Технология производства силикатного кирпича

 

 

 

Таблица 1.2

Пористость песка

Песок	Диаметр зёрен, мм	Пористость, %
Крупный Средний Мелкий Пылеватый	2 – 1 1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,05	35 – 39 40 42 – 45 47 – 55

Влажность.

 В грунтах содержится  вода в виде пара, гигроскопическая, пленочная, капиллярная, в твердом  состоянии, кристаллизационная и химически связанная. Способность грунта удерживать в себе воду за счет молекулярных сил сцепления называют молекулярной влагоемкостью, а влажность, соответствующую максимальному смачиванию, – максимальной молекулярной влагоемкостью. Последняя возрастает по мере уменьшения размера фракций песка, что видно из табл. 1.3

Влажность песка в значительной мере влияет на его объем, что необходимо учитывать при перевозке песка в железнодорожных вагонах или баржах, а также при намыве его на карты. Наибольший объём пески занимают при влажности примерно 5%.

Таблица 1.3

Размеры фракций песка

Материал	Фракция, мм	Максимальная молекулярная влагоёмкость
Песок:  крупный  средний  мелкий    очень мелкий Глина	1 – 0,5 0,5 – 0,25 0,25 – 0,1 0,005 - 0	1,57 1,6 2,73 4,75 10,18 44,85

          Известь.

Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича.

Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого кальция CaCO3. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Известняк состоит из известкового шпата – кальцита – и некоторого количества различных примесей: углекислого магния, солей железа, глины и др. От этих примесей зависит окраска известняка. Обычно он бывает белым или разных оттенков серого и желтого цвета. Если содержание глины в известняках более 20%, то они носят название мергелей. Известняки с большим содержанием углекислого магния называются доломитами.

Мергель является известково-глинистой породой, которая содержит от 30 до 65% глинистого вещества. Следовательно, наличие в нем углекислого кальция составляет всего 35 – 70%. Понятно, что мергели совершенно не пригодны для изготовления из них извести и поэтому не применяются для этой цели.

Доломиты, так же как известняки, относятся к карбонатным горным породам, состоящим из минерала доломита (СаСО3*МgСО3). Так как содержание в них углекислого кальция менее 55%, то для обжига на известь они также непригодны. При обжиге известняка на известь употребляют только чистые известняки, не содержащие большого количества вредных примесей в виде глины, окиси магния и др.

По размерам кусков известняки для обжига на известь делятся на крупные, средние и мелкие. Размеры кусков известняка приведены в табл. 1.4

Таблица 1.4

Виды размеров известняка

Показатели	Размеры кусков
	Крупные	Средние	Мелкие
Предельный наибольший размер кусков в мм Предельный наименьший размер кусков в мм Допустимое содержание кусков ниже предельного наименьшего размера в %	400 200 3	200 80 3	80 30 3

Действующим ГОСТ 5331 – 55 установлены правила приемки известняков и методы их испытания. Размер партии известняка установлен в 100 т, причем остаток более 50 т считается также партией.

Содержание мелочи в известняке определяют, просеивая 1 т, породы через грохоты.

Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь. По химическому составу известь состоит из окиси кальция (СаО) с - примесью некоторого количества окиси магния (МgО).

Различают два вида извести: негашеную и гашеную; на заводах силикатного кирпича применяется негашеная известь. Технические условия на воздушную негашеную известь регламентированы ГОСТ 9179 – 59, согласно которому известь разделяется на три сорта. Требования к качеству извести изложены в табл. 1.5

При обжиге известняк под влиянием высокой температуры разлагается на углекислый газ и окись кальция и теряет 44% своего первоначального веса. После обжига известняка получается известь комовая (кипелка), имеющая серовато-белый, иногда желтоватый цвет.

Таблица 1.5

Технические условия на негашёную комовую известь.

Показатели	Сорта
	1	2	3
Содержание активных СаО+MgO, считая на сухое вещество, в % (не менее) Содержание непогасившихся зёрен в % (не более) Скорость гашения в мин:  быстрогасящаяся (до)  медленногасящаяся (более)	85   10   20 20	70   20   20 20	60   25   20 20

 

При взаимодействии комовой извести с водой происходят реакции гидратации СаО+ Н2О = Са(ОН)2; МgО+Н2О=Мg(ОН)2. Реакции гидратации окиси кальция и магния идут с выделением тепла. Комовая известь (кипелка) в процессе гидратации увеличивается в объеме и образует рыхлую, белого цвета, легкую порошкообразную массу гидрата окиси кальция Са(ОН)2. Для полного гашения извести необходимо добавлять к ней воды не менее 69%, т.е. на каждый килограмм негашеной извести около 700 г воды. В результате получается совершенна сухая гашеная известь (пушонка). Если гасить известь с избытком воды, получается известковое тесто.

К извести предъявляют следующие основные требования:

1) известь должна быть  быстрогасящаяся, т. е. время гашения  ее не должно превышать 20 мин.; применение медленногасящейся извести снижает производительность гасительных установок;

2) сумма активных окислов кальция и магния (СаО+МgО) в извести должна составлять не менее 85%;

3) содержание окиси магния  в извести не должно превышать 5%, так как магнезиальная известь  гасится медленно;

4) содержание недожженной  извести не должно превышать 7%, так как она не активна и не влияет на твердение кирпича при запаривании, а является балластом, увеличивающим расход извести и удорожающим себестоимость готовой продукции;

5) известь не должна  быть пережженной, так как в  таком виде она медленно гасится и вызывает растрескивание кирпича в запарочных котлах (автоклавах).

Известь нужно хранить только в крытых складских помещениях, предохраняющих ее от воздействия влаги. Не рекомендуется длительное время хранить известь на воздухе, так как в нем всегда содержится небольшое количество влаги, которая гасит известь. Содержание в воздухе углекислого газа приводит к карбонизации извести, т. е. соединению с углекислым газом и тем самым частичному снижению ее активности.

Погасившаяся известь может быть использована для производства силикатного кирпича. Однако вследствие того, что она после гашения превращается в мелкий и очень легкий порошок , применение ее связано с большими затруднениями: увеличиваются потери, повышается расход извести и себестоимость.

         Вода.

При производстве силикатного кирпича воду применяют на всех стадиях производства: при гашении извести, приготовлении силикатной массы, прессовании и запаривании кирпича-сырца, получении технологического пара.

Природная вода никогда не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит различные примеси, попавшие в нее из воздуха (растворенные газы, пыль, микроорганизмы). Растворенных веществ в такой воде немного и поэтому она называется мягкой. Вода, содержащая большое количество углекислых солей кальция и магния (карбонатных), называется жесткой. Применять жесткую воду в промышленных целях, например для получения технологического пара, без предварительного умягчения ее нельзя, иначе при кипении воды на стенках промышленных котлов образуется накипь, которая выводит их из строя. При снабжении котлов мягкой водой удлиняется срок их службы.

Борьба с накипью в паровых котлах осуществляется двумя способами: обработкой воды умягчением до поступления ее в паровые котлы и внутрикотловой обработкой.

Воду умягчают двумя способами: термическим и химическим. Термический способ основан на разложении карбонатной жесткости нагреванием воды до 85 – 1100, при этом образуются труднорастворимые выпадающие в осадок карбонат кальция и гидроокись магния. Этот способ обычно применяется в сочетании с химическим методом. Реагентами при этом являются едкий натр  и кальцинированная сода.

Внутрикотловая обработка заключается в растворении накипи соляной кислотой (5 – 7-процентным раствором), для чего через паровые котлы прокачивают раствор. Продолжительность промывки зависит от степени загрязнения (но не больше - 10 – 20 час.). По окончании кислотной промывки и после удаления кислоты котлы промывают слабым раствором щелочи.

Вода при нагревании превращается в пар; если воду нагревать в закрытом сосуде, например в котлах, то она будет испаряться с поверхности и пар будет накапливаться в пространстве над поверхностью воды до тех пор, пока между водой и образующимся из нее паром не установится динамическое равновесие, при котором в единицу времени столько же молекул воды испаряется, сколько и переходит обратно в жидкость. Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, из которой он образовался, называется насыщенным. В производстве силикатного кирпича для гашения силикатной массы и для запаривания кирпича-сырца применяется насыщенный пар, который производится в котельных.

Расчёт потребности сырья и материалов.

Потребность сырья и материалов рассчитывается из следующих параметров (см. табл. 1.6):

Исходная активность извести = 70%. Содержание извести в вяжущем = 80%. В этом случае, активность полученного вяжущего составит:

На 1т сухой известково-песчаной смеси для получения её активности необходимо взять 80*0,56 = 44,8 кг ИПВ и 955,2 кг песка.

Потребность сырья на 1000 шт. усл. кирпича.

1. Потребность песка:

0,9552*4,3 = 4,1т

С учётом 5%-ной карьерной влажности потребность песка составит:

4,1*1,05= 4,305т

2. ИПВ:

0,384*4,3= 1,6512

из них:  -извести 1,6512*0,8=1,32096т

-песка 1,6512*0,2=0,33024т

Таким образом, общее количество песка составит:

4,305+0,33024=4,63524т

С учётом 3% потерь смеси в процессе производства количество компонентов составит:

• Песок – 4,63524*1,03=4,8т
• Извести – 1,3296*1,03=1,4т

При проектной мощности 100 млн. шт. усл. кирпича потребность сырья составит:

• Песок – 4,8*100=480 тыс. т в год;
• Известь – 1,4*100=140 тыс. т в год

Таблица 1.6

Расчёт потребности сырья и материалов

№ п/п	Сырьевые компоненты, ед. измерения	Процент потерь	Норма расхода на единицу продукции	Расход с учётом потерь
				год	месяц	сутки	смена	час
1	Песок, тыс. т	3%	0,0048	480	40	1,7	0,57	0,071
2	Известь, тыс. т	3%	0,0014	140	11,7	0,5	0,17	0,021

Выбор и расчёт складов сырья и готовой продукции.