Курсовая работа По Общей Химической Технологии на тему: «Производство строительного кирпича»

Отощающие добавки. В глинистой массе, имеющей высокое число пластичности, поры и капилляры очень малы и нередко закрыты. Изделия, сформованные из такой массы, сушатся медленно, перемещение влаги и ее испарение из внутренних участков происходит весьма затруднительно. Вследствие этого возникает большая разность влажностей поверхности образца, сохнущей быстрее, и внутренней его части, медленнее отдающей влагу. Именно это обстоятельство приводит к неравномерной усадке и появлению трещин на поверхности изделий. Чтобы не допустить возникновения трещин и в то же время добиться быстрой и равномерной сушки, необходимо прежде всего создать в изделии нормальную диффузию. Это достигается за счет внесения в глинистую массу отощающих добавок, снижающих пластичность и увеличивающих размер пор и капилляров. При этом наибольший эффект получают при внесении крупнозернистых добавок. Чем больше в глинистой массе крупных частиц, тем крупнее в ней поры и капилляры и тем быстрее и равномернее идет сушка изделий, сформованных из такой массы. В настоящее время широко распространены органические добавки- древесные опилки и ископаемые угли. Пределом количества выгорающих добавок является общая пористость обожженного кирпича, которая не должна превышать 20-25%. Добавка кварцевого песка в карбонатные глины несколько улучшает прочность и морозостойкость кирпича, т.к. песок снижает общее содержание карбонатов в глинистой массе. Хорошими песками, которые можно рекомендовать в качестве добавок в глинистую массу как при естественной, так и при искусственной сушке, являются средние и мелкие, хорошо отсортированные природой кварцевые пески, имеющие модуль крупности от 1,5 до 2,5. Этим требованиям отвечают чаще речные (аллювиальные) пески, залегающие в долинах крупных рек. В практике кирпичного производства пески по их гранулометрическому составу, как правило, не оцениваются. Тогда как количество отощающей добавки находится в прямой зависимости от крупности или гранулометрического состава отощителя: среднего песка потребуется меньше, а очень мелкого- больше. Требования, предъявляемые к строительному песку, определены ГОСТ 8736-67 «Песок для строительных работ. Общие требования». Материалы для производства кирпича. Технология подготовки глин. Способы производства кирпича изменялись с течением времени от столетия к столетию. До ХIX века эта процедура была весьма трудоемкой, так как кирпич формовался вручную. Его сушка возможна была только в летнее время, а формовка производилась в больших напольных печах, выложенных из высушенного кирпича-сырца. Примерно двести лет назад были изобретены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, что весьма облегчило процесс производства. Также в XIX веке стали выпускаться и глинообрабатывающие машины. На сегодняшний день больше всего кирпича производится круглогодично на крупных заводах. Эти предприятия выпускают более 200 миллионов кирпичей в год. В производстве кирпича обычно применяются легкосплавные песчанистые и мергелистые глины. На сегодняшний день существуют две основные технологии производства этого стройматериала. Первая основана на обжиге глины, а вторая осуществляется без него. При небольших производствах разработку глины производят вручную, а при больших часто применяют экскаваторы и механические лопаты, что также зависит от свойства глины, характера её залегания и т.д. Разработку очень плотных залежей глины производят взрывным способом. На разработке глины получили распространение одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. При некаменистых, но очень плотных глинах применяют экскаваторы с определённо направленными ковшевыми цепями. Эти машины имеют более сильные двигатели, но изнашиваются скорее. Производительность экскаватора зависит от характера глины, глубины её залегания, типа экскаватора и мощности двигателя и составляет от 15 до 60 м3/час ( от 4800 до 19200 кирпичей ). Доставка глины на завод производится в опрокидывающихся вагонетках. При производстве строительного кирпича подготовка глины производится одним из следующих способов. Технология обжигового кирпича. Подготовка материала для будущего кирпича может быть произведена следующим способом. Глина, извлеченная из карьера, помещается в бетонированные творильные ямы, в которых ее разравнивают и заливают водой. В таком состоянии материал оставляют на 3-4 дня. Только после этого глина доставляется на завод для произведения машинной переработки. Для удаления из глинистой массы камней обычно применяются специальные камневыделительные вальцы. Эти вальцы одновременно перерабатывают глину как гладкие вальцы. Камни подводятся к одному концу вальцов спиралями и по желобу выбрасываются. После проведения этой процедуры глина поступает в ящичный питатель. У выходного отверстия этой машины размещаются подвижные грабли, которые частично разбивают куски и выталкивают глину на бегуны. Здесь глина хорошо размалывается. Затем материал проходит через одну или две пары гибких вальцов и поступает в ленточный пресс, соединенный с резательным аппаратом. Кирпич отрезается от глиняной ленты и попадает на подкладочные деревянные рамы. После такой расфасовки материал помещается в сушильную камеру. Когда камера полностью заполняется, ее запирают и разогревают. Сушка кирпича чаще всего производится искусственным способом, так как она не требует большого складского пространства и не зависит от погодных условий. Для такой сушки используют тепло отработанного пара. В результате постепенного подъема температуры в сушильной камере образуются водяные испарения без движения воздушных потоков. Это благоприятно влияет на сушку кирпича. Кирпич во влажном воздухе нагревается, что обеспечивает равномерное высыхание всей массы. Высушенный кирпич поступает в кольцевую или туннельную печь для обжига. Эта операция происходит при температуре около 1000 градусов. Обжиг длится до начала спекания. Хороший кирпич должен иметь матовую поверхность, и при ударе давать звонкий звук. Требуется, чтобы на изломе он был однородным пористым и легким. Кирпич считается бракованным, если в нем есть внутренние пустоты и трещины на внешней стороне. Технология безобжигового кирпича. В данном случае применяется гипер- или трибо-прессование. Это технология сварки минеральных сыпучих материалов под воздействием высокого давления в присутствии вяжущих компонентов и воды, завершающаяся выдержкой на складе в течение 3-5 суток до созревания. На первой стадии исходное сырье дробится до фракции 3-5 мм, после чего поступает в приемный бункер. Затем, пройдя по ленточному транспортеру через расходный бункер и питательный дозатор, материал попадает в бетоносмеситель. Там происходит его смешивание с цементом до получения однородной массы. На второй стадии осуществляется поставка готового материала по ленточному конвейеру через двухрукавную течку на установку формования. После прессования кирпич можно сразу помещать на технологические поддоны. На них он и размещается на складе, где происходит естественная выдержка в течение 3-7 суток. После этого производится отгрузка готового кирпича потребителю. Во многих случаях качество глины таково, что она может непосредственно поступать в ящичный питатель (бешикер ), состоящий из 2-4 отделений, в зависимости от числа смешиваемых сортов глины ( жирной и тощей ). У выходного отверстия питателя помещается вращающийся вал с насаженными на него кулаками или подвижная грабля, которые подают подошедшую к выходному отверстию питателя глину, частично разбивают попадающиеся на пути куски и сбрасывают глину под бегуны. Под бегунами глина хорошо размалывается и продавливается через дырчатую тарелку бегунов (величина отверстий около 3 мм. ). В бегуны нередко подбрасывают бракованный сырец . Иногда между питателем и бегунами ( большей частью при производстве черепицы ) устанавливается увлажняющий шнек, куда поступает необходимое количество воды. Добавка воды к массе часто производится во время обработки её бегунами. В этом случае применяют так называемые мокрые бегуны. Водозатворение и формование сырца. Величина, скорость и равномерность водозатворения глинистой массы зависит от многих причин. Основными из них являются: степень рыхления и способ перемещения, пластичность и гранулометрический состав, естественная влажность исходной глинистой породы, поступающей на водозатворение. При производстве глиняного кирпича пластическим способом наиболее практическое значение имеет рыхление и измельчение глинистой породы, т.е. разрушение ее естественной структуры. Хорошее рыхление и измельчение породы обеспечивает более совершенную и равномерную смешиваемость глинистой массы с отощающими добавками, быстрое и равномерное водозатворение. Хорошим рыхлением можно считать такое, при котором глинистая масса имеет зернистую или мелкокомковатую структуру. Самым эффективным способом переработки массы, при котором достигается наилучшее разрушение естественной структуры, является способ промораживания и вылеживания глины. Даже кратковременное вылеживание глин с периодической поливкой водой ускоряет процесс разрушения естественной структуры и способствует полному ее набуханию. Вода, проникая во все поры массы, ослабляет связи. При этом происходит также и некоторая перегруппировка частиц. С течением времени глина в этих условиях приобретает мелкокомковатую структуру, обеспечивающую полное и равномерное ее увлажнение. Вылеживание заготовленной глины в течение зимы еще более глубоко разрушает естественную структуру. Различают естественную и формовочную влажность глинистых пород. Естественной влажностью принято называть весовое количество воды, содержащееся в порах природной глинистой породы. Эту влажность нередко называют карьерной. Под формовочной влажностью подразумевают весовое количество воды, содержащееся в формуемой глинистой массе, обеспечивающее нормальное формование и сушку сырца. Нередко формовочная влажность соответствует естественной. Иногда она меньше ее. Здесь и далее влажность глинистой массы выражена в виде абсолютной влажности, т.е. в виде отношения веса испарившейся воды к весу абсолютно сухого образца. Выражение влажности в виде величины относительной влажности, т.е. в виде отношения веса воды к весу влажного образца, здесь неприемлемо не только потому, что оно дает несопоставимые результаты одного анализа с другим, но и затрудняет определение пределов пластичности, которые вычисляются в единицах абсолютной влажности породы. Значение абсолютной влажности всегда выше относительной. Эта разница будет тем больше, чем выше влажность образца. Значения влажностей пересчитывают по следующим формулам: относительной в абсолютной абсолютной в относительной Естественную влажность можно выражать как в процентах, так и в долях единиц. В последнем случае, в зависимости от степени заполнения пор водой, значение ее может изменяться от 0 до 1. При полном заполнении пор водой глинистая масса представляет собой двухфазную систему, состоящую из минеральной части и воды. Двухфазная глинистая масса в производстве кирпича очень желательна, но на практике она никогда не получается. В формуемой глинистой массе всегда присутствует третья фаза- воздух, который оказывает отрицательное действие на качество сырца, увеличивая его усадку и деформируемость. Следует отметить, что искусственное увлажнение глинистой массы резко отличается от естественного. При быстротечном водозатворении глинистой массы влага не успевает равномерно распределиться. Хорошо увлажняются глинистые породы в естественном залегании, т.е. в карьере, когда влага действует длительное время и количество ее достигает или превышает формовочную влажность. В подобных случаях изделия обычно формуют без дополнительного орошения, нередко с подсушкой. В этом случае глинистая масса полностью набухает и равномерно увлажняется еще в карьере, что значительно улучшает ее формовочные свойства. Длительность процесса формования, от водозатворения до резки бруса, составляет всего около 2 минут, в то время как процесс замокания и набухания даже хорошо проработанных глин требует для своего завершения несколько часов, а для высокопластичных глин и нескольких суток. Поэтому быстротечное водозатворение плохо проработанных сухих глин неизбежно приводит к неравномерному их замачиванию и набуханию, а следовательно, и к различному напряженно-деформированному состоянию, которое способствует разрывам изделия даже при нормальном режиме сушки. Глина из-под бегунов проходит одну или две пары гладких вальцов и поступает в кирпичный ленточный пресс, который соединяют с резательным аппаратом. Проволока резательного автомата отрезает кирпич от глиняной ленты и мгновенно отходит обратно. Отрезанный кирпич попадает ( на ребро ) на подкладочные деревянные рамы, движущиеся на 2-3 см. ниже глиняной ленты. Так как скорость движения рам несколько больше, чем глиняной ленты, то между отрезанными кирпичами образуются промежутки, необходимые при последующей сушке. После расфасовки по рамам, сырец подаётся в сушильную камеру. По заполнении камера плотно запирается и обогревается. Сушка сырца. Под сушкой в обычном смысле понимают удаление излишней влаги из какого-либо переувлажненного вещества. В процессе сушки вода переходит из капиллярного или гигроскопического состояния в парообразное. При этом испарение происходит при условии, когда парциальное давление или концентрация водяных паров в окружающей среде меньше давления водяных паров у поверхности высушиваемого тела. И чем больше эта разница давлений, тем интенсивнее идет сушка. Сушка кирпича производится в сушилах следующих типов с естественной сушкой, с искусственной и комбинированной. Естественные способы применяются главным образом, при небольшой производительности завода. Естественная сушка довольно продолжительна и при большом объёме производства не вполне рентабельна, так как требуется много складского пространства и успех работы в значительной степени зависит от погоды. Для искусственной сушки применяют тепло отработанного пара, остывающего обожженного кирпича, а в некоторых случаях тепло дымовых газов. Нагретый воздух ( 350-400 С ) отсасывается из обжиговой печи эксгаустром и подаётся в сушильную камеру. Благодаря постепенному подъёму температуры, в закрытой сушильной камере с течением времени образуются испарения воды без заметного движения воздуха. Это весьма благоприятно влияет на сушку кирпича, особенно из чувствительных к режиму сушки глин в первый период. Сырец нагревается во влажном воздухе и преждевременного высыхания его поверхности не происходит, а влага равномерно испаряется из всей массы сырца. Для обеспечения равномерности тяги и работы в печи устанавливают вентиляторы. Газы продуктов горения используются для сушки сравнительно реже, т.к. они действуют разрушающим образом на дерево и железо. Их следует пропускать по трубам или каналам под полом сушилки. При сушке в поверхностных и внутренних слоях сырца возникает значительная разность влажностей и температур, напряжений и деформаций. В процессе сушки, как правило, происходит большее сокращение объема верхних слоев, чем внутренних, что нередко приводит к растрескиванию образца при достижении им критического значения объемно- напряженного состояния. Таким критическим значением является влажность, соответствующая нижнему пределу пластичности, т.е. та точка, где глинистая масса при ее сушке переходит из пластичного состояния в непластичное и где коэффициент консистенции = 0. Пока глинистая масса сохраняет пластичное состояние, трещины не могут образоваться, поскольку растягивающие усилия компенсируются пластическими деформациями. Но как только образец потерял пластичность и начал переходить из пластичного в непластичное состояние, так при жестких режимах сушки в нем будут возникать предельные напряжения и начнут появляться трещины. В связи с этим в первый период сушки кирпича (и особенно при высокой температуре и сильной циркуляции теплоносителя) главная задача заключается в том, чтобы затормозить испарения влаги с поверхности, не допустить резкой неравномерности воздушной усадки. Поверхностное испарение влаги должно быть таким, чтобы оно не приводило к критической разности напряжений и к деформациям изделий. Важнейшим показателем сушильных свойств глинистых масс является влагопроводимость, которая зависит как от их температуры и влажности, так и от пластичности и гранулометрического состава. Чем выше коэффициент влагопроводности, тем быстрей идет сушка, значительно снижается величина напряжения и меньше появляется трещин. Влага из внутренних областей изделий к поверхности перемещается по капиллярам и сообщающимся порам. Естественно, чем больше пор и чем они крупнее, тем выше влагопроводность, тем интенсивней и равномерней сушатся изделия. Скорость сушки глинистых изделий зависит также от величины β- обратной удельной поверхности изделия, которую вычисляют как отношение объема изделия V к его поверхности S. Скорость сушки определяется также объемом и геометрической формой изделия. Чем больше сумма площадей и меньше линейного усадка, тем быстрее идет его сушка. В зависимости от динамики усадки изделия процесс сушки обычно делят на 3 периода: 1) период усадки. При этом считают, что усадка пропорциональна количеству испарившейся воды; 2) период замедленной усадке при продолжающемся интенсивном испарении воды. Обычно этот период характеризуют как переходный от выделения усадочной к выделению паровой воды; 3) Характеризуется воды пор. Чем выше пластичность глинистой массы, тем выше ее оптимальная формовочная влажность и содержание поровой и усадочной воды. Высокопластичных глинистые массы содержат воды более 20% поровой и более 10% усадочной. Особый интерес представляет первый период сушки, т.е. период испарения усадочной воды и интенсивной усадки, поскольку именно в этот период наблюдаются случаи растрескивания и коробление глинистых образцов. И особенно часто такие случаи наблюдаются у образцов, имеющих высокую пластичность и большое количество усадочной воды. Именно поэтому первый период сушки нуждается в строгом соблюдении режима сушки. Основным фактором, оказывающим решающее влияние на процессы сушки сырца, являются внешними и внутренними. К числу внешних можно отнести скорость, влажность и темп теплоносителя, к внутренним – пластичность и гранулометрический состав, пористость и капиллярность глиняной породы, наличие выгорающих добавок, однородность структуры и влажности, оптимальность и равномерность увлажнения, пустотность изделия, вакумирование и паропрогрев, роль которых в процессе сушки очень велика. Вакуумирование снижает формовочную влажность, а следовательно, и величину усадки, вследствие чего сокращается первый период сушки, а паропрогрев обеспечивает повышение температуры во внутренних областях изделий, более равномерно распределяет температуру и влагу в глинистой массе, улучшая не только сушильные, но и формовочные свойства. Однако среди перечисленных факторов немалую роль играют и другие внутренние факторы, которые не только ускоряют сушку сырца, но и улучшают его обжиг и повышают марку изделий. Чем лучше подготовлена и обработана глинистая масса, чем оптимальнее ее пластичность, пористость и влажность, чем более однородна и равномерно она увлажнена, тем равномерней и быстрей будет протекать сушка сырца. Применение внешних ускорителей в полной мере возможно лишь во второй период сушки, после полного окончания усадки, при достижении сырцом влажности, соответствующей пределу усадки. Это становится возможным потому, что сырец в этот период не претерпевает более усадки, испарение влаги полностью сопровождается образованием пор. Следовательно, для соблюдения нормального режима сушки сырца, регулирования и правильного применения ускорителей при данной температуре, влажности и скорости движения воздуха необходимо прежде всего знание пластичности, формовочной влажности и влажности при пределе усадки сырца. Основными факторами, приводящими к разным скоростям сушки образцов, является их пористость, структура и капиллярность, которые регулируются крупнозернистыми добавками. В пользу решающей роли отощающих добавок, создающих в глинистой массе нормальную пористость и капиллярность, говорит многовековая практика производства кирпича в России. Еще на заре производства кирпича русские мастера умели делать хороший высококачественный кирпич. Я.Н. Черняк приводит такой отзыв иностранцев о качестве русского кирпича XV-XVI вв.: «приготовленный в России кирпич очень хорош, гладок, по твердости, весу и красоте похож на лучший антиохийский. При изготовлении его русские мастера подбавляют как можно больше песку и приобрели в этом большое уменье». Именно из такого кирпича построены Московский Кремль (1485-1495 гг.), Покровский собор, или собор Василия Блаженного (1555-1560 гг.) и много других замечательных сооружений как в Москве, так и в других городах России, являющихся ныне величайшими памятниками русской и мировой архитектуры. В далекую старину мастера кирпичного дела не знали органических (выгорающих) добавок. Они пользовались исключительно минеральными добавками и главным образом песком. Кроме перечисленных возможностей ускорения сушки сырца, большую роль играет также способ его укладки. Наибольшую эффективность дает укладка сырца на ложок с таким расчетом, чтобы две его постели свободно омывались воздухом (теплоносителем).

Похожие:

	Курсовая работа проверка правильности заполнения форм и другая обработка... Данная курсовая работа посвящена изучению анимационных эффектов в рамках JavaScript. Раскрывая тему, мы сочли нужным раскрыть понятие...		Курсовая работа На тему: «Учет и организация контроля расчетов с подотчетными лицами»
	Курсовая работа. На тему Студент группы 07101дфрс3-бд пантелеева Н. А. (группа, фамилия и инициалы)		Курсовая работа на тему: "Группа пневмовирусов" Локализация и количественное определение вирусных антигенов по связыванию стафилококков
	Лабораторная работа №7 Отпуск материалов на производство, прочее... Лабораторная работа №7 Отпуск материалов на производство, прочее выбытие материалов		Лабораторная работа №7 Отпуск материалов на производство, прочее... Лабораторная работа №7 Отпуск материалов на производство, прочее выбытие материалов
	Курсовая работа на тему: «Анкетирование как способ исследования потребителей» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Курсовая работа на тему «Организация молодежного туризма» ...
	Курсовая работа на тему: s Банковские услуги в настоящий момент являются одним из наиболее востребованных и динамично развивающихся видов деятельности в нашей...		Курсовая работа на тему: «ревизия и аудит товарных операций в оптовой торговле» Товарные запасы предприятий торговли как объект финансово-хозяйственного контроля 4