Курсовая работа

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени
Жангир хана.
Кафедра: «строительство и строительные материалы»
Курсовая работа
По технология строительной керамики
На тему:
«Разработка технологических параметров производства керамического кирпича полусухого прессования на основе лѐссовидных суглинок модифицированного волосстанитосодержащего шлака»
Выполнил: ст. гр. ПСМ- 32
Мукашев Б.Ш.
Проверил: старший преподаватель
Жарлыгапов С.М.
2011 год.

Министерство науки и образования Республики Казахстан Западно-
Казахстанский Аграрно-технический университет имени Жангир хана
Машиностроительный факультет кафедра: «строительство и строительные материалы»
Задание
для выполнения курсового проекта по дисциплине: «Технология строительной керамики»
на тему: «Разработка технологических параметров производства керамического кирпича полусухого прессования на основе лѐссовидных суглинок модифицированного волосстанитосодержащего шлака»
студенту: Мукашев Б.Ш. группы: ПСМ – 32
№
п/п
Основные параметры
производства
Параметры
1.
Сырьевые материалы: суглинок добавка лѐссовидный суглинок волосстонитосодержащий шлак
2.
подготовка формовочной массы полусухой
3.
вид продукции керамический кирпич, полнотелый
4.
максимальная температура обжига
1100
о
С
5.
место строительства
Уральск
Срок сдачи курсового проекта: 13.12.2011
Задание выдала: Жарылгапов С.М.
Задание приняла: Жарылгапов С.М.

Содержание:
Введение…………………………………………………………………………….4 1.Технико-экономическое обоснование места строительства……….....................6 2.Основные свойства сырьевых материалов. Анализ сырьевых материалов……7 2.1 Номенклатура выпускаемых изделий и область их применений…………..13 3.Общая технология производства керамического кирпича……………………..23 3.1 Описание принятой технологии и организации производства……………..25 3.2 Выбор технического оборудования………………………………………….28 3.3 Разработка режима сушки и обжига…………………………………………31 4.Безопасность технологического процесса и окружающей среды…………….34
Заключение……………………………………………………………………….36
Список литературы………………………………………………………………37

Введение
В Республике Казахстан во всех областях имеются месторождения суглинка, которые широко используются для получения керамического кирпича. В данной курсовой работе описана технология производства керамического кирпича, с подготовкой керамической массы полусухим способом прессования. Производство ведется на основе лессовидного суглинка.
Лѐссовидные суглинки — осадочные горные породы, близкие к лѐссам, отличаются от них меньшим содержанием крупнепылеватой фракции и большими колебаниями содержания других фракций, меньшей пористостью и просадочносью, окраска от желтовато-бурой до красновато-бурой.
В данной работе имеющиеся сырье рассматривается только как материал, предназначенный для строительных целей, где область его применения должна быть весьма обширна и где оно может и должно оказать неоценимую услугу строителям.
Значение промышленности строительных материалов в нашей стране огромно – от уровня производства их всецело зависят темпы и качество строительных работ.
Освоение производства керамики восходит к глубокой древности и явилось одним из важнейших достижений первобытного человека в борьбе за существование. Около 5 тыс. лет до н. э. впервые стали применять керамическую посуду для хранения и варки пиши. Твердость, водоустойчивость и огнестойкость этой посуды позволили намного расширить ассортимент съедобных продуктов.
Человечеством накоплен огромный опыт в области производства и использования глины и суглинков. Однако их возможности все еще не исчерпаны. Более того, за последние десятилетия производство и применение их в высокоразвитых странах непрерывно возрастают.

В данный момент в производстве строительной керамики сосредоточено внимание на совершенствовании технологии, улучшении качества выпускаемой продукции и расширении ассортимента. При строительстве новых предприятий предусматривается установление автоматизированных и высокомеханизированных технологических линий на базе современного отечественного и импортного оборудования. Именно на эти сырьевые ресурсы ориентированы существующие кирпичные заводы.

1.Технико-экономическое обоснование места строительства
Уральск – город в европейской части Западного Казахстана, на реке Урал.
Уральск является административным центром Западно-Казахстанской области, занимает северную часть Прикаспийской низменности. Общая площадь, с включением окружающей сельской территорией , подчинѐнных городской организации, около 700 км
2
. Численность населения – 216467 человек (за 2010 год). Общая площадь зелѐных насаждений города составляет 6 тыс. га.
Жилищный фонд 4 млн. м
2
Уральск расположен на правом берегу среднего течения реки Урал и на левом берегу нижнего течения реки Чаган, в живописной речной равнине с высокими и крутыми речными ярами.
Климат в городе резкоконтинентальный – континентальное, сухое, жаркое лето и снежная, холодная зима. Среднегодовая температура - +5
о
С, среднегодовая скорость ветра – 2,6 м/с, среднегодовая влажность воздуха –
69%.

2. Основные свойства сырьевых материалов. Анализ базы сырьевых
материалов
Из глинистых пород для производства керамического кирпича используют обычно глину, суглинок, глинистый сланец, мергелистую глину, лѐсс, лѐссовидный суглинок.
Глиняные материалы образовались в результате выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Процесс выветривания горной породы заключается в механическом разрушении и химическом разложении.
Механическое разрушение происходит в результате воздействия переменной температуры и воды. Химическое разложение происходит, например, при воздействии на полевой шпат воды и углекислоты, в результате чего образуется минерал каолинит.
По условиям образования глинистые породы делит на остаточные и перенесенные. Остаточные глинистые породы обычно засорены частицами горной породы, из которой они образовались. Перенесенные (осадочные) глины более дисперсны, свободны от крупных фракций материнских пород, но могут быть засорены песком, известняком, железистыми соединениями и т. п.
Естественная влажность глин - 10-30% в зависимости от времени года и степени уплотнения. Суглинки, лѐсс и глинистые сланцы отличаются меньшей влажностью. Объемная масса глин 1700—2100кг/м
3
. У суглинков и лесса она меньше, а у глинистого сланца больше.
Рассмотрим возможности получения высококачественного и лицевого и рядового керамического кирпича на основе лессовидных суглинков путем введения эффективных корректирующих добавок, и использования новых технологических решений.
Лѐссовидные суглинки — породы, близкие к лѐссам, отличаются от них меньшим содержанием крупнепылеватой фракции и большими колебаниями

содержания других фракций, меньшей пористостью и просадочносью, окраска от желтовато-бурой до красновато-бурой. Обычно содержат карбонаты.
Бескарбонатные лессовидные суглинки часто называют покровными суглинками.
Среди карбонатов лесса и лессовидных суглинков различают следующие формы: «белоглазка», псевдомицелий, сединки (карбонатная плесень), различные конкреции.
Физические и химические свойства этих пород благоприятно сказываюся на формирование почв. Так кальций лессов и лессовидных суглинков передаѐтся образовавшимся на них почвам, что способствует накоплению гумуса (кальций здесь выступает в качестве фиксатора гумуса) и созданию агрономически ценной структуры.
Лесс - неслоистая, однородная известковистая осадочная горная порода светло-жѐлтого или палевого цвета. Преобладают частицы 0,01—0,05 мм; глинистые частицы < 0,005мм присутствуют в количестве 5—30%; некоторое количество частиц 0,01—0,05 мм представлено агрегатами, образовавшимися при коагуляции коллоидной части породы. Пористость лесса 40—55%; пронизан тонкими канальцами (макропорами, следами растительных остатков).
По своему составу лесс относится обычно к суглинкам, реже к супесям.
Крупные частицы в лесса состоят преимущественно из Кварца и полевого шпата
Толщи лессовых пород могут быть проявлены, т.е. длительно замочены постгенетическими процессами
(оврагообразованием, естественной переориентацией поверхностного и подземного стока) либо техногенными воздействиями (на массивах орошения, в местах подтопления грунтовыми водами, на участках застройки и т.п.). Такие породы отличаются от своих генетико-фациальных прообразов меньшей пористостью, сжатием части

макропор, иногда повышенной влажностью, появлением линз и прослоев оглеения, горизонтов верховодки и грунтовых вод.
Отличить лессовидные породы от типичных лессов можно по окраске: светло-палевой, светло-желтой, желтовато-бурой и др. При пылеватом в целом составе в этих породах наряду с элементарными алевритовыми зернами присутствует в различных количествах микроагрегаты глинистых частиц
(ложная пыль). Общая пористость лессовидных пород обычно меньше 45 %, активная - 15 %. Большая часть лессовидных пород просадочна только при приложении внешнего давления, а некоторые их разновидности непросадочны.
Некоторые лессовидные породы естественно увлажнены и даже могут быть водонасыщенными.
Минеральный состав лессовидных суглинков в основном гидрослюдисто- каолинитовые с примесями тонкодисперсного песка и кальцита, что ухудшает их важные технологические свойства как связующая способность, пластичность, трешиностойкость и интервал спекания. А из-за нестабильности химического состава лессовидных суглинков при обжиге изделий не полностью протекают процессы минерало - и структурообразования даже при высоких температурах обжига.
Гранулометрический состав — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.
В почвах и породах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями.
Единой классификации частиц не существует.
Связность и связующая способность. Суглинки, содержащие повышенное количество песчаных фракций, обладают менее высокой связностью, в отличии, глины с большим содержанием глинистых частиц имеют высокую связность. С

увеличением содержания песчаных и пылевидных фракций понижается связующая способность глины. Это свойство глины имеет большое значение при формовании изделий. Связующая способность глинистого сырья характеризуется возможностью связывать частицы непластичных материалов
(песка, шамота и др.) и образовывать при высыхании достаточно прочное изделие заданной формы.
Воздушной усадкой называют уменьшение при сушке объема образца.
Воздушная усадка происходит при испарении воды из сырца в процессе его сушки. Для различных глин линейная воздушная усадка колеблется от 2...3 до
10...12% в зависимости от содержания тонких фракций. Огневая усадка происходит из-за того, что в процессе обжига легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются.
Огневая усадка в зависимости от состава глин бывает 2...8%. Полная усадка равна алгебраической сумме воздушной и огневой усадок, она колеблется в пределах 5...18%. Это свойство глин учитывают при изготовлении изделий необходимых размеров.
На цвет обожженных глинистых изделий оказывает влияние главным образом содержание оксидов железа, которые окрашивают керамические изделия в красный цвет при наличии избытка в печи кислорода или в темно- коричневый и даже черный при недостатке кислорода. Оксиды титана вызывают синеватую окраску черепка. Для получения белого кирпича обжиг ведут в восстановительной среде и при определенных температурах, чтобы оксид железа перевести в закись.
Естественная влажность глин - 10-30% в зависимости от времени года и степени уплотнения. Суглинки, лѐсс и глинистые сланцы отличаются меньшей влажностью. Объемная масса глин 1700-2100кг/м
3
. У суглинков и лесса она меньше, а у глинистого сланца больше.

Исследования показали, что процесс муллитообразования, определяющий прочность и стойкость керамических изделий, в температурном режиме заводов
(до 1000-10500 0
C) не обнаружен, его образование в незначительном количестве наблюдается при температуре обжига свыше 10500 0
C. Поэтому в настоящее время одним из острых проблем производства керамического кирпича на основе лессовидных суглинков является большая ресурсо – и энергоемкость и низкие прочностные показатели готовых изделий. В результате топливно- энергетические ресурсы тратятся на выпуск некачественных продукции, а что бы покрыть эти затраты промышленники вынуждены поднимать цены на готовую продукцию низкого качества.
В данной курсовой работе в качестве композиционного строительного материала используется волосстонитосодержащий шлак.
Волосстонитосодержащий шлак представляет собой зернистый материал серого цвета. Модуль крупности 3,9-4,1. Гранулометрический состав шлака характеризуется соотношениями фракций показанной в таблице 2.1
Таблица
2.1
Гранулометрический
состав
гранулированного
волостонитосодержащего шлака
Диаметр отверстий сита, мм
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 менее
0,14
Остаток на сите, %
14-17 35-37 26-30 14-17 2-5 2-4
По химическому составу (таблица 2.2 ) волостонитосодержащие шлаки относятся к основным
CaO + MgO
M
0
=
1
SiO
2
+Al
2
O
3

Таблица
2.2
Химический
состав
гранулированного
волостонитосодержащего шлака
Наименование сырья
Содержание оксидов, мас.%
SiO
2
Al
2
O
3
TiO
2
CaO
MgO
Fe
2
O
3
P
2
O
5
F
SO
3
CO
2
Na
2
O
K
2
O п.п.п.
Гранулиро- ванный фосфорный шлак
41,0 5,70
-
46,02 2,06 0,14 1,76 1,12 0,6
-
0,67
-
0,92
Резкое охлаждение шлакового расплава в процессе грануляции обуславливает в основном его стекловидное строение. Содержание стеклофазы в них составляет 65-97%.

2.1 Номенклатура выпускаемых изделий и область их применения
Керамическими называют каменные изделия, получаемые из минерального сырья путем формования и обжига его при высоких температурах. Важнейшими сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются глиняные породы.
Из глинистых пород используют обычно глину, суглинок, глинистый сланец, мергелистую глину, лѐсс, лѐссовидный суглинок.
В основу классификации керамических изделий, выпускаемых промышленностью для строительства, положено их назначение. Поэтому признаку все материалы и изделия строительной керамики подразделяют на следующие группы и виды:стеновые материалы, кирпич и камни строительные глиняные специального назначения, изделия керамические пустотелые для перекрытий, изделия керамические пустотелые для перекрытий, изделия керамические для облицовки фасадов зданий — глазурованные и неглазурованные, изделия керамические для внутренней облицовки зданий, кровельные материалы, трубы керамические канализационные и дренажные, изделия керамические кислотоупорные.
Керамические обжиговые стеновые материалы (изделия) из глиняного сырья применяют для кладки каменных и армокаменных (кирпичная кладка, упрочненная по вертикальным и горизонтальным швам арматурой) наружных и внутренних стен.
По назначению керамический кирпич делится на рядовой (он же строительный) и лицевой (он же облицовочный, облицовка, отделочный, фасадный). Особняком стоит печной кирпич. Рядовой кирпич используется для внутренних рядов кладки или для внешних рядов, но с последующей штукатуркой. Рядовой кирпич может иметь на боковой стороне вдавленный геометрический рисунок (для лучшего сцепления со штукатурным раствором).

Лицевой кирпич – однородного цвета, имеет две гладкие, ровные лицевые поверхности (так называемые «тычок» и «ложок»). Он, как правило, пустотелый
(то есть в его «теле» много пустот, что делает стену из такого кирпича
«теплей»).
Эти искусственные каменные материалы классифицируют (в соответствии с ГОСТ 22951-78):
• по способу формования – на изделия, полученные методом экструзии из пластичных масс и методом полусухого прессования;
• по назначению в конструкциях – на конструкционные для рядовой кладки под штукатурку или облицовку и лицевые с расшивкой швов, совмещающие функции конструкционного и облицовочного материала;
• по размерам – на кирпичи (полнотелые и пустотелые) и укрупненные камни (только пустотелые). Пустоты сквозные и несквозные, вертикальные и горизонтальные могут иметь форму щелевидную или цилиндрическую.
Размеры изделий представлены в таблице 1.
• по средней плотности (кг/м
3
) – на особо легкие (до 600), легкие (600-
1300), облегченные (1300-1600), тяжелые (1600-2200);
• по прочности (кг/см
2
) – на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300
(изделия с вертикально расположенными пустотами) и марки 25, 35, 50, 100 (с горизонтальными);
• по морозостойкости – на марки F15, F25, F35, F50, F75 (рядовые изделия) и марки F35, F50, F75, F100 (лицевые). При использовании лицевых изделий для внутренней облицовки марка по морозостойкости должна быть не менее F15.
Таблица 2.1.1. Типоразмеры основных стеновых керамических
изделий

Вид изделия
Обозна-
чение
вида
Номинальные размеры
Обозначение
размера
Длина Ширина
Толщин
а
Кирпич нормального формата (одинарный)
Кирпич «Евро»
Кирпич утолщенный
Кирпич модульный одинарный
Кирпич утолщенный с горизонтальными пустотами
Камень
КО
КЕ
КУ
КМ
КУГ
К
250 250 250 288 250 250 288 288 288 250 250 120 85 120 138 120 120 288 138 138 250 180 65 65 88 65 88 140 88 140 88 140 140 1 НФ
0,7 НФ
1,4 НФ
1,3 НФ
1,4 НФ
2,1 НФ
3,7 НФ
2,9 НФ
1,8 НФ
4,5 НФ
3,2 НФ
Камень крупноформатный
КК
510 398 380 380 380 380 250 250 250 250 255 250 180 250 219 219 219 188 140 140 188 14,3 НФ
11,2 НФ
10,7 НФ
9,3 НФ
6,8 НФ
4,9 НФ
6,0 НФ
Камень с горизонтальны- ми пустотами
КГ
250 200 70 1,8 НФ
П р и м е ч а н и е – Допускается по согласованию изготовителя с потребителем изготовление изделий других номинальных размеров.
В Казахстане, с его суровым климатом, наружная стена здания должна быть прочной и теплой, противостоять многократным нагревам и охлаждениям, иметь возможность архитектурной выразительности. Все эти вопросы решает

керамический кирпич - надежный строительный материал, выдерживающий большие колебания температур и влажности. Стены из керамического кирпича
(фасадные и каркасные) обладают свойством сохранять и равномерно распределять тепло, что особенно необходимо во время отопительного сезона, т.к. тепло, сохраненное в кирпичном фасаде, улучшает уровень энергии строения.
По теплотехническим свойствам и плотности керамические кирпичи и камни в высушенном до постоянной массы состоянии разделяют на три группы:
• эффективные, пустотелые плотностью не более 1400 кг/м
3
(кирпич) и
1450 кг/м
3
(камни), улучшающие теплотехнические свойства стен и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению со стенами из полнотелого кирпича;
• условно эффективные, малопустотелые плотностью более 1400 кг/м
3
(кирпич) и 1450 кг/м
3
(камни), улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций без снижения их толщины;
• обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/м
3
Таблица 2.1.2 Группы изделий по теплотехническим характеристикам
Класс средней плотности изделия
Группы изделий по
теплотехническим
характеристикам
0,8
Высокой эффективности
1,0
Повышенной эффективности
1,2
Эффективные
1,4
Условно-эффективные
2,0
Малоэффективные
(обыкновенные)

В отечественной практике в основном производится полнотелый керамический кирпич, обладающий низкой теплоэффективностью, но его доля постоянно снижается за счет ввода в эксплуатацию современных предприятий и остановки устаревших производств. Доля пустотелого керамического кирпича составляет около 20% в общем объеме производства, лицевого (облицовочного)
— около 5 %.
Основная масса производимого кирпича представлена маркой «75–100», выпуск высокомарочного кирпича, марки «150- 300», незначителен.
Кирпич и камни керамические имеют форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми рѐбрами и углами и ровными гранями на лицевых поверхностях. Поверхность граней может быть рифлѐной. Допускается изготовление кирпича и камней с закруглѐнными углами радиусом закругления до 15мм. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Размер сквозных цилиндрических пустот по наименьшему диаметру должен быть не более 16мм, ширина щелевидных пустот - не более 12мм. Диаметр несквозных пустот не регламентируется.
Размер горизонтальных пустот не регламентируется. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12мм.
Наиболее распространенные виды керамического кирпича, показаны на рис. 1.
Полнотелый кирпич пустотелый кирпич поризованный кирпич

Рис. 2.1 Основные виды керамического кирпича
Полнотелый кирпич
Он же строительный, обычный, рядовой – материал с малым объемом пустот (меньше 13%). Применяется полнотелый кирпич для кладки внутренних и внешних стен, возведения колонн, столбов и других конструкций, несущих помимо собственного веса дополнительную нагрузку. Поэтому он должен обладать высокой прочностью (при необходимости используют кирпич марки
М250 и даже М300), быть морозостойким. По ГОСТУ максимальная марка по морозостойкости такого кирпича – F50, но можно встретить и кирпич марки
F75. Прочность достигается не даром – полнотелый кирпич имеет среднюю плотность 1600–1900 кг/мі, пористость 8%, марку морозостойкости 15–50 циклов, коэффициент теплопроводности 0,6–0,7 Вт/м°С, марку прочности 75–
300. Поэтому наружные стены, полностью выложенные полнотелого кирпича, требуют дополнительного утепления.
Полнотелый красный кирпич классического размера весит от 3,5 до 3,8кг. В одном кубометре содержится 480 кирпичей.
Пустотелый кирпич
В соответствии со своим названием главным отличием этого кирпича является наличие внутренних пустот – отверстий или щелей, которые могут иметь разную форму (круглые, квадратные, прямоугольные и овальные), объем
(13–50% внутреннего объема) и ориентацию (вертикальные и горизонтальные).
Наличие пустот делает этот кирпич менее прочным, более легким и теплым, на его изготовление идет меньше сырья. Пустотелый кирпич применяют для кладки облегченных наружных стен, перегородок, заполнения каркасов высотных и многоэтажных зданий и иных ненагруженных конструкций.
Поризованный кирпич – это разновидность керамического строительного кирпича, плотность которого значительно ниже, в сравнении с этим

показателем у кирпича полнотелого, который не имеет пустот внутри. Само название «поризованный» говорит о том, что состав, из которого изготовлен кирпич, имеет пористое строение. Пористость материала делает кирпич более
«теплым», как говорят о нем, поскольку воздух, который содержится в ячейках его пор, является плохим теплопроводником, что повышает теплотехнические характеристики кирпича и, соответственно, стен из него. Такой кирпич называют еще пустотелым.
Уменьшение массы кирпича, а также повышение его теплозащитных свойств достигается при производстве путем добавления опилок в сырьевую массу. В процессе обжига опилки выгорают, создавая микропоры. При этом поризованный кирпич (кирпич пустотелый) обладает более низкой прочностью по сравнению с обычным. Выпускается также крупноформатный поризованный камень.
Поризованный кирпич обладает всеми достоинствами традиционного керамического кирпича, а также дополнительными преимуществами.
Характеристики поризованного кирпича позволяют ему быть наиболее востребованным по следующим причинам:
Сокращается время работ при кладке кирпича: в то время как из обычного рядового (строительного) полнотелого кирпича каменщик делает за смену где- то 3-4 куба кладки, срок кладки поризованного кирпича подобного объема из крупноформатных блоков сокращается в среднем на 40% и может достигать до
8 кубов.
Сокращается расход раствора по причине уменьшения количества растворных швов ввиду крупноформатности поризованного кирпича.
Сокращается количество мостиков холода и стена становится «теплее» за счет меньшего количества растворных швов в сравнение с кладкой из традиционного полнотелого керамического рядового кирпича.

Стена становится «теплее» благодаря структуре крупноформатного поризованного кирпича, имеющем внутри много воздуха (на 20% теплее стены из обычного кирпича).
Сокращаются расходы по доставке ввиду крупного формата поризованного кирпича.
Низкий объемный вес пустотелого кирпича (800 кг/м3) позволяет снизить нагрузку на фундамент и соответственно его стоимость.
Дома из поризованного кирпича дешевле в эксплуатации, нежели дома из иных материалов, что является хорошим решением задачи энергосбережения
(показатели теплопроводности кладки λ0 варьируются в интервале 0,154-0,26
Вт/м 0С в зависимости от кирпича).
Предел прочности при сжатии и изгибе кирпича и предел прочности при сжатии камней по площади брутто (без вычета площади пустот) должны быть не менее значений, указанных в таблице 3.
Таблица 2.1.3.
Марка кирпи ча и камне й
Предел прочности, Мпа (кгс/см
2
)
При сжатии
При изгибе
Для всех видов кирпича и камней
Для полнотелого кирпича пластического формования
Для полнотелого кирпича полусухого формования и пустотелого кирпича
Для утолщѐнного кирпича
Средний для 5 образцо
Наимен ь ший для
Средн ий для
5
Наимен ь-ший для
Средн ий для
5
Наимен ь ший для
Средн ий для
5
Наимен ь-ший для

в отдельн ого образца образц ов отдельн ого образца образц ов отдельн ого образца образц ов отдельн ого образца
300 30(300)
25(250) 4,4(44)
2,2(22)
3,4(34)
1,7(17)
2,9(29)
1,5(15)
250 25(250)
20(200) 3,9(39)
2,0(20)
2,9(29)
1,5(15)
2,5(25)
1,3(13)
200 20(200)
17,5(175
)
3,4(34)
1,7(17)
2,5(25)
1,3(13)
2,3(23)
1,1(11)
175 17,5(175
)
15(150) 3,1(31)
1,5(15)
2,3(23)
1,1(11)
2,1(21)
1,0(10)
150 15(150)
12,5(125
)
2,8(28)
1,4(14)
2,1(21)
1,0(10)
1,8(18)
0,9(9)
125 12,5(125
)
10(100) 2,5(25)
1,2(12)
1,9(19)
0,9(9)
1,6(16)
0,8(8)
100 10(100)
7,5(75)
2,2(22)
1,1(11)
1,6(16)
0,8(8)
1,4(14)
0,7(7)
75 7,5(75)
5(50)
1,8(18)
0,9(9)
1,4(14)
0,7(7)
1,2(12)
0,6(6)
Для кирпича и камней с горизонтальным расположением пустот
50 5(50)
3,5(35)
-
-
-
-
-
-
35 3,5(35)
2,5(25)
-
-
-
-
-
-
25 2,5(25)
1,5(15)
-
-
-
-
-
-
Средняя плотность кирпича и камня в зависимости от класса средней плотности должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 4.
Таблица 2.1.4. Классы средней плотности изделий
Классы средней плотности
изделий
Средняя плотность, кг/м
3

3.Общая технология производства керамического кирпича
Несмотря на обширный ассортимент керамических изделий, разнообразие их форм, физико-механических свойств и видов сырьевого материала, основные этапы производства керамических изделий являются общими и состоят из следующих операций: добычи сырьевых материалов; подготовки сырьевой массы; формования изделий (сырца); сушки сырца; обжига изделий; обработки изделий (обрезки, глазурования и пр.) и упаковки.
Разработку (добычу) сырья осуществляют на карьерах открытым способом
— экскаваторами. Транспортировку сырья от карьера к заводу производят автосамосвалами, вагонетками или транспортерами при небольшой удаленности карьера от цеха формовки.
Подготовка сырьевых материалов состоит из разрушения природной структуры глины, удаления или измельчения крупных включений, смешения глины с добавками и увлажнения до получения удобоформуемой глиняной массы.
Подготовку керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляют полусухим, пластическим и шликерным (мокрым) способами.
Полусухой способ производства кирпича был распространен на заводах страны в 50-е годы XX века, однако длительное время считался неперспективным. В конце 70-х - начале 80-х годов технология переработки глины была усовершенствована, после чего этот способ вновь стал рекомендоваться для строительства заводов. При полусухом способе производства глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и с влажностью 8—12% подают на формование.
При пластическом способе формования глину раздробляют, затем направляют в глиномешалку, где производят перемешивание ее с отощителем и

одновременно увлажнение до получения однородной пластичной массы с влажностью 20—25%. Формование керамических изделий при пластическом способе осуществляют преимущественно на ленточных прессах.
По шликерному способу исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы — шликера. В зависимости от способа формования шликер используют как непосредственно для изделий, получаемых способом литья, так и после его сушки в распылительных сушилах.
В данной курсовой работе производство керамического кирпича, осуществляется полусухим прессованием керамической массы.

3.1 Описание принятой технологии и организации производства
На выбор способа производства оказывают влияние различные факторы, в частности карьерная влажность и плотность сырья, его чувствительность к сушке. Немаловажным аргументом является предполагаемый ассортимент продукции и возможность приобретения того или иного комплекта оборудования.
Полусухой способ производства кирпича был распространен на заводах страны в 50-е годы XX века, однако длительное время считался неперспективным. В конце 70-х начале 80-х годов технология переработки глины была усовершенствована, после чего этот способ вновь стал рекомендоваться для строительства заводов .
Преимуществом традиционного полусухого способа производства является отсутствие перекладки кирпича-сырца с сушильной на печную вагонетку, возможность использовать как обычные глинистые породы, в том числе с карбонатными включениями, так и плотные трудно-размокаемые (глинистые сланцы, отходы угледобычи и углеобогащения), а недостатком " невозможность производства эффективных и высокопустотных изделий, запыленность производственных помещений, низкая производительность прессов полусухого прессования.
Предлагаемый метод сухого формования предусматривает подсушку глины в сушильном барабане в течение 10–15 минут, после чего глина измельчается дробилкой в порошок и формуется в кирпич коленно-рычажными прессами.
Технологическая схема производства, по данному методу представлена на рис.
2,3.
Поскольку формование происходит при влажности порошка 8–10%, то отформованный кирпич не требует сушки и подается сразу после формовки в печь. Следовательно не требуются затраты на энергоносители для сушки. Не

требуется ввод в глину добавок для улучшения сушильных свойств кирпича.
Даже при наличии в глине солей они не выступают на поверхность кирпича. Технологическое оборудование более простое и потребляет значительно меньше электроэнергии. Одновременно снижаются затраты на приобретение и монтаж оборудования.
Для обжига кирпича рекомендуют кольцевые печи со съемными сводами.
Данные печи сочетают в себе преимущества кольцевой и туннельной печи. То есть с одной стороны они полностью механизированы, а с другой стороны не требуют парка обжиговых вагонеток. Кирпич загружается в эти печи и выгружается через своды пакетами по 300–500 штук.
Полусухой способ производства керамического кирпича имеет преимущество перед пластическим. Он не требует сушки изделий и позволяет и позволяет использовать малопластичные глины. Вместе с тем уменьшается потребность в производственных площадях и рабочей силе. Однако качество кирпича, получаемого полусухим способом, в частности морозостойкость, ниже, чем кирпича, полученного пластическим прессованием. При полусухом способе прессовании (рис.3) сырьевые материалы после поставки автотранспортом из карьера на завод, поступают в ящичный питатель – 1, далее ленточным транспортером – 2, подаются на измельчение в дезинтеграторные вальцы – 3, далее в циклон – 4 , а затем в сушильный барабан – 5, где сырье высушивают до влажности 6…8%, далее оно поступает в бункер – 6, затем тарельчатым питателем – 7 в дезинтегратор, далее элеватором – 9 сырье поступает в грохот – 10, где его просеивают, а затем увлажняют до 8…12% и тщательно перемешивают в глиносмесителе с пароувлажнителем; питателем сырье поступает на формовку, где его прессуют на гидровлических или механических прессах – 13, 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 полусухого прессования использовать для фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя не допускается вследствие пониженной его морозостойкости.
Рис. 3.1.1 Технологическая схема производства керамического
кирпича методом полусухого прессования.
1 – ящичный питатель, 2 – ленточный транспортер, 3 – дезинтеграторные вальцы, 4 – циклон, 5 – сушильный барабан, 6 – бункер, 7 – тарельчатый питатель, 8 – дезинтегратор, 9 – элеватор, 10 – грохот, 11 – глиносмеситель с пароувлажнителем, 12 – питатель, 13 – пресс.

3.2 Выбор технического оборудования
Особенности разработанной нами технологии полусухого прессования заключаются в следующем. Предусмотрен метод грануляции - как один из эффективных вариантов подготовки рыхлого глинистого сырья к сушке.
Гранулирование исходного сырья перед сушильным барабаном обеспечивает улучшение условий сушки, снижение потерь с выносами (унос пыли), повышение однородности химическому и гранулометрическому составам, по размерам и влажности кусков, способствует повышению качества кирпича.
В технологическую схему приготовления пресспорошка введена стадия механической активации массы в Стержневом смесителе конструкции
ВНИИстрома. Смеситель не только удовлетворительно гомогенизирует массу, но и обеспечивает уплотнение и частичную грануляцию порошковых масс.
Последнее улучшает сыпучесть порошка и заполнение прессформ, облегчая прессование и получение качественных изделий.
Разработанная конструкция оснастки для прессования сырца со сквозными пустотами улучшает структуру и повышает морозостойкость кирпича.
Сушка сформованного сырца выполнена на люльках в роторно- конвейерных сушилках.
Все технологические переделы, начиная от подачи глины в ящичные питатели и до выхода готового кирпича из туннельной печи, полностью механизированы и автоматизированы.
Комплектация оборудования: глинорыхлитель, ящичный питатель, вальцы камневыделительные, смеситель двухвальный, пресс-гранулятор, барабан сушильный, смеситель стержневой, элеватор ленточный, конвейер ленточный, сито струнное, глиносмеситель, пресс полусухого прессования, печь.
Характеристика основного оборудования представлена в таблице 5.
Таблица 3.2.1 Характеристика основного оборудования

№ п/п
Наименование оборудования
Краткая техническая характеристика
1.
Питатель ленточный ИАПД-И36 предназначен для дозированной выдачи глинистого сырья.;
Производительность
(регулируемая при плотности глины 1,15..1,25 т/м3), т/ч 10..30;
Установленная мощность, кВт 5,5 предназначен для дозированной выдачи глинистого сырья.
2.
Глинорыхлитель одновальный
СМК-496. Производительность, т/ч, не менее 50; вместимость бункера, м3 3,2 установленная мощность, кВт 30;
Масса, кг, не более 5200 предназначен для разбивки кусков глины влажностью 25%, прочностью на сжатие не более 1,7 МПа с наибольшими размерами измерения
700 мм до размеров кусков, образуемых после прохождения через решетку с ячейкой по ширине 100+10 мм.
3.
Вальцы камневыделительные
ИАПД-И21. Производительность расчетная, т/ч (м3/ч) - 35 (28);
Установленная мощность привода валков, кВт, - не более 41 предназначены для помола керамической массы и выделения из нее каменистых включений.
4.
Вальцы камневыделительные
ИАПД-И21. Производительность расчетная, т/ч (м3/ч). - 35 (28);
Установленная мощность привода предназначены для помола керамической массы и выделения из нее каменистых включений.

валков, кВт - не более 41; Масса общая, кг, - не более 4300 5.
Барабан сушильный БН -2,8-
14(СМЦ-429);
Производительность при сушке глины - 3-5 тн/час; Частота вращения барабана регулируемая - от 2 до 10 об/мин; предназначен для сушки сыпучих материалов
6.
Смеситель двухвальный - КРОК
30; производительность, т/ч (м3)
10 (5,6) частота вращения валов, мин-1 38;
Установленная мощность, кВт 15 предназначен для перемешивания и увлажнения керамических смесей, предварительно измельченных и очищенных от каменистых включений.
7.
Пресс - СМ 1085;
Производительность изделий, шт/ч - кирпича 2240; Усилие прессования, МН 6,3;
Установленная мощность, кВт, не более 45,4 предназначен для изготовления кирпича высотой 65мм из керамических масс, влажностью 8-
12%, с коэффициентом сжатия К=2 по
ГОСТ 530-95 и ДСТУ Б В.2.7.61-97.

3.3 Разработка режима сушки и обжига
Кирпичное производство принадлежит к тем видам человеческой деятельности, где результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводится при постоянных основных параметрах производства. Невозможно сделать правильные выводы и подкорректировать работу при несоблюдении этого простого правила.
Процесс сушки
Глина, с точки зрения сушки, это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2-0,5 мкм и крупнозернистым 0,5-2 мкм. В объеме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.
Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды между плоскостями кристаллической решетки минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.
Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношением "глинистых" и "песчаных" частиц. Чем больше в глине "глинистых" частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.
Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина.
Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы

давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.
Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.
Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов.
Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.
Процесс обжига
Глина с точки зрения обжига представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.
В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всѐ более тугоплавкие минералы переходят в расплав и возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.
При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического

расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.
После обжига при температуре 950 - 1050°С доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8-10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.

4. Безопасность технологического процесса и окружающей среды
Охрана труда рассматривается как одно из важнейших социально- экономических, санитарно-гигиенических и экономических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда. Охрана здоровья рабочих и служащих в процессе исполнения трудовых обязанностей закреплена в трудовом законодательстве, непосредственно направленном на создание безопасных и здоровых условий труда. Кроме того, разработаны и введены в действие многочисленные правила техники безопасности, санитарии, нормы и правила, соблюдение которых обеспечивает безопасность труда.
Ответственность за состояние охраны труда несет администрация предприятия, которая обязана обеспечивать надлежащее техническое оснащение всех рабочих мест и создавать на них условия работы, соответствующие правилам охраны труда, техники безопасности, санитарным нормам.
Одним из важнейших принципов организации производства является создание безопасных и безвредных условий труда на всех стадиях производственного процесса. Мероприятия по охране труда обеспечиваются проектно-сметно-конструкторской и другой технической документацией.
Технологический процесс производства керамического кирпича должен соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.3.002-75*ССБТ
«Процессы производственные, общие требования безопасности». Организация и проведение технологического процесса предусматривает меры безопасности и безвредности для работающего персонала, близ расположенных жилых массивов и окружающей среды. Производственный процесс должен быть взрыво- и пожаробезопасным.
При производстве керамического кирпича в цехе формовки, сушки, обжига присутствуют вредные и опасные факторы. Повышение уровня шума оказывает вредное воздействие на организм человека. Производственные процессы на

предприятии в разрабатываемом проекте сопровождаются шумом, не превышающим установленные нормы
Производственное оборудование должно соответствовать требованиям безопасности в течение всего срока службы. Движущиеся (вращающиеся) части производственного оборудования, являющиеся источниками опасности должны быть ограждены сетчатыми или сплошными металлическими ограждениями в соответствии ГОСТ 12.2.062-81.
Для защиты людей от поражения электрическим током производственное оборудование должно удовлетворять следующим требования:
1) токоведущие части производственного оборудования являющиеся источником опасности должны быть надежно изолированы или расположены в недоступных для людей местах;
2) металлические части производственного оборудования, которые вследствие повреждения изоляции токоведущих частей могут оказаться под напряжением опасной величины, должны быть заземлены.
Размещение производственного оборудования в производственных помещениях не должно представлять опасности для персонала.
В качестве топлива при работе сушила и печи для обжига кирпича используется природный газ, который считается пожаровзрывоопасным веществом (главной составляющей частью природного газа является метан
СН
4
). Помещение цеха соответствует требованиям действующих отраслевых норм и правил (СНиП) и относиться по пожарной безопасности к категории
«Г».
Создание безопасных условий труда должно обеспечиваться также дальнейшим совершенствованием технологии, полной механизацией и автоматизацией всех производственных процессов.

Заключение
Главными направлениями технического прогресса промышленности строительных материалов являются: создание новых и совершенствование существующих технологических процессов, обеспечивающих получение продукции с минимальными затратами энергетических, материальных и трудовых ресурсов; получение новых видов строительных материалов и изделий с заданными свойствами, отвечающими самым высоким требованием строительства; широкое внедрение малоотходных и безотходных технологий, использование вторичных продуктов производства. Именно такая технология производства керамического кирпича, методом полусухого прессования описана в данной курсовой. В ней рассмотрены основные процессы и аппараты при производстве глиняного кирпича.
Керамический кирпич может применяться практически везде: при закладке фундамента, возведении несущих стен и межкомнатных перегородок, в печах и каминах (кроме тех мест, где происходит непосредственное соприкосновение с огнем), для облицовки зданий и их внутренней отделки. При этом он устойчив к различным внешним негативным воздействиям, что проверенно временем. Ведь не зря же он, будучи одним из древнейших строительных материалов, дошел и до наших дней.

Список литературы:
1. Баженов Ю.М, Горчаков Г.И.,. Строительные материалы: учебное пособие для высших учебных заведений., Союзполиграфпром, 1986.
2. Байер В.Е., Хигерович М.И., Производство глиняного кирпича. М.:
Стройиздат. 1984.
3. Беркман А. С., Мельникова И. Г. Структура и морозостойкость стеновых материалов // Строительные материалы. -1954.
4. Будников П.П., Балкевич В.Л., Бережной А.С. и др., Химическая технология керамики и огнеупоров, – М., Стройиздат, 1972.
5. Инчик В.В. Высолы и солевая коррозия кирпичных стен. СПб.:
СПбГАСУ. 1998.
6. Огурцов В. П. Кирпич и камни керамические. Технические условия. —
М.: ИПК «Издательство стандартов», 1996.
7. Кашкаев И.С., Шейнман Е.Ш. Производство глиняного кирпича. М.:
Высшая школа. 1978.
8. Ничипоренко С. П., Основные вопросы теории пластической обработки и формовки керамических масс: автореф… докт. т.н. - Харьков, 1958.
9. Роговой М. И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. — М.: «Стройиздат», 1974.
10. Смирнова К. А., Пористая керамика. М.,1968.
11. Устьянова В.Б., Подбор состава сырьевой смеси для двухслойного лицевого кирпича;. Строительные материалы. М -1980.
12. Хюльзенберг Д., Крюгер Х. Г. и др. Механизация процессов формования керамических изделий. -М.: Стройиздат, 1984.
13. Яршевский А. В. Теория сушки и возможности ее практического использования при сушке кирпича-сырца. Местные строительные материалы. -
М., 1946.