2.1.3. Технологии производства керамических изделий

Широкое применение керамические материалы находят в строительстве. В зависимости от применения, они подразделяются на следующие группы:

• стеновые материалы (кирпич глиняный обыкновенный, пустотелый и лёгкий, камни керамические пустотелые);

• кровельные материалы и материалы для перекрытий (черепица, керамические пустотелые изделия);

• облицовочные материалы для наружной и внутренней облицовки (кирпичи и камни лицевые, плиты керамические фасадные, малогабаритные плитки);

• материалы для полов (плитки);

• материалы специального назначения (дорожные, санитарно-строительные, химически стойкие, материалы для подземных коммуникаций, в частности трубы, теплоизоляционные, огнеупорные и др.);

• заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

Несмотря на широкое разнообразие свойств керамических изделий, технологические процессы их производства имеют много общего и состоят из: подготовки массы, формования, сушки и обжига. При таком небольшом количестве процессов в производстве керамики осуществляются разнообразные варианты технологических схем, которые меняются в зависимости от состава исходной массы, а также от характера производимой продукции. Общее представление о технологическом процессе производства строительной керамики можно получить из примера технологической схемы производства керамического кирпича, приведенной на рис. 2.5.

Рассмотрим подробнее процесс производства керамического кирпича.

2.1.4. Производство керамического кирпича

Кирпич - один из самых древних строительных материалов широко использующийся и по сей день. Кирпич обладает долговечностью, прочностью, устойчивостью к окружающей среде и при этом он отличается простотой использования. Кирпичи различаются по характеристикам: цвет, размер, пустотность, морозостойкость.

Технология производства кирпича постоянно совершенствуется. Cамыми распространёнными технологиями производства кирпича являются методы изготовления с использованием глины, причём в первом случае, она подвергается обжигу, а во втором ─ нет. На сегодняшний день производятся следующие виды кирпича: декоративный, керамический, клинкерный, огнеупорный, теплоизоляционный, силикатный, облицовочный и кислотоупорный.

Как известно, «строительный кирпич» – это искусственный камень правильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающий камнеподобные свойства обжигом или обработкой паром.

Широкое распространение во многих странах имел необожженный кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резаной соломы. Применение в строительстве обожженного кирпича также восходит к глубокой древности (постройки в Египте, 3-2-е тысячелетие до н.э.). Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из него выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и т.п.

Примером использования кирпичного строительства в России времен Иоанна III стало строительство стен и храмов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера. «… и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырем, в Калитникове, в чем ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и тверже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыгами повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножом невозможно расколупать».

До XIX века техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоемкой. Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине XIX века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки.

Большие запасы повсеместно распространенного сырья, простота технологии, возможность получения заданных свойств, а также долговечность и экологичность керамических изделий обеспечивает им большие объемы производства среди стеновых материалов, используемых в современном строительстве.

В наше время более 80 % всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200 млн. шт. в год.

По виду исходного сырья и по способу изготовления различают силикатный кирпич (известково-песчаный), получаемый автоклавным способом, и глиняный обожженный (обыкновенный и лицевой)».

До недавнего времени основное количество кирпича производилось методом пластического формования. Основной недостаток этого метода — необходимость сушки отформованного кирпича. Причем, для получения качественной поверхности кирпича, процесс сушки должен проходить медленно (от трех дней до нескольких недель). Несмотря на то, что многие заводы вводят в глину целый комплекс элементов для уменьшения растрескивания кирпича в процессе сушки (такие как шамот, опилки, уголь, сланец и др.), избежать растрескивания кирпича удается не многим. Как увеличение продолжительности сушки, так и увеличение количества вносимых добавок приводит к увеличению себестоимости производимого кирпича. Первое ─ увеличивает потребление энергоносителей в 1,5-2 раза, второе ─ приводит к удорожанию готового кирпича, (т.к. любая добавка стоит значительно дороже глины.). Вторым недостатком метода пластического формования является то, что для получения качественного кирпича глину необходимо тщательно и качественно переработать, что требует больших затрат электроэнергии, что приводит к повышению себестоимости кирпича. Поэтому, большинство отечественных предприятий использует минимальный комплект перерабатывающего оборудования, что отнюдь не способствует качеству выпускаемого кирпича.

Другим способом производства кирпича является метод полусухого формования. Данный метод широко распространен в Ростовской области и Краснодарском крае, где практически половина крупных кирпичных заводов работают по этой технологии. Заводы по производству кирпича полусухим методом также работают в Белгородской, Воронежской, Нижегородской, Московской областях и на Урале. Метод полусухого формования предусматривает подсушку глины в сушильном барабане в течение 10-15 минут, после чего глина измельчается стержневым смесителем в порошок до фракций размером 0,5- 5 мм и формуется в кирпич колено – рычажными прессами.