных зимних добавок. 4.Отсутствие высолов на поверхности кирпича при строительстве в осенне-зимний период. 5.Эстетика внешнего вида высококачественной кирпичной кладки. 6.Гибкость выбора цвета кирпича и цвета раствора. 7.Простота изготовления.

 

Кирпич глиняный для дымовых труб. Предназначен для кладки кирпичных и футеровки железобетонных промышленных дымовых труб при температуре нагрева кирпича не более 700^оС. Он может быть полнотелым и пустотелым, различной геометрической формы - параллелепипед, клинообразный, в том числе и изогнутый (лекальный кирпич). Марки по прочности М 125, 150, 175, 200, 250 и 300, по морозостойкости F 25, 35, 50.

 

Облицовочные керамические изделия

Они подразделяются на керамические изделия для облицовки фасадов, а также на керамические изделия для внутренней облицовки стен и плитку для полов.

Керамические изделия для облицовки фасадов. Фасадные керамические изделия применяют для облицовки стеновых панелей, блоков, цоколей зданий, для отделки архитектурных элементов фасадов здания – поясов, карнизов и создания декоративных панно. Они должны обладать большой водонепроницаемостью, чтобы не пропускать воду к основному материалу стен, быть прочными и морозостойкими, иметь красивый внешний вид, правильную геометрическую форму и цвет, не меняющийся под действием ультрафиолетовых лучей в течение длительного времени.

Плитки. Основными типоразмерами крупноразмерных плиток для фасадов являются: квадратные 50х50 мм, 150х150 мм, 200х200 мм, прямоугольные 150х75 мм, 200х100 мм,200х150 мм, 250х100 мм и др. Крупноразмерные плитки размером 250х140мм изготовляют неглазурованными и глазурованными. Цокольные глазурованные плитки размером 150х75мм используют для облицовки цоколей зданий и подземных переходов. Эти плитки имеют плотный черепок и водопоглощение не более 5%. Для облицовки фасадов часто используют плитки типа “кабанчик” размером 120х65мм. Для отделки сборных конструкций на заводах используются мелкоразмерные коврово-мозаичные плитки размерами 48х48мм и 22х22 мм, а также типа “брекчия” – ковры, набранные из плиточного боя.

Водопоглощение по массе плиток для наружной облицовки не должно превышать 9% для стеновых и 5% для цокольных. Морозостойкость не менее F 40 для стеновых и F 50 для цокольных, предел прочности при изгибе не менее 16 МПа для стеновых и 18 МПа для цокольных.

Кирпич и камни лицевые. Их применяют для кладки и одновременной облицовки наружных стен зданий. Они могут быть объемноокрашенными путем введения в сырьевую массу добавок - пигментов, или обладать декоративно оформленной лицевой поверхностью (гладкой, рельефной и офактуренной). Для получения рельефной фактуры влажный кирпич-сырец обрабатывают специальными гребенками и рифлеными валиками. Офактуренный кирпич может иметь глазурованную, ангобированную или торкретированную лицевую поверхность. Глазурованные кирпичи изготавливают нанесением глазурной суспензии на лицевые грани. Глазурь может быть глухая и прозрачная, блестящая и матовая. Ангобированные кирпичи получают нанесением на лицевую поверхность кирпича ангобной суспензии (красочного состава на основе белой или цветной глины) на стадии формования. После сушки и обжига образуется декоративное матовое керамическое покрытие толщиной 0,1- 0,3 мм. Цвет ангоба зависит от цвета используемых материалов и керамических пигментов. Торкретированный кирпич получают нанесением с помощью пескоструйной установки минеральной крошки на лицевые поверхности кирпича на стадии формования с последующей сушкой и обжигом. Лицевая поверхность кирпича имеет после обжига шероховатый вид и цвет использованной минеральной крошки. Крошка может изготавливаться из окрашенного песка, дробленых горных пород (мрамора гранита и др.), битого стекла, слюды и т.д.

Керамические изделия для внутренней отделки. К изделиям для внутренней отделки предъявляются требования по водонепроницаемости, часто по химической стойкости; они должны иметь красивый внешний вид и правильную геометрическую форму.

Плитки для стен. Они выпускаются квадратными 150х150 мм, 200х200 мм, 100х100 мм; прямоугольными 150х100 мм и 150х75 мм, 200х150, 250х200, 300х200 и др., а также фасонными (угловыми, карнизными, плинтусными). При обжиге плитки получаются пористыми, лицевая поверхность их покрывается глазурью, которая придает плиткам водонепроницаемость и стойкость против воздействия слабых растворов кислот и щелочей. Плитки выпускаются плоскими или рельефными, глазурованная поверхность их может быть белой, цветной или орнаментированной. Водопоглощение по массе плиток не должно превышать 16%, предел прочности при изгибе – не менее 15МПа.

Они применяются для облицовки стен кухонь и санитарных узлов жилых и общественных зданий, школ, детских и лечебных учреждений, торговых предприятий, зданий с повышенным влажностным режимом эксплуатации (бань, прачечных, бассейнов и др.), а также лабораторных помещений.

Плитки для полов. Они изготавливаются из тугоплавких и огнеупорных глин и представляют собой плотные керамические изделия с водопоглощением по массе менее 3,5% и высокой истираемостью не более 0,18 г/см². Предел прочности при изгибе таких плиток должен составлять не менее 25МПа. Основными типоразмерами плиток для полов являются: 300х300 мм, 333х333 мм, 500х500 мм, 300х500 мм и др. Недостатком является их большая теплопроводность и трудоемкость при укладке.

 

Специальные керамические изделия

Керамическая черепица. Керамическая черепица используется в качестве кровельного материала для жилых и общественных зданий. Она представляет собой один из старейших долговечных и огнестойких кровельных материалов. Черепичная кровля долговечна, экономична в эксплуатации, огнестойка, защищает сооружение от солнечной радиации. К недостаткам черепицы можно отнести ее большой вес, хрупкость (она не выдерживает больших снеговых нагрузок, поэтому ограниченно применяется в районах с суровым климатом) и трудоемкость производства. Выпускают черепицу пазовую ленточную, S – образную ленточную и коньковую желобчатую.

Керамические трубы. Трубы керамические предназначены для строительства безнапорных сетей канализации, транспортирующих промышленные, бытовые и дождевые неагрессивные и агрессивные сточные воды, а также для устройства закрытого дренажа на мелиоративных системах.

Дренажные трубы изготавливают из высокопластичных глин. Водопоглощение их не более 15%, морозостойкость – не ниже 15 циклов. Применяют дренажные трубы при мелиоративных работах, а также для осушения грунтового основания под зданиями.

Канализационные трубы изготавливают из тугоплавких глин и используют для отвода сточных бытовых и промышленных вод. Водопоглощение их не более 8%, кислотостойкость не менее 93%. Снаружи и изнутри они покрываются кислотостойкими глазурями.

Санитарно-технические изделия. Санитарно-технические изделия предназначены для санитарно-гигиенического и хозяйственного применения и представлены умывальниками, унитазами, смывными бачками и другим оборудованием санитарно-технических узлов жилых и производственных зданий. Их изготавливают из беложгущихся глин: фарфора, фаянса и полуфарфора. Поверхность изделий для придания водонепроницаемости покрывается глазурями, белыми или цветными. Водопоглощение их не должно превышать более 9%.

Кислотоупорная керамика. Она предназначена для футеровки различных реакционных аппаратов, для защиты строительных конструкций, работающих в условиях кислых агрессивных сред, а также для футеровки дымовых труб, которые служат для отвода газов, содержащих агрессивные вещества.

Изделия кислотоупорные футеровочные выпускают в виде кирпича, плиток и фасонных изделий.

Кислотоупорный кирпич выпускают 3 классов: А, Б и В. По форме он может быть прямой, клиновидный, радиальный и фасонный.

Плитки кислотоупорные и термокислотоупорные. Они бывают керамические фарфоровые, термокислотоупорные дунитовые, кислотоупорные шамотные, кислотоупорные для строительных конструкций. По форме плитки могут быть квадратными, прямоугольными, клиновыми.

Огнеупорная керамика. Огнеупорными называются материалы, применяемые для сооружения различных печей, топок и аппаратов, работающих в условиях высокотемпературного (выше 1000^оС) нагрева. Они бывают по степени огнеупорности огнеупорными (до 1770^оС), высокоогнеупорными (до 2000^оС) и высшей огнеупорности (более 2000^оС). Огнеупорные керамические материалы изготавливают в виде кирпича, полуцилиндров (скорлуп) и сегментов.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: