Процессы и аппараты уплотнения известково-песчаной смеси при производстве силикатного кирпича

Саратовский государственный  технический университет

имени Гагарина Ю.А.

 

Кафедра «Строительные материалы и технологии»

 

 

 

Процессы и  аппараты уплотнения известково-песчаной смеси при производстве силикатного  кирпича

Пояснительная записка 

к курсовому  проекту по дисциплине

 «Процессы  и аппараты технологии строительных  изделий» 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.б1СТЗС-31

                       Васильев В.Д.

Проверил:  доцент каф. СМТ, к.т.н.

                      Страхов А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2012

Реферат

 

Данный курсовой проект состоит из пояснительной записки, содержащей 23 листа печатного текста, включающего: 3 таблиц, и основанной на 4 литературных источниках, и графической части состоящей из 2 листов формата А1 (технологическая схема, установка – револьверный пресс).

 

Ключевые слова: силикатный кирпич, известь, песок, технологии, уплотнение, смесь, пресс, процесс, автоклав, рычаг.

 

     Целью данного курсового проекта было рассчитать и запроектировать тип и необходимое количество установок для уплотнения известково-      песчаной смеси при производстве силикатного кирпича. В работе рассмотрены различные технологии уплотнения известково - песчаной смеси. Произведены все необходимые технологические расчеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

- Задание…………………………………………………………………………..1

- Реферат…………………………………………………………………………..2

- Введение;………………………………………………………………………..4

1.Основные свойства сырья и вспомогательных материалов…………………8

2.Описание и назначение заданного технологического процесса, и обоснование технологической схемы производства…………………………..11

     2.1.Выбор и обоснование технологической схемы производства………...11

     2.2.Описание технологической схемы производства………………………12

     2.3.Описание заданного технологического процесса……………………...13

3.Расчет материального баланса и количество основных аппаратов………...18

4.Контроль и возможность автоматизации производства…………………….20

5.Техника безопасности и охрана окружающей среды……………………….23

- Заключение;…………………………………………………………………….25

- Список использованных  источников…………………………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Силикатный кирпич - один из наиболее распространенных стеновых строительных материалов.

Силикатный кирпич представляет собой искусственный камень, получаемый из смеси кварцевого песка и извести путем прессования и последующего твердения в автоклаве под действием пара высокого давления. Он отличается сравнительной износостойкостью и хорошими строительными качествами, такими как: правильная форма, точные размеры и прочность.

 А так же производство силикатного кирпича имеет ряд преимуществ по сравнению с производством глиняного кирпича. Оно характеризуется:

1. более высокой степенью механизации,
2. компактностью технологического оборудования,
3. коротким циклом производства,
4. сравнительно небольшим расходом топлива и электроэнергии.

Россия одна из первых стран в мире, которые начали выпуск силикатного кирпича. Следовательно, проводились научно-исследовательские работы, направленные на усовершенствование технологии и повышение качества силикатного кирпича. [2].

Среди стеновых строительных материалов силикатный кирпич по объему применения занимает одно из ведущих мест. Из силикатного кирпича возводится свыше 15% зданий в стране. В настоящее время производится 14,5 млрд штук условного кирпича.

Каждый год разрабатывается более совершенная технология производственных процессов, которые позволяют выпускать высококачественную продукцию, внедряется автоматизированная система управления технологическими процессами. [2].

 

По ГОСТ 379-95 предусмотрены  следующие виды и характеристики силикатного кирпича:

1. кирпич одинарный полнотелый

– обыкновенный, размером 250 х 120 х 65 мм,

– кирпич утолщенный пустотелый (полнотелый), размером 250 х 120 х 88 мм,

– камень пустотелый, размером 250 х 120 х 138 мм;

2) внешний вид- окрашенный: ( цветной) по поверхности и объёму,

- неокрашенный;

3) марка кирпича – 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75;

4) морозостойкость кирпича – 50, 35, 25 и 15;

5) в зависимости от средней плотности полнотелые изделия подразделяют: на пористые со средней плотностью до 1500 кг/м³ и на плотные, с плотностью более 1500 кг/м³. [4].

Себестоимость силикатного  кирпича примерно на 25-35% ниже глиняного. Он широко применяется для кладки несущих стен промышленных и гражданских зданий, для столбов, опор и т. д. Однако, по сравнению с обычным глиняным кирпичом силикатный имеет пониженную стойкость к воздействию некоторых агрессивных сред. Такой кирпич не рекомендуется использовать для кладки фундаментов, особенно в условиях высокого уровня грунтовых вод. Запрещается применять силикатный кирпич в изделиях и конструкциях, подверженных длительному воздействию температур свыше 500ºС (печи, дымовые трубы и т.п.). При длительном нагреве силикатный кирпич разрушается вследствие дегидратации гидросиликата, кальция и других химических соединений. [2].

В большинстве своём предприятия силикатного кирпича в Российской Федерации построены по типовым проектам института «Союзгипростром» В таблице 1 показана характеристика предприятий. Под условным кирпичом  понимается кирпич одинарный полнотелый размером 250 х 120 х 65 мм.

Силикатный кирпич выпускают на предприятиях с мощными высокомеханизированными комплексами годовой производительностью 50 – 100 млн шт. кирпича. В Российской Федерации такие комплексы используются и находятся практически во всех центрах Российской Федерации. В большинстве своём  все они были построены больше двух десятилетий назад, следовательно, требуют реконструкции, поэтому такие комплексы загружены не на полную мощность, яркий пример этому является осенне-зимний период, поскольку спрос на кирпич заметно уменьшается. Естественно, должны быть приняты меры для уменьшения себестоимости и повышение качества продукции в целях усовершенствования этих комплексов. Использование мини комплексов с годовой производительностью менее 20-30 млн шт. кирпича экономически не оправданно по причине высокой производительности серийного оборудования всех участков – мельниц, прессов, автоклавов, котлов для производства пара высокого давления. Общая схема производства силикатного кирпича приведена на рис. 1

Таблица 1

Предприятия силикатного  кирпича

*Мощность (производительность) млн шт.усл.кирпича  в год	Количество  предприятий	Доля выпуска  от общего объема производства, %
Менее 40	Более 20	40
60	То же 40	-
* Мощность (производительность) млн шт.усл.кирпича  в год	Количество предприятий	Доля выпуска  от общего объема производства, %
80	Около 20	30
100	То же 10	-
120	Более 20	30
Более 120	Около 15	-

[2].

 

 

 

 

Рис. 1

Абстрактная схема  производства силикатного кирпича: W, A – влажность и активность сырьевой смеси [2].

 

 

Подготовка материалов, смешивание

 

Прессование сырца давление     15-30 МПа

 

Твердение в  автоклаве давление 0,8 МПа (Т=175˚С) Влажность =8

     Песок Сырьевая       

      Вода     смесь          

   Известь W 8% A8%

 

 

 

Характерная особенность подавляющего большинства отечественных комплексов, так и комплексов стран СНГ, наличие участков обжига извести с шахтной печью и участков помола вяжущего с барабанными мельницами, а также использование принципиально однотипных револьверных прессов, автоматов укладчиков и автоклавов. Современные комплексы ведущих мировых производителей отличаются от отечественных в использовании: специально подготовленного песка с рациональным зерновым составом; покупкой негашеной извести высокой активности; эффективных смесителей циклического действия; силосов-реакторов беспрерывного действия; мощных гидравлических прессов для одновременного формирования нескольких изделий, в том числе камня и блоков большого размера. [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Основные  свойства сырья и вспомогательных материалов

 

В качестве сырья для  производства силикатного кирпича  и камня  применяется силикатная формовочная смесь (масса), состоящая из песка, известкового вяжущего, добавок и воды. Используется песок кварцевый, кварцевополевошпатный и др. В известково-песчаную смесь вводят примерно 7% воды. Кварцевые пески, применяемые в производстве кирпича, должны состоять из зерен различной крупности (вследствие чего они имеют меньший объем пустот), не иметь примесей слюды и крупных включений глины, снижающих качество изделий. Предпочтительно использовать горные пески, которые вследствие остроугольной формы и шероховатой поверхности зерен лучше сцепляются с известью, чем речные пески с гладкой поверхностью и округлой формой. В отдельных случаях желательно введение части предварительно измельченного кварцевого песка для повышения прочности силикатного кирпича.

Известь может быть негашеной или гашеной с содержанием не более 5% окиси магния. Наличие в извести пережога затрудняет гашение ее в гасильных аппаратах и может способствовать растрескиванию кирпича. Предпочтительно использовать быстрогасящуюся известь с содержанием около 70 % активной СаО. Часто используют свежеобожженную известь, получаемую непосредственно на заводах силикатного кирпича.

Средний удельный расход песка на 1000 шт. кирпичей составляет 2,32 м³. Кальциевая воздушная известь, известково-        -белиптовое вяжущее и др. применяются в качестве вяжущих материалов. В среднем Расход извести составляет 450 кг на 1000 шт. кирпичей. Из добавок применяются золы, шлаки ТЭС и металлургические, пылеунос цементного производства и др.

Формовочная силикатная масса характеризуется показателями представленными ниже:

1. плотностью – 900 – 1200 кг/м³,
2. влажностью 6 – 8 %,
3. модулем крупности песка – 1,2 – 2,2.

 

Так же можно рассчитать по формуле объем формовочной смеси (массы) на 1000 шт. кирпичей:

(1.1.)                              Vӎ=1000 VᵏKраз      , м³/1000 шт.,

                                                                              Кпот

 

где Vᵏ - объем кирпича, м³; Kраз – коэффициент разрыхления (пресования), Kраз = 1,3-1,7; Кпот - коэффициент, учитывающий потери формовочной массы при технологической переработке, Кпот = 0,93-0,97. [2].

Располагая информацией  о характеристиках (объем, плотность) кирпича, удельный расход песка, вяжущего (извести), добавок, воды можно рассчитать количественный состав сырьевых материалов для его производства (табл. 2)

 

Технические требования к пескам для производства силикатного  кирпича, камней и других мелкоштучных прессованных изделий

№	Показатель	Значение показателя
1	Содержание кварца (несвязанной  SiO2), %	Не менее 50
2	Содержание зерен размером от 5 до 10 мм, %	Не более 10
3	Содержание пылевидных, илистых  и глинистых частиц, размером менее 0,05 мм, %	Не более 20
4	Содержание щелочей (в пересчете на Na2O), %	Не более 7,2
5	Содержание сернистых и сернокислых  соединений (в пересчете на SO3), %	Не более 2
6	Содержание слюды, %	Не более 0,5
7	Содержание органических примесей	Не темнее цвета эталона
8	Примеси древесины, камни, металл, песчаник и глина в виде комьев	Не допускаются
9	Зерновой состав песка по полным остаткам на ситах, %: 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 проход через сито 0,14	0–0 0–15 0–20 5–60 10–80 30–100 70–0