Сырье для производства силикатного кирпича.
Основными видами сырья для производства силикатного кирпича являются песок, известь и вода. По имеющимся данным более 50% заводов силикатного кирпича располагают известково-обжигательными цехами, сырьем для которых служит карбонатные породы – известняки. Помимо основных видов сырья многие заводы применяют суглинки, трепелы и др. кремнеземистые породы, золы и шлаки от сжигания углей на ТЭС, металлургические шлаки и др. плавленые алюмосиликатные материалы, а также некоторые горные породы и промышленные отходы. Указанные материалы обычно используют в качестве компонентов вяжущего или активных заполнителей, а некоторые из них – также в качестве уплотняющих добавок.
Песок. Основным компонентом силикатного кирпича (85-90% по массе) является песок, поэтому заводы силикатного кирпича размещают, как правило, вблизи месторождений песка, и песчаные карьеры являются частью предприятий. Состав и свойства песка определяют во многом характер и особенности технологии силикатного кирпича.
В производстве силикатного кирпича гранулометрия песков играет важную роль,
так как она в решающей степени определяет формуемость сырца из силикатных
смесей. Наилучшей гранулометрией песка является та, средние зёрна размещаются
между крупными, а мелкие – между средними и крупными зёрнами.
Большинство исследователей к пескам относят зёрна размером 0,05 – 2 мм, выделяя при этом две фракции: песчаные – 0,25 – 2 мм и мелкопесчаные – 0,05 – 0,25 мм. П.И. Фадеев разделяет песок по размеру зёрен на пять групп: грубые (1 – 2 мм), крупные (0,5 – 1 мм), средние (0,25 – 0,5 мм), мелкие (0,1 – 0,25 мм) и очень мелкие (0,05 – 0,1 мм). При смешении одинаковых по массе трёх фракций песка (крупного, среднего и мелкого) с соотношением размеров их зёрен 4:2:1 получают смесь с высокой пористостью; при соотношении 16:4:1 пористость значительно уменьшается, при соотношении 64:8:1 – уменьшается ещё более сильно, при соотношении 162:16:1 достигается наиболее плотная их упаковка.
Установлено, что оптимальная упаковка зёрен силикатной смеси (с учётом
наличия в ней тонкодисперсных зёрен вяжущего) находится в пределах
соотношений от 9:3:1 до 16:4:1.
Требования нормированы ГОСТ 21-1-80 «Песок для производства силикатного кирпича и изделий из автоклавных бетонов». Содержание кварца в песке должно быть не менее 50%, щелочей в пересчете Na2O – не более 3,6%, а частиц размером менее 0,05 мм (пылевидных, илистых и глинистых) – не более 20%. Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 не должно превышать 2%, а слюды – 0,05%.
Известь. Известь является второй составной частью сырьевой смеси, необходимой для изготовления силикатного кирпича. Сырьём для производства извести являются карбонатные породы, содержащие не менее 95% углекислого кальция CaCO3. К ним относятся известняк плотный, известняковый туф, известняк-ракушечник, мел, мрамор. Все эти материалы представляют собой осадочную горную породу, образовавшуюся главным образом в результате отложения на дне морских бассейнов продуктов жизнедеятельности животных организмов. Основным вяжущим материалом для производства силикатных изделий является строительная воздушная известь.
Технические характеристики согласно ГОСТ 9179-77 «Известь строительная. Технические условия»: Содержание активных (СаО + МgO) — 3 сорт — 70-79%; в т.ч. активного MgO — не более 2%, время гашения — не более 8 мин.
Золы и шлаки ТЭС. В производстве силикатного кирпича материала золы и шлаки ТЭС используются как компонент вяжущего или заполнителя. В первом случае расход золы достигает 500 кг на 1 тыс. шт. кирпича, во втором — 1,5—3,5 т. Оптимальное соотношение извести и золы в составе вяжущего зависит от активности золы, содержания в извести активного оксида кальция, крупности и гранулометрического состава песка и других технологических факторов и может колебаться в широком диапазоне. При введении угольной золы расход извести снижается на 10—50%, а сланцевые золы с содержанием (СаО + MgO) до 40—50% могут полностью заменить известь в силикатной массе. Зола в извес-тково-зольном вяжущем является не только активной кремнеземистой добавкой, но также способствует пластификации смеси и повышению в 1,3—1,5 раза прочности сырца, что особенно важно для обеспечения нормальной работы автоматов-укладчиков. Эффективность введения золы повышается с ростом удельной поверхности из-вестково-зольного вяжущего. При этом в зольном компоненте силикатного кирпича должно содержаться не более 3—5% несгоревшего топлива и не менее 10% оплавленых частиц.
Используя золы ТЭС, получен пористый силикатный кирпич с такими свойствами: плотностью 1250—1400 кг/м3; прочностью 10— 17,5 МПа, пористостью 27—28%, морозостойкостью 15—35 циклов. Применение его позволяет уменьшить толщину наружных стен на 20, а массу—на 40% и существенно сократить расход тепла на отопление зданий.
-
Технологическая схема производства силикатного кирпича силосным способом:
Состав оборудования, входящего в заявляемую линию, приведен в блок-схеме на чертеже.
1-бункер с известняком, 2-питатель, 3-дробилка, 4-грохот, 5 и 6-бункеры, 7-скиповый подъемник, 8-шахтная печь, 9-плостинчатый конвейер, 10-шаровая мельница, 11-пневматический транзистор, 12 и 13-бункеры, 14-двухкамерная мельница, 15-гомегенизатор, 16-бункер с мокрым песком, 17-бункер с песком, 18-дозатор, 19-ленточный конвейер, 20-грохот, 21 и 22-бункеры, 23-смеситель, 24-ленточный конвейер, 25-силос, 26-грохот, 27-смеситель, 28-пресс, 29-автомат.укладчик, 30-запарочные вагонетки, 31-автоклав, 32-толкатель, 33-мостовой кран, 34-СГП.
Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов работает следующим образом.
При изготовлении кирпича силосным способом подготовленный песок и молотую негашеную известь направляют в смеситель, туда подают и воду.
Известняк из карьера вагонетками с помощью электровозов или автосамосвалов подается в бункер 1, а затем качающимся питателем 2 направляется в щековую дробилку 3. После дробления известняк поступает на эксцентриковый грохот 4 для классификации. Отходы из бункера 5 периодически автосамосвалами транспортируются в машины для переработки их в известняковую муку, служащую для известкования кислых почв.
Отсортированный щебень требуемой фракции из бункера 6 питателем подается в скиповый подъемник 7, которым загружаются в шахтную печь 8 для подогрева (t=470/970 К), обжига (t=1370/1470 К) и охлаждения ( до t=370 К). Обожженная известь пластинчатым конвейером 9 с металлическим настилом непрерывно подается в шаровую мельницу 10 для предварительного грубого помола и далее пневмотранспортом 11 направляется в бункер 12. Известь из бункера 12 и песок из бункера 13 (около 10% от веса поступающей извести) поступает в шаровую двухкамерную мельницу 14.
Совместный помол извести с песком освобождает от необходимости предварительно сушить песок, так как песок, содержащий карьерную влагу, отдает ее на гашение извести и одновременно сам высушивается. Продукт помола системой пневмотранспорта направляется в гомогенизатор 15 (для получения однородных, гомогенных смесей) либо, минуя его, в бункер 16. Система пневмотранспорта позволяет загружать бункер 16 непосредственно из гомогенизатора 15.
Кварцевый песок из карьера в вагонетках электровозом транспортируется в бункер 17, откуда питателем-дозатором 18 и ленточным конвейером 19 направляется на грохот 20. После рассева верхний класс поступает в бункер 21, а нижний (готовый продукт) — в бункер 22. Песок из бункера 22 ленточным конвейером и молотая известь (с добавкой песка) из бункера 16 винтовым конвейером непрерывно подаются в двухвальный смеситель 23, где тщательно перемешиваются, увлажняются и обрабатываются горячим паром. Подготовленная известково-песчаная смесь ленточным конвейером 24 распределяется по силосам 25.
После вылеживания и усреднения известково-песчаная смесь поступает на грохот 26, где верхний класс удаляется, а нижний направляется в двухвальный смеситель 27 для дополнительного перемешивания, а затем в бункер пресса 28. Свежеотформованный кирпич при помощи автомата-укладчика 29 укладывается в определенном порядке на запарочные вагонетки 30. Профиль укладки на вагонетке соответствует сечению автоклава. Запарочные вагонетки с кирпичом-сырцом подаются по рельсовым путям в автоклавы 31, куда они поочередно заталкиваются толкателем 32.
Обычно процесс запарки длится 8—10 ч при давлении 9 атм. Известно, что повышение давления до 1,3 МПа и даже до 1,7 МПа позволяет сократить длительность изотермического процесса и улучшает прочностные и другие качественные характеристики автоклавных изделий. По окончании тепловлажностной обработки крышки автоклава открываются и при очередном проталкивании вагонеток с противоположной стороны выталкиваются вагонетки с кирпичом, прошедшим автоклавную обработку. На складе готовой продукции 34 для разгрузки пакетов используют мостовые краны с грейферными захватами 33.