Файл: Кропотов В.Н. Строительные материалы учеб. для [архитектур.] вузов.pdf

среду. Необходимое условие сушки — наличие внешнего источника тепла, нагревающего изделия.

Процесс сушки можно рассматривать как комплекс одновременно протекающих явлений: испарение влаги с поверхности материала; внутреннее перемещение (диффузия) влаги в материале и теплообмен между материалом и окружающей газообразной средой.

Изделия можно высушить только до равновесной влажности, ко­ торая зависит от относительной влажности и температуры теплоно­ сителя.

Длительность сушки керамических изделий определяется скоростью перемещения влаги от внутренних слоев изделий к наружным; чем меньше диаметр капилляров, тем медленнее перемещается в них жид­ кость.

Одновременно с удалением влаги из глины силы поверхностного натяжения стремятся сблизить частицы материала, тем самым вызывая усадку изделий. Величина ее может быть различной и зависит от при­ роды глины и ее чувствительности к сушке. Известно, что обжиг яв­ ляется завершающим и наиболее сложным технологическим процессом.

Обжиг изделий, изготовленных из легкоплавких глин, происходит при 900—1100°: вследствие образования жидкой фазы уменьшение линейных размеров изделий начинается при 800—850°.

При повышении температуры изделие уплотняется и в результате обжига приобретает камнеподобное строение, что способствует появле­ нию водоустойчивости, прочности, морозостойкости и других свойств.

Процесс обжига изделий разделяется на несколько операций: до­ сушку, подогрев и взвар.

Досушка. Сырец поступает в печь с влажностью 8—10%. Поскольку резкая досушка сырца может вызывать растрескивание изделий, досу­ шивают сырец медленно.

Подогрев. Подъем температуры до 700—800° осуществляется быстро. Взвар. Выдержка при максимальной температуре является самой ответственной операцией обжига, так как при этом происходит вырав­ нивание температуры по всей толще изделия и по сечению обжигатель­

ного канала печи. Это способствует повышению качества изделия. Остывание. Обожженные изделия охлаждают сначала медленно,

чтобы не возникли термические напряжения: после понижения темпе­ ратуры до 800—850° охлаждение можно ускорить.

5. СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Материалы, используемые для кладки стен различных сооружений, должны иметь определенную прочность, долговечность, низкую тепло­ проводность, теплоемкость и водопоглощаемость.

Кирпич глиняный обыкновенный. Кирпич строительный представ­ ляет собой искусственный камень в форме параллелепипеда строго уста­ новленных размеров, изготовляемый из глины с непластичными до­ бавками или без них путем формования и обжига.

64

Сырьем для производства строительного кирпича служат легко­ плавкие кирпичные глины, содержащие значительное количество при­ месей, главным образом кварцевого песка.

В промышленности применяют два способа производства строитель­ ного кирпича — пластический (мокрый) и полусухой.

Пластический способ производства кирпича. Глинистое сырье, доставленное из карьера, обрабатывают, чтобы подготовить его к фор­ мованию. Обработка заключается в разрушении структуры глины,

Рис. 21. Схема производства глиняного кирпича способом пластического прессования:

/ — ящичный подаватель; 2 — транспортер; 3 — дезинтегральные вальцы; 4 — бегуны; S — транспортер; 6 — вакуумный пресс с

глиномялкой; 7 — резательный столик

получении однородной массы путем интенсивного смешивания основ­ ного сырья с добавками и в большинстве случаев с водой. Обработку сырья производят с использованием нескольких машин, представляю­ щих собой кирпичеделательный агрегат (р«с. 21).

Для дозировки и равномерной подачи сырья в обрабатывающие машины применяют ящичный питатель, который представляет собой ленточный транспортер, где дозировка составных частей осуществляет­ ся с помощью ограничителя высоты материала, движущегося на ленте с постоянной скоростью.

Для грубого и тонкого размельчения применяют вальцы или бегу­ ны. Принцип действия вальцов заключается в следующем. Глина по­ ступает на поверхность двух валков, вращающихся навстречу друг

другу; силой трения она втягивается в зазор между валками и раз­ мельчается.

Для нарушения структуры глины, измельчения включений, сме­ шивания и уплотнения массы с одновременным увлажнением приме­ няют бегуны (рис. 22).

Они состоят из верхней тарелки 1, в средней части которой имеется кольцеобраз­ ная решетка с круглыми или прямоугольными отверстиями, двух катков 2 и нижней тарелки, принимающей измельченный материал и передающей его далее. Вода, не-

Рис. 22. Бегуны мокрого помола:

/ — верхняя тарелка; 2 — катки; 3 — трубка, подводящая воду; 4 — н и ж н я я тарелка

обходимая для увлажнения перерабатываемой глины, добавляется из вращающейся трубки 3.

Для лучшего перемешивания массы и дополнительного увлажнения иногда по­ сле бегунов устанавливают глиномялку.

Глиномялка имеет форму корыта, в котором расположены один или два вала с лопастями для перемешивания глины. В последние годы ее увлажняют горячей водой 'или паром, что способствует лучшему смачиванию частиц глинистого сырья и уско­ ряет процесс сушки. Горячую воду или пар обычно подают в глиномялку.

Формование кирпича заключается в • придании подготовленной сырьевой массе на ленточном горизонтальном прессе определенной формы и размеров. Пресс состоит из цилиндра, в котором вращается шнековый диск, подающий массу и создающий прессовую нагрузку, прессовой головки, в которой масса начинает уплотняться, и мундшту­

•умирования — удаления воздуха из сырьевой массы (в ней остается примерно около 2% воздуха).

тыс. шт. сырца в 1 ч. Выходящий из пресса брус разрезают на отдель­ ные кирпичи на специальных резательных станках (рис. 24).

Кирпич-сырец перед обжигом необходимо высушить, так как на­ личие в нем влаги (18—25%) способствует деформации и может вызвать трещины в нем при обжиге.

Сушка сырца производится теперь в специальных сушилках и реже в сушильных сараях (только в летнее время). Чаще всего при­ меняют камерные сушилки системы Росстромпроекта (рис. 25) с вер­ тикальным направлением движения теплоносителя, распределенной

метры камерных сушилок весьма разнообразны. Так, срок сушки со­ ставляет от 30 до 80 ч, температура, создаваемая теплоносителем, ме­

цесса производства керамических изделий, имеющего целью закрепить форму изделия и придать ему необходимые физико-механические свой­ ства.

Печи для обжига строительной керамики применяют двух типов: периодического и непрерывного действия. В печах первого типа весь процесс обжига происходит последовательно во времени и в каждый момент в рабочей камере печи происходит только одна какая-нибудь стадия процесса обжига (загрузка, нагрев, охлаждение, выгрузка). В печах непрерывного действия процесс обжига протекает непрерывно, при этом в разных частях печи одновременно происходят различные стадии процесса.

Непрерывно действующие печи, в особенности кольцевые и тон­ нельные, применяют в промышленности более широко, чем печи перио-

67

дического действия. В кольцевой печи передвигается зона горения топ­ лива, а обжигаемый материал остается неподвижным; в тоннельной перемещают обжигаемые изделия, а зоны подогрева, обжига и охлаж­ дения не меняют своего расположения.

Кольцевая печь (рис. 26) представляет собой два параллельных тоннеля (канала), перекрытых и соединенных между собой сводами. Образующийся кольцевой канал, загруженный кирпичом-сырцом, Ha­

Рис. 25. Сушильная камера (конструкция Росстромпроекта):

/ — подводящие каналы для теплоносителя; 2 — канал для отрабо­ танного воздуха; 3 — выступ для укладки рамок с сырцом; а — об­ щий вид камеры; б — схема д в и ж е н и я теплоносителя

зывают обжигательным каналом 1; в нем имеются выходы (ходки) 2 для загрузки и выгрузки кирпича.

Для отвода газов служит центральный дымовой канал 3, располо­ женный по центральной оси печи; с обжигательным каналом он соеди­ няется небольшим дымоходом, называемым очелками 4. В местах при­ соединения к центральному дымовому каналу очелки перекрыты кла­ панами — дымовыми конусами 5. Расстояние между очелками принято" считать длиной одной камеры; поскольку в обжигательном канале по­ стоянных перегородок между камерами нет, такое деление условно.

69

Топливо в кольцевой печи (мелкие куски угля или торфа), загру­ жаемое сверху через трубки 6, загорается от соприкосновения с нагре­

основных стадий обжига, в связи с чем канал печи делят на ряд зон. Резких температурных границ между этими стадиями нет, а при об­ жиге они постепенно переходят одна в другую. Однако зоны печи

В течение одного месяца огонь делает несколько оборотов по коль­ цу печи. Количество оборотов зависит от длины и емкости обжигатель­ ного канала. Съем в кольцевых печах достигает 2500—3000 и более шт. с 1 м3 обжигательного канала в месяц.

Преимуществом кольцевых печей является небольшой расход топ­ лива по сравнению с периодически действующими. Однако большим недостатком этих печей являются тяжелые условия труда рабочих на выставке и садке кирпича вручную. Поэтому кольцевые печи в послед­ ние годы модернизируют, механизируя указанные процессы.

Тоннельная печь представляет собой прямой канал (рис. 28), вдоль которого проложен рельсовый путь для вагонеток с садкой кирпича. По длине путь условно разделен на три зоны: подогрева, обжига и ох­ лаждения. Вагонетки с помощью толкателя передвигаются навстречу газовому потоку, выходящему из топок, расположенных в средней

нение во всех отраслях керамического производства. Основными пре­ имуществами их являются облегченные условия труда по сравнению

71