Технология производства и потребительские свойства кирпича керамического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификационные признаки кирпича керамического

В соответствии с СТБ 1160-99 (государственный стандарт Республики Беларусь) «Кирпич и камни керамические». Керамический кирпич изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда и в зависимости от размеров делят на виды:

- кирпич  одинарный: 250х120х65 мм;

- кирпич утолщенный: 250х120х88 мм;

- кирпич  модульных размеров одинарный: 288х138х65 мм;

- кирпич  модульных размеров утолщенный: 250х54х88 мм;

- кирпич утолщенный с горизонтальным расположением пустот: 250х120х88 мм;

- кирпич  профильный: 250х120х65 мм;

- кирпич  утолщенный профильный: 250х120х88 мм.

По  своему назначению керамический кирпич подразделяется на:

Строительный (рядовой)- служит для возведения несущих стен и перегородок, которые впоследствии облицовываются, штукатурятся, окрашиваются.

Облицовочный (лицевой) – предназначен для отделки фасадов и интерьеров.

По  типу кирпичи подразделяются на:

Полнотелый – кирпич без отверстий или с технологическими отверстиями с пустотностью не более 13 % и плотностью свыше 1600 кг/м3 и обеспечивает максимальную прочность кирпичной кладки.

Пустотелый – имеет сквозные или несквозные круглые или прямоугольные (щелевидные) отверстия, содержание технологических пустот не более 45%, что значительно снижает вес и теплопроводность кирпича (по сравнению с полнотелым), плотность не превышает 1400 кг/м3. Толщина наружных стенок пустотелого изделия должна быть не менее 12 мм; ширина щелевидных пустот и диаметр цилиндрических сквозных пустот – не более 20 мм. При этом длина пустот при ширине от 16 до 20 мм должна быть не более 48 мм.

По прочности  изделия с вертикально расположенными пустотами подразделяют на марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, а с горизонтально расположенными пустотами - 25, 35, 50, 100.

По морозостойкости  изделия рядовые подразделяют на марки: F15, F25, F35, F50, F75, а лицевые — F35, F50, F75, F100. При использовании лицевых изделий для внутренней облицовки марка по морозостойкости должна быть не менее F15 [3].

Кодировка кирпича  керамического с использование  классификаторов:

ТН ВЭД 6904100000 - Кирпич строительный прочий из керамики

1. «Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности» (ТН ВЭД)

• Раздел XIII. Изделия из камня, гипса, цемента, асбеста, слюды или аналогичных материалов; керамические изделия; стекло и изделия из него.
• Группа 69. Керамические изделия
• Позиция 6904. Кирпичи строительные, блоки для полов, камни керамические несущие или для заполнения балочных конструкций и аналогичные изделия из керамики.
• Субпозиция 6904100000. Кирпичи строительные 1000.

 

2. «Общегосударственный классификатор Республики Беларусь» (ОКПРБ)

• Секция D. Продукция перерабатывающей промышленности.

• Подсекция DI. Изделия минеральные неметаллические прочие.
• Раздел 26. Изделия минеральные неметаллические прочие.
• Группа 26.2. Изделия керамические неогнеупорные нестроительные; огнеупоры.
• Класс 26.26. Изделия керамические огнеупорные.
• Категория 26.26.1. Изделия керамические огнеупорные.
• Подкатегория 26.26.12. Кирпичи керамические огнеупорные, блоки, плитки и аналогичные огнеупорные керамические строительные материалы, кроме материалов из кремнеземистой каменной муки или диатомитовых земель [11].

Заключим  следующее, согласно СТБ 1160-99 кирпичи керамические можно классифицировать по назначению (строительный (рядовой), облицовочный (лицевой)); по типу (полнотелый, пустотелый); по показателю средней плотности изделия; по теплотехническим характеристикам изделия; по морозостойкости изделия и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Потребительские свойства кирпича керамического

Потребительские свойства кирпича определяются прежде всего качеством его сырьевой смеси и технологией его изготовления. Основным сырьем для производства кирпичей является глина. Для придания готовому изделию необходимых физико-механических свойств, цвета, а также для улучшения технологических свойств глины применяют различные добавки. Например, отощающие добавки (полужирные глины, песок, шлак, шамот и т.п.) нужны для уменьшения усадки изделия в процессе сушки и обжига. Кроме того, добавляют соединения на основе бария, которые связывают соли, имеющиеся в глине, благодаря чему снижается вероятность появления высолов (соляных пятен) на поверхности изделия.

По способу  производства различают кирпичи  пластического формования (отдельный  метод - ручное формование) и полусухого прессования. Первый способ более распространен, поскольку позволяет изготавливать изделия с наилучшими физико-механическими характеристиками. Основные этапы пластического формования таковы. Сначала приготавливается сырьевая масса: смешиваются глина и соответствующие добавки. Влажность смеси -18-23 %. Затем масса вылеживается для достижения полностью гомогенной структуры, без включений и пустот, с минимальной пористостью. Затем эта масса пропускается через экструдер, который придает ей форму, и режется, превращаясь в изделие необходимого размера. С помощью разнообразных накаток создается поверхность будущего кирпича. После чего заготовку сушат, чтобы повысить ее прочность и избавить от избыточной влажности, которая повышает вероятность искривления и растрескивания при обжиге. После сушки влажность заготовки составляет около 2 %. Вследствие испарения воды размеры заготовки уменьшаются на 5-10 %. Затем изделие помещается в печь, где оно обжигается при высоких температурах, которые регулируются в зависимости от типа используемой глины (обычно 950-1100°С). Температура обжига влияет на физико-механические свойства, которыми будет обладать кирпич, а также на его цвет. Например, темные кирпичи обжигаются при более низкой температуре, светлые - при более высокой.

Стоит отметить, что далеко не все кирпичи, изготовленные методом пластического формования, будут иметь оптимальные потребительские свойства. В зависимости от завода различаются класс оборудования и степень требований к технологическому процессу. Нередко в целях экономии некоторые этапы производства упрощаются. Например, подготовка сырьевой смеси - этап, требующий времени и затрат электроэнергии, поэтому зачастую его ускоряют и удешевляют, что негативно сказывается на физико-механических характеристиках и на внешних параметрах готового изделия. А на стадии обжига очень важны точность установки температуры и равномерность распределения тепла в печи: разница даже в 5°С приведет к изменению оттенка кирпича и повлияет на качество спекания глины. Гарантировать соблюдение этих нюансов может только дорогостоящее оборудование.

В случае полусухого прессования сыпучую глиняную смесь  влажностью менее 10 % формуют поштучно прессом под сильным давлением, а затем, минуя сушильную камеру, отправляют в печь. Благодаря тому, что кирпич прессуется поштучно и имеет низкую начальную влажность, он обладает более четкими геометрическими размерами, но морозостойкость у него ниже, чем у кирпича, изготовленного методом пластического формования. Вместе с тем кирпич полусухого прессования получается достаточно гладким и ровным, имеет прочные ребра и углы.

1. Придать керамическим  кирпичам нужные свойства, цвет, а также улучшить свойства  глины позволяют добавки в  сырьевую смесь. Например, соединения  на основе бария связывают  соли, имеющиеся е глине, благодаря  чему снижается вероятность появления соляных пятен на поверхности изделия.

2. Поверхность  облицовочного кирпича бывает  гладкой, рельефной ("шероховатой", "античной", "кора дуба" и  др.), а также искусственно состаренной  - с "плавающим" от опенка  к оттенку цветом, неровной текстурой,  сколами на поверхности.

3. Поризованные  пустотелые кирпичи обладают  малым весом, что позволяет  увеличивать их размеры, превращая  в крупноформатные блоки, благодаря  которым стены возводятся быстрее,  а раствора требуется меньше [10, с. 301-315].

Керамические  материалы обладают высокими физико-механическими свойствами. Их прочность на сжатие достигает 30 МПа, выдерживают 15-50 циклов попеременного замораживания и оттаивания без видимых изменений. Кроме того, керамические материалы обладают высокими водо-, термо- и кислотостойкостью.

К керамическим материалам и изделиям предъявляются  различные требования соответственно тем воздействиям, которые они испытывают при использовании в строительстве. В связи с этим необходимо знать основные свойства керамических изделий и пути их регулирования в процессе изготовления различных керамических изделий. Показателями основных свойств керамических материалов и изделий являются прочность, водопоглощение, морозостойкость и др.

Определяя предел прочности, стеновые керамические изделия подвергают сжатию и изгибу, затем их маркируют, принимая за марку среднюю величину по результатам испытания 5-и образцов. Для керамических материалов и изделий прочность при сжатии находится в пределах 7.5-70 МПа; прочность при изгибе – 0.7-5 МПа.

Водопоглощение керамических материалов характеризует количественную величину их пористости и соответственно их степень спекания, которая, в свою очередь, влияет на другие свойства изделий строительной керамики: морозостойкость, паро- и воздухопроницаемость, сцепление с раствором загрязняемость и др. Диапазон этого показателя для керамических материалов и изделий в зависимости от их вида и назначения находится в пределах от 1 до 30 %.

Морозостойкость является одним из показателей, характеризующих долговечность керамических материалов в условиях воздействия на них внешней среды. Керамические изделия по морозостойкости делят на марки: F15, F25, F35, F50, F75.

Строительные  керамические изделия классифицируют по структуре керамического черепка (материал (тело), из которого состоят керамические изделия) и по их конструкционному назначению в отдельных элементах зданий и сооружений.

По структуре  черепка различают изделия с  пористым и спекшимся черепком, а  также изделия из грубой и тонкой керамики. Пористые материалы имеют водопоглощение черепка (по массе) 5 % и более; обычно такой черепок пропускает воду. Спекшимся считают черепок с водопоглощением ниже 5 % (как правило, он водонепроницаем).

У изделий из грубой керамики черепок в изломе имеет зернистое строение. Большинство керамических изделий – строительный кирпич, черепица, канализационные трубы и др. – являются изделиями из грубой керамики.

Керамические  изделия находят применение во всех элементах зданий и сооружений. Однако лишь некоторые из них сохраняют  благоприятные перспективы на дальнейшее развитие и длительное существование. Строительный материал или изделие может считаться прогрессивным, если он кроме соответствия предъявляемых к нему техническим требованиям обладает еще сборностью, т.е. допускает применение его в конструкциях индустриальными методами, а по экономичности, оцениваемой совокупными затратами, конкурентоспособен с другими строительными материалами того же назначения (взаимозаменяем). Далеко не все керамические материалы и изделия обладают этими качествами, поэтому производство некоторых из них не только не развивается, но постепенно сворачивается (черепица, дорожный кирпич).  На длительное время сохранится значительная роль в строительстве стеновых керамических изделий.

Добыча сырья  и производство кирпичей требуют минимум энергии и практически не наносят вреда окружающей среде (никаких взрывных работ или ломов, по окончании разработок территории рекультивируются). Керамический кирпич входит в число наиболее безопасных для человека, экологически чистых стеновых материалов, которые производятся из натуральных компонентов (без химических примесей). Удельная эффективная активность естественных радионуклидов не должна превышать 370 Бк/кг [7, с.43-45].

Потребительские свойства кирпича определяются прежде всего качеством его сырьевой смеси и технологией его изготовления. Основным сырьем для производства кирпичей является глина. Для придания готовому изделию необходимых физико-механических свойств, цвета, а также для улучшения технологических свойств глины применяют различные добавки. К показателям основных свойств кирпичей керамических можно отнести: прочность, водопоглощение, морозостойкость и др.

4. Технология производства кирпича керамического

Керамические  материалы получают из природных  глин или их смесей с органическими и минеральными добавками путем формирования, сушки и последующего обжига.

Первый шаг для того, чтобы достойно оценить и охарактеризовать значение какой-нибудь вещи – как  предмета повседневного пользования, так и произведения искусства  – заключается в знании процесса изготовления и понимании причин, почему используется именно этот материал. Все это довольно сложно установить в работе с керамическим кирпичом, так как его производство и применение не всегда расположены в одном и том же месте, и в них каждый раз принимают участие разные люди.

Вид и способ производства кирпича керамического определяют цвет, форму, текстуру, прочность, огнеупорность, сопротивляемость погодным воздействиям и долговечность керамического кирпича. Если кирпич низкого качества, здание может обрушиться.

Имеется два  вида кирпичей: необожженные, высушенные под солнцем, и обожженные в обжиговой  печи. Высушенные под солнцем глиняные кирпичи-сырцы (адоба) являются древнейшим и самым дешевым строительным материалом в истории человечества.

По форматам керамические кирпичи различаются  на квадратные и прямоугольные кладочные  кирпичи. Форматы состоят из длины, ширины и толщины в миллиметрах. При этом речь идет исключительно  о приблизительных размерах. Даже кирпичи, которые обжигаются одновременно, имеют из-за неточностей при формовании, сушке и обжиге отклонения по габаритам до 10 процентов. Поэтому приводимые данные дают только приблизительное представление о форме керамических кирпичей и не являются абсолютными.