Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Лицевой керамический кирпич

Федеральное агентство по образованию РФ

Белгородский Государственный Технологический Университет

им. В.Г.Шухова

Кафедра СМИиК

Курсовая работа

по дисциплине:

«Технология изоляционных строительных

материалов и изделий»

на тему:

«Лицевой керамический кирпич»

Выполнил:

Ст. гр. ПС-41

Шестов С.В.

Принял:

Алфимова Н.И.

г. Белгород 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика керамического кирпича

1.2 Свойства керамического кирпича

1.3 Характеристика и свойства сырья для производства керамического кирпича

1.4 Анализ способов производства

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Пластический способ прессования

2.2 Расчет фондов рабочего времени

3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

3.1 Классификация. Основные размеры. Обозначения

3.2 Технические требования

4. Материальный баланс технологического комплекса по производству лицевого керамического кирпича

4.1 Исходные данные

4.2 Расчет материального баланса

5. ВЫВОД

6 . ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

В наше время керамический кирпич используется практически во всех видах строительства: для закладки фундамента, построения несущих стен и межкомнатных перегородок, для изготовления печей и каминов (кроме соприкосновения с огнем), для декорирования сооружений и внутренней отделки помещений. Главный аргумент в пользу керамического кирпича – прочность, надежность и устойчивость к негативным внешним факторам, доказанная опытом его использования на протяжении веков.

Выделяют множество подвидов керамического кирпича: пустотелый и полнотелый керамический кирпич, клинкерный и облицовочный керамический кирпич. Различия могут также существовать в зависимости от рельефа поверхности, цвета кирпича, наличия декоративных присыпок. В настоящее время, кроме стандартного красно–коричневого кирпича естественного цвета глины, выпускается широкая цветовая гамма продукции, что достигается путем комбинации глин из различных месторождений, использования разных температурных режимов и добавления специальных пигментов.

Для более экономного строительства по времени и средствам популярностью пользуется своеобразный двойной керамический кирпич. Его параметры выше стандартного одинарного примерно в два раза. Есть также и средний вариант – полуторный керамический кирпич (250×120×88 мм). Вес кирпича в пригодном для использования состоянии не может быть выше 4,3 кг.

Керамический кирпич низкого качества содержит различные посторонние включения (к примеру, известняка или камня). В последующем, это может плохо отразиться не только на внешнем виде строения, но и на характеристиках прочности, морозостойкости, безопасности.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Характеристика керамического кирпича

керамический кирпич глина ангоб

Лицевой кирпич (облицовочный). Он предназначен для отделки фасадов и интерьеров. Облицовочный кирпич (рис.1.1) был очень популярен в Древней Руси, и из него сложено множество архитектурных памятников русского зодчества. Собор Василия Блаженного, Кремль, другие исторические здания стоят на века. Именно поэтому кирпич столь популярен в современной застройке.

Рисунок 1.1 – Облицовочный кирпич

В нем не допускаются трещины, отколы, известковые включения, пятна, выцветы и другие дефекты. Выбирая лицевой кирпич, надо особенно внимательно следить, чтобы близко к его поверхности или на ней не было комкообразных известковых включений: при попадании влаги они разбухают и разрушают кирпич. Причем обычно «косметический ремонт» не спасает стену – приходится облицовывать ее заново. В ДСТУ 2296–93 четко прописаны требования к геометрии лицевого кирпича:

отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине –4 мм, по ширине –3 мм, по толщине +3/–2 мм;

непрямолинейность лицевых поверхностей и ребер – не более 3 мм по ложку (длинной боковой грани) и 2 мм по тычку (малой боковой грани).

Вместе с тем на практике строго соблюсти эти параметры сложно, поскольку глина – материал «живой», при сушке и обжиге она непредсказуемо меняет свои размеры. Отмечу, что западные строительные нормы вообще не предусматривают допусков по криволинейности. И все же в целом размеры и геометрия лицевого кирпича, как правило, более точные, чем строительного. Разновидности лицевого кирпича – фактурный (с неровным рельефом – «черепашка», «кора дуба» и пр. или правильным геометрическим рисунком на боковых гранях) и фасонный (полукруглый, угловой, скошенный, с выемками и других форм). Последний позволяет изысканно оформлять окна, карнизы, создавать здания с округленными углами, выполнять арки, своды, колонны. Кроме того, при использовании его исчезает необходимость подрезать обычный лицевой кирпич.

При строительстве любого сооружения первый вопрос, который возникает, а из какого же, собственно, материала это самое сооружение строить. Один из возможных вариантов ответа «из кирпича». Прежде всего, потому что по долговечности и прочности кирпичу нет равных. Он хорошо противостоит внешним воздействиям окружающей среды. В зависимости от природных особенностей местности, в которой будет производиться строительство, ими будут являться: снег, ветер, дождь.

Размер кирпича. В Украине приняты неизменные стандартные размеры для кирпича:

одинарный – 250×120×65мм,
полуторный – 250×120×88мм,
двойной – 250×120×138мм

За границей существуют другие стандарты размеров кирпича, их намного больше чем в Украине. Один из самых популярных – 200 ×100 × 50

(65) мм, 240 × 115×52 (71) мм .

Материал кирпича. Различают керамический и силикатный кирпич. Керамический кирпич производится с применением глины с различными минеральными добавками и обжигается. Силикатный кирпич производится с применением смеси кварцевого песка, извести и воды.

Цвет кирпича. Если для рядового кирпича цвет не имеет большого значения, то для лицевого является важным параметром. Лицевой кирпич в настоящее время может быть практически любого цвета, даже неоднородного. Цвет кирпичей (рис.1.2) во многом определяется технологией обжига, составом, качеством и цветом материала. Для получения разноцветных кирпичей производители смешивают разную глину, а также добавляют к материалу красители. Различные оттенки получают также с применением ангоба и глазури.

Рисунок 1.2 – Цветной полнотелый кирпич

Ангоб – это тонкий декоративный слой из глины, который наносится на отформованное изделие перед началом процесса обжига.

Глазурь – цветной стекловидный слой, который наносится на поверхность кирпича, и создает специфический блеск.

Назначение кирпича. Выделяют строительный (рядовой), облицовочный (лицевой) кирпич и кирпич специального назначения.

Строительный кирпич применяется в строительстве несущих стен и перегородок. Так как стены после возведения штукатурятся и декорируются, внешний вид такого кирпича не принципиален. Боковые поверхности строительного кирпича обычно бывают рифлёными для хорошего сцепления с раствором для кладки.

Лицевой кирпич используется при отделке фасадов зданий и интерьера сооружений. Существуют определенные требования к внешнему виду и геометрии лицевого кирпича – не должно быть трещин и сколов, а также помутнений, следов извести.

Специальный кирпич. Этим термином обозначают кирпич, способный противостоять различным специфическим условиям. К примеру, огнеупорный кирпич используется для построения печей каминов и саун. Такой кирпич имеет большую плотность и выдерживает резкие и частые перепады температур.

1.2 Свойства керамического кирпича

Водопоглощение и морозостойкость кирпича. Существует более шестнадцати видов кирпича. Каждый из них отличается оптимальным водопоглощением и морозостойкостью, которая обозначается латинской буквой F и измеряется в циклах. Морозостойкость F22 означает, что кирпич выдержит 22 цикла. В Украине существует кирпич со следующими характеристиками морозостойкости: F–15, F–25, F–35, F–50, F–100.

«Цикл морозостойкости» – кирпич кладётся на 8 часов в холодную воду, а затем 8 часов замораживается в морозильной камере. Количество таких циклов до начала изменения кирпичом своих свойств и есть морозостойкость.

Для определения водопоглощения кирпича, берут сухой кирпич, взвешивают его, затем опускают в воду на 48 часов. После этого взвешивают его ещё раз. Таким образом, определяют вес воды, которую он в себя впитал. По ДСТУ Б В.2.7–42–97 эта разница в весе между сухим и мокрым кирпичем должна быть в пределах 12–15% для лицевого кирпича и порядка 6% для рядового кирпича.

Прочность кирпича. Прочность – свойство кирпича сопротивляться внутренним воздействиям и нагрузке, не деформируясь. Отечественный кирпич по правилам ГОСТ маркируется буквой М и цифрой, которая показывает, какую нагрузку на один квадратный сантиметр выдержит этот кирпич. Таким образом, определяется его прочность. Бывает кирпич марок М75, М100, М125, М200, М300.

Для строительства обыкновенных зданий высотностью не более 5 этажей, школ, детских садов, коттеджей, надворных построек, как правило, достаточно использовать кирпич марки М100. А кирпич марки М200 вполне подойдёт для постройки многоэтажных зданий и сооружений.

Пустотность кирпича. Важной характеристикой для строительного и облицовочного кирпича является наличие пустот. На сегодняшний день имеются полнотелые, пустотелые (эффективные) и пустотелые поризованные (сверхэффективные) кирпичи.

Полнотелый кирпич не содержит отверстий. Полнотелые кирпичи используются обычно для фундаментов и цоколей, т.е. там, где им необходимо выдерживать распределённые нагрузки. Полнотелый кирпич можно применять и для наружной стены, но в этом случае стены должны быть толстыми, около 2 метров, чтобы создать нормативную теплопроводность. Пустотелый кирпич (рис.1.3) имеет сквозные пустоты. Благодаря им, такие кирпичи обладают лучшими теплосберегающими свойствами, поэтому они применяются для строительства стен. Пустотелые кирпичи легче полнотелых, следовательно обеспечивают меньшую нагрузку на фундамент. Лицевой кирпич в основном является пустотелым.

Рисунок 1.3 – Цветной пустотелый кирпич

Поризованный кирпич также содержит сквозные пустоты, как и пустотелый, однако такой кирпич отличается пористой структурой. Поризованный кирпич производят с примесью органических веществ, которые выгорают при обжиге и обеспечивают пористую структуру кирпича. Поризованный кирпич обладает лучшей теплопроводностью и, благодаря структуре, он гораздо легче всех других видов кирпича.

Теплопроводность кирпича. Ещё одним очень важным фактором при выборе кирпича являются его теплотехнические качества. Ведь именно от них будет зависеть микроклимат помещения. Что может быть приятнее, чем тепло в доме зимой и прохлада летом.

Для лицевого кирпича нормальной теплопроводностью является 0.42Вт на метр квадратный. Однако уже сейчас выпускается кирпич с ещё меньшими показателями теплопроводности, вплоть до 0.36Вт на квадратный метр. Несмотря на все новинки в области строительных материалов, при индивидуальном строительстве кирпич пользуется наибольшей популярностью. Это связано с тем, что он обеспечивает хорошую теплопроводность и прочность при сравнительно не больших затратах на строительство.

Характеристика и свойства сырья для производства керамического кирпича на базе месторождений пластичной глины с нанесением ангоба

Легкоплавкие глины. Основное сырье – легкоплавкие глины в плотном, рыхлом и пластическом состоянии, а также трепельные и диатомовые породы, отходы добычи и обогащения угля, золы ТЭС.

Вторичные или осадочные легкоплавкие глины имеют большей частью желтые и бурые оттенки. Их химический состав, по .массе:

оксид кремния 60…80 %;
глинозем вместе с диоксидом титана 5…20%;
оксид железа 3…10%;
оксид кальция 0…25%;
оксид магния 0…3%;
серный ангидрид 0…3%;
оксиды щелочных металлов 1…5%;
органические примеси до 15%.

Оксид кремния находится в связанном состоянии в составе глинообразующих минералов и в свободном состоянии в виде кварцевого песка, тонких пылевидных частиц, реже в виде кремния. С увеличением количества песка уменьшаются усадка и прочность изделия. Тонкодисперсные фракции повышают чувствительность глин к сушке.

Оксид алюминия находится в глине в составе глинообразующих минералов и слюдянистых примесей. С повышением его содержания, как правило, повышается пластичность глины, возрастает прочность сформованных, сухих и обожженных изделий, увеличивается их огнеупорность.

Диоксид титана влияет на окраску изделий.

Оксид железа способствует образованию после обжига красноватого цвета изделиям. При его содержании более 3 % и наличии восстановительной среды оксид железа снижает температуру обжига изделий.

Присутствие частиц известняка размером 1–2 мм приводит при обжиге к образованию оксида кальция, который под влиянием влаги воздуха гасится, увеличиваясь в объеме («дутик»), а при большом содержании даже к разрушению изделия. Присутствие в глине сульфата кальция – причина образования на обожженных изделиях белых налетов.

Оксиды щелочных металлов находятся в глинах в составе слюд и полевых шпатов, а в примесях в виде растворимых солей. Являются плавнями, при сушке изделия мигрируют на поверхность, а после обжига спекаются, придавая ему большую прочность. Растворимые соли образуют на поверхности изделия белесоватый налет.

Органические примеси находятся чаще всего в коллоидном состоянии, связывают большое количество воды, повышают пластичность глин, а при сушке сырца являются причиной воздушной усадки и образования трещин. Органические примеси придают изделиям при обжиге более темный цвет. Эти примеси, химически связанная вода в водных кристаллогидратах и алюмосиликатах, а также карбонатов – удаляются из изделия при термической обработке.

Легкоплавкие глины обычно состоят из нескольких минералов, преимущественно монтмориллонитовой и гидрослюдистой групп, а также с примесью минералов каолинитовой группы. Глинистые породы на их основе отличаются высокой степенью дисперсности (<0,005 мм), пластичности, сильно набухают, высыхают медленно и наиболее чувствительны к сушке и обжигу. Гидрослюдистые глины, содержащие K₂O×MgO×4Al₂O₃×7SiO₂×2Н₂О, отличаются средней дисперсностью и пластичностью. Каолинитовые глины, состоящие из минералов каолинита, диккита, накрита с одинаковым химическим составом Al₂O₃×2SiO₂×2H₂O, слабо набухают в воде, мало

чувствительны к сушке и обжигу.

По гранулометрическому составу или распределению зерен в глинистой породе (% по массе) глины разделяют на:

высокодисперсные с содержанием более 85% частиц размером менее 0,01 мм и более 60% частиц менее 0,001 мм;
дисперсные с содержанием 40…85% частиц менее 0,01 мм и 20…60% частиц менее 0,001 мм;
грубодисперсные, если соответственно тех же фракций менее 40% и менее 20%.

Чем более дисперсно–глинистое сырье, тем оно пластичнее.

По содержанию крупнозернистых включений размером более 0,5 мм различают группы глинистого сырья, (%):

с низким их содержанием – не более 1,
со средним – 1…5,
с высоким – более 5.
Мелкими считают включения менее 2 мм, средними – 2…5, крупными более 5 мм.

Сырье для производства керамических материалов оценивается по следующим показателям:

пластичности,
связующей способности,
чувствительности к сушке,
воздушной усадке при сушке, огневой при обжиге,
спекаемости и огнеупорности.

Пластичность глин – их способность под воздействием внешних усилий принимать любую форму без разрыва сплошности и сохранять ее после прекращения этих усилий. Согласно ГОСТ 21216.1–81 пластичность глин характеризуется числом пластичности.

По степени или числу пластичности глины разделяют на:

высокопластичные – более 25;
среднепластичные– 15…25;

умереннопластичные– 7…15;
малопластичные – менее 7;
непластичные.

Чем пластичнее глина, тем больше воды необходимо для получения формовочной массы.

Влажность массы составляет, %:

из высокопластичных глин 25…30,
из среднепластичных 20…25;
и малопластичных 15…20.

Связующая способность глин определяет их возможность сохранять пластичность при смешивании с непластичными материалами и измеряется количеством нормального песка (ГОСТ 6139–78), при добавлении которого образуется масса с числом пластичности 7. В зависимости от способности глин связывать то или иное количество нормального песка их разделяют на:

высокопластичные (60…80%);
пластичные (20…60%);
низкопластичные – тощие (20%);
камнеподобные – сланцы, сухарные глины (не образуют теста).

Воздушной усадкой (линейной или объемной) глинистого сырья называют изменение линейных размеров или объема сформованных из него образцов при сушке.

Чувствительность глины к сушке характеризуется коэффициентом чувствительности.

По степени чувствительности к сушке глины разделяют на следующие классы: глины малой чувствительности; глины средней чувствительности; глины высокочувствительные.

Огневой усадкой называют изменение линейных размеров высушенных изделий после их обжига.

Спекаемость глин – их способность при обжиге уплотняться с образованием твердого камнеподобного тела (черепка). Классификация глин по температуре спекания:

низкотемпературная с температурой спекания до 1100°С, среднетемпературная соответственно 1100…1300°С;
высокотемпературная свыше 1300°С.

Разность между температурой спекания и началом деформации (спекания) называют температурным интервалом спекания. Интервал спекания глин, применяемых в кирпичном производстве, обычно составляет 50…100°С. Керамические стеновые материалы пластического формования обжигают при 900…980°С, а полусухого на 50…100°С выше.

Огнеупорность глин – их свойство противостоять не расплавляясь воздействию высоких температур.

Глины делят на:

огнеупорные с показателем огнеупорности свыше 1580°С,
тугоплавкие –1350…1580°С;
легкоплавкие – до 1350°С.

Кирпич–сырец пластического прессования из трепелов и диатомитов обладает небольшой воздушной и огневой усадками, выдерживает быструю сушку, однако в ряде случаев недостаточно морозостоек и требует дополнительных технологических мероприятий для устранения этого недостатка, например при полусухом прессовании обработку в стержневых смесителях.

Отходы углеобогащения. Отходы углеобогащения обладают недостаточно стабильными свойствами, но могут использоваться как основное сырье в производстве кирпича и керамических камней. Содержание оксидов в зависимости от месторождения,:

SiO₂ – 55…63%; А1₂О₃ – 17…23%; Fe₂O₃ + FeO – 3…11%; СаО до 3,8%.

Отходы углеобогащения гравитационного процесса крупностью более 1 мм и флотационного крупностью менее 1мм Донецкого, Кузнецкого, Карагандинского, Печерского, Экибастузского и других бассейнов относятся к группе с содержанием 60…70 % глинистых минералов.

Золы ТЭС . Золы ТЭС состоят в основном из кислого алюмосиликатного стекла, аморфизированного глинистого вещества, кварца, полевого шпата, муллита, магнетита, гематита и остатков топлива. По нормам допустимое содержание остатков горючих в золе–уносе ТЭС должно находиться, % от массы золы:

бурых углей и сланцев менее 4,
каменных углей 3…12,
антрацита 15…25.

В производстве кирпича золу с удельной поверхностью 2000–3000см2/г используют в качестве основного сырья и в качестве отощающей и выгорающей добавки. В связи с повышенной влажностью и наличием шлака золу отвала перед подачей в производство необходимо подсушивать в естественных условиях и измельчать шлаковые включения. Удельная теплота сгорания золы в зависимости от содержания несгоревших частиц топлива 4200–12500 кДж/кг (1000–3008 ккал/кг). 8 глиняную массу вводят 15…45% золы ТЭС. Предпочтение следует отдавать золам с низким содержанием CaO+MgO и температурой размягчения до 1200°С. Золы бурых углей вследствие низкого содержания несгоревших частиц, а также высококальциевые золы не оказывают положительного влияния на свойства керамической массы и готовых изделий.

Корректирующие добавки . Корректирующие добавки. В глинистое сырье вводят отощители, пластификаторы, флюсующие (плавни), топливосодержащие, регулирующие высолы на его поверхности. В большинстве случаев введение добавки оказывает комплексное влияние.

Кварцевый песок – распространенный отощитель. При обычных температурах обжига изделий он не взаимодействует с расплавом и тем самым способствует устойчивости изделий при сушке и обжиге.

Древесные опилки армируют глиняную массу, улучшают формовочные свойства, повышают трещиностойкость при сушке, однако снижают прочность изделий и повышают их водопоглощение. Более эффективно применять 5–10 % опилок в сочетании с минеральными отощителями.

Отвальные и гранулированные шлаки черной и цветной металлургии, топливные шлаки снижают чувствительность сырца к сушке, повышают трещиностойкость и улучшают процесс обжига.

Пластифицирующие добавки используют для придания малопластичному (тощему) глинистому сырью необходимой формуемости, улучшения сушильных свойств и получения прочных изделий. В качестве пластифицирующих и одновременно обогащающих добавок применяют высокопластичные, тонкодисперсные, огнеупорные или тугоплавкие глины, отходы добычи и обогащения углей, бентонитовые глины, а также органические и ПАВ, электролиты. СДБ, технический лигнин, триэтаисламин, введенные в количестве 0,1…1% массы сухой глины повышают пластичность сырья благодаря образованию на поверхности глинистых частиц адсорбционных пленок, играющих роль смазки. Наиболее эффективный способ введения пластифицирующих добавок – в виде шликера или суспензии вместе с водой затворения.

Флюсующие добавки способствуют появлению жидкой фазы при обжиге изделий при более низких температурах в результате образования с компонентами основного сырья низкотемпературных эвтектик. В качестве флюсующих добавок используют тонкомолотый бой стекла, шлаки, пиритные огарки и др.

К окрашивающим добавкам относят тонкомолотые светложгущиеся глины, марганцевые, железные и фосфорные руды, карбонатные породы и др. Подготовка добавок сводится к измельчению или просеиванию их до заданного зернового состава.

Ангоб . Ангоб (франц. engobe), декоративное керамическое покрытие, наносимое на поверхность керамического изделия и закрывающее цвет или грубую структуру его материала. Различают Ангоб белые (из беложгущихся глин) и цветные (из глин с цветообразующими добавками). Ангоб был широко распространён в античном декоративном искусстве; в русском гончарном производстве известен под названием «побела». Ангоб применяется в производстве цветного кирпича и двухслойных фасадно–облицовочных изделий. Ангоб обычно наносится (т. н. ангобирование) пульверизацией или поливкой свежеотформованных высушенных или обожжённых изделий с последующим обжигом. Ангоб может быть покрыт слоем прозрачной глазури (стекловидное покрытие), росписью и т. д.

Назначение ангоба. Ангобы – непрозрачные покрытия с высоким содержанием глинистых веществ (комовая глина, каолин).

Во–первых, ангоб используют в качестве нерасплавляющегося (шероховатого, пористого...) покрытия, перекрывающего цвет подложки, на которую оно нанесено, служащего для дальнейших операций глазурования или росписи и глазурования. В этом смысле часто под ангобом подразумевают нечто вроде грунтовки.

Во–вторых, ангоб используют в качестве конечного покрытия изделия, он придает им красивый "лощеный" вид, делает возможной технику сграфитто. Такие ангобы называют покровными, реже ангобной глазурью (английский термин – slip glaze), а чрезвычайно тонкодисперсные ангобы называют "терра сигилятта".

В–третьих, ангобы применяют как простую в использовании подглазурную краску, которой вдобавок можно создать и рельефный рисунок. Популярность ангобов в этом качестве очень высока.

Ангобы должны быть хорошо подогнаны по составу к конкретной массе, глазури и условиям сушки и обжига во избежание отслоений, обесцвечивания и т.д. Обычные добавки – тонкомолотый кварцевый песок (снижение усадки), комовая беложгущаяся глина (увеличение

Основные характеристики ангоба. Состав. Обычно ангобы содержат 50 и более процентов глинистой составляющей. Простейшие ангобы – та же глина, из которой сделан базовый черепок, с добавлением пигмента. Для уменьшения усадки ангобы могут содержать инертный наполнитель типа кварцевого песка. Для улучшения сцепления с черепком и повышения плотности покрытия – флюс.

Лицевой керамический кирпич 📙 Курсовая → 🆔 117033