Книги по строительству и ремонту

Строительные материалы

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Несмотря на то что керамические изделия отличаются большим разнообразием по назначению, форме и физико-механическим свойствам, производство их в основном примерно одинаково и состоит из следующих основных процессов:

добыча глины в карьерах;

подготовка массы, заключающаяся в дроблении глины и других компонентов смеси, увлажнении водой и перемешивании массы;

формование изделий из приготовленной массы;

сушка отформованных изделий;

обжиг предварительно высушенных изделий.

Для отдельных изделий могут быть различными технологические схемы этих процессов, например разные способы формования кирпича — пластичный и полусухой, разные способы сушки — естественная и искусственная, а также могут появляться дополнительные процессы, как, например, покрытие изделий глазурью. Более подробно такие производственные процессы будут изложены при описании основных видов керамических изделий.

Заводы по производству керамических изделий часто строятся вблизи месторождения глин, и тогда глиняный карьер является составной частью завода. Разработка сырья осуществляется на карьерах открытым способом экскаваторами. К карьерным работам относятся подготовительные, обеспечивающие вскрытие и подготовку месторождений, добычные, предназначенные для извлечения глины, и транспортные, т. е. доставка глины к месту переработки, а пустой породы в отвалы. Транспортные работы осуществляются автосамосвалами или мотовозами с вагонетками. К. карьерным работам относят также естественную обработку глины (в необходимых случаях) путем вылеживания и вымораживания. Качество керамических изделий полностью зависит от состава и чистоты сырья, поэтому необходим постоянный контроль за производством карьерных работ и качеством добываемого сырья. Заводские лаборатории должны систематически анализировать поступающее сырье и в зависимости от его качества подбирать состав шихты, наиболее благоприятный для данного вида изделий.

Подготовка массы заключается в обогащении, дроблении и тонком помоле материалов и последующем тщательном перемешивании их до получения полностью однородной массы. При пластичном способе формования масса увлажняется до необходимой степени.

Для лучшего перемешивания глиняной массы после помола и измельчения компонентов используют глиномялки (18), которые дают однородную пластичную массу, увлажненную до нужного предела.

Формуют керамические изделия в основном двумя способами — мокрым и полусухим. При мокром способе масса увлажняется до 20— 25% и формование производят на гидравлических или механических прессах; при полусухом масса увлажняется до 8—12% и изделия формуют прессованием. В зависимости от формы и размеров изделий используется формовочное оборудование, различное как по принципу действия, так и по мощности.

Сушка отформованных изделий является производственным процессом, необходимым лишь для изделий пластического формования. При полусухом способе производства сырцовые изделия имеют незначительную влажность, что при обжиге не вызывает растрескивания и необходимость в сушке отпадает.

Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с испарением влаги с поверхности изделия, перемещением влаги из его внутренней  части  к  поверхности  и  теплообменом  между материалом и окружающей средой. Длительность сушки во многом зависит от скорости перемещения влаги в изделиях от внутренних к наружным слоям, а последнее определяется размерами капилляров и вязкостью воды. Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются силами поверхностного натяжения и происходит уменьшение объема глиняных изделий (усадка). Усадка каждой массы имеет определенный предел, после которого дальнейшее сокращение объема не происходит, несмотря на то, что физически связанная вода к этому моменту полностью еще не испаряется. Более пластичные глины дают большую усушку.

Естественная сушка сырца зависит от погодных условий, поэтому она не всегда может обеспечить бесперебойную работу завода. На заводах с большой производительностью применяют искусственную сушку в сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве источника тепла используют газы обжигательных печей или горячий воздух. Из сушилок периодического действия широкое распространение получили камерные (19), а непрерывного (20).

Естественная сушка производится в специальных сушильных сараях (навесах), в которых на ровном, хорошо уплотненном поде или на стеллажах устанавливают сырые изделия. Длительность сушки целиком зависит от температуры, влажности и подвижности наружного воздуха и климатических условий района и составляет от б до 15 суток. Учитывая, что срок сушки изделий в искусственных сушилках не превышает 70 я   (а  в  большинстве  случаев он  значительно  меньше), естественная сушка изделии в настоящее время сохранилась только на мелких кирпичных заводах с сезонным циклом производства. Дополнительные расходы на искусственную сушку изделий полностью окупаются резким сокращением цикла производства.

Обжиг изделий является важнейшей и завершающей операцией технологического процесса производства керамических изделий. Этот процесс можно разделить на три периода: прогрев сырых изделий, собственно обжиг и регулируемое охлаждение изделий. В первом периоде из . обжигаемых изделий удаляется гигроскопическая и гидратная вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси и равномерно прогревается вся масса изделия. В начале нагревания при температуре 100—120°С удаляется физически связанная вода, в температурном интервале 450—650° С — химически связанная вода, причем глинистые минералы разрушаются и глина переходит в аморфное состояние. Дальнейшее повышение температуры обжига приводит к расплавлению части материала, в результате чего происходит спекание массы и образование керамического черепка. Этому соответствует температура 800—1000° С для легкоплавких глин и 1150—1200° С для тугоплавких. Температурный режим и длительность обжига зависят от состава применяемой шихты. При повышении температуры обжига получают изделия с большей механической прочностью, однако чрезмерное повышение температуры может вызвать деформацию изделий.

После обжига изделия охлаждаются. Процесс охлаждения весьма ответственный, не допускающий резкой смены температур и доступа холодного воздуха, влекущих за собой образование трещин. В начальной стадии температуру снижают медленно и лишь после достижения 650° С процесс охлаждения можно ускорить.

2. ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

К применяемым для кладки стен керамическим изделиям предъявляются определенные требования по прочности, теплопроводности, объемному весу,  водопоглощению и морозостойкости.

К наиболее распространенным видам керамических стеновых изделий относят кирпич глиняный обыкновенный, эффективные керамические материалы и виброкирпичные панели.

Кирпич глиняный обыкновенный

Обыкновенный глиняный кирпич представляет собой искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами  и ровными  поверхностями  размером  250x120x65 мм,  изготовляемый  путем формования,  сушки  и  обжига из  легкоплавкой  глины с добавлением к ней отощающих добавок или без них.

Кирпич получают двумя способами — пластическим и полусухим, наиболее распространен первый. Глину измельчают сначала в вальцах, а затем в глиномялке, где масса увлажняется до 18—25% и перемешивается до получения вполне однородной пластичной массы, хорошо поддающейся     формованию.     Подготовленная     масса     подается    на формование в приемную коробку / ленточного пресса (21) и проталкивается вдоль его оси цилиндрическим шнеком с лопастями 2 по направлению к входному отверстию мундштука 3. Площадь сечения его выходного отверстия в несколько раз меньше площади поперечного сечения цилиндра. Продвигающаяся через пресс под давлением шнека масса уплотняется и ЕЫХОДИТ ИЗ мундштука в виде четырехугольного бруса. Размеры сечения мундштука, а следовательно и бруса, соответствуют стандартной длине и ширине кирпича, увеличенных на величину воздушной и огневой усадки. Для получения кирпича-сырца заданной толщины движущийся брус разрезается поперек тонкими стальными проволоками резательного устройства. Производительность прессов достигает 10 тыс. шт. кирпичей в 1 ч.

В настоящее время в нашу промышленность внедрены более совершенные отечественные вакуум-прессы, в которых глиняная масса не только уплотняется, но и теряет часть воздуха, что повышает ее пластичность, плотность и способствует увеличению прочности изделий.

Кирпич-сырец сушат в искусственных сушилках при температуре до 90° С, реже — в естественных условиях. Круглогодичную работу кирпичных  заводов обеспечивают искусственные сушилки.

Завершающей операцией процесса производства является обжиг. Печи для обжига кирпича бывают двух видов: периодического действия, в которых операции по загрузке, обжигу, охлаждению и разгрузке чередуются в зонах печи непрерывного действия, где эти процессы происходят в разных зонах печи одновременно. Печи периодического действия сооружают теперь редко, только на предприятиях небольшой производительности.

К непрерывно действующим печам относятся кольцевые и туннельные. В кольцевой печи при неподвижном обжигаемом материале перемещается зона горения топлива, а вслед за ней и другие зоны, тогда как в тунннельной печи обжигаемые изделия передвигаются на специальных вагонетках через неподвижные зоны тепловой обработки. Кольцевые печи в последнее время не строят в связи с трудностью механизации очень трудоемких загрузочно-разгрузочных работ, но на действующих кирпичных заводах они еще широко эксплуатируются.

Туннельная печь (22) представляет собой обжигательный канал, в котором по рельсам движутся вагонетки с кирпичом-сырцом. Длина туннеля в зависимости от рода обжигаемых изделий составляет 60—150 м, поперечное сечение в свету от 3,5 до 5,5 м2. Туннельная печь имеет три зоны: подогрева, обжига и охлаждения. Процесс обжига в ней протекает быстрее, чем в кольцевой. Туннельная печь является наиболее экономичной печью кирпичного производства. Благодаря улучшению условий труда,  механизации процессов обжига она имеет большие  преимущества  по  сравнению  с кольцевой печью,  вследствие чего получает все большее распространение.

При полусухом способе производства кирпича подсушенная и мел-коизмельченная глина тщательно перемешивается и увлажняется до 8—12%. Прессуют кирпич-сырец на специальных прессах под давлением до 150 кГ]см2. К качеству кирпича полусухого прессования предъявляют те же требования, что и к кирпичу, изготовленному способом пластического формования. »?Полусухой способ производства кирпича имеет то преимущество перед пластическим, что дает возможность использовать для производства малопластичные глины, в результате чего расширяется сырьевая база производства. Кроме того, влажность порошка значительно меньше, вследствие чего сушка становится ненужной или значительно упрощается, а это уменьшает расход топлива и сокращается срок производства. Недостатками полусухого прессования являются более сложное прессовое оборудование, несколько больший объемный вес получаемого кирпича и меньший предел прочности его при изгибе.

ГОСТ 530—54 предусматривает выпуск модульного кирпича размером 250X120x88 мм с обязательными технологическими пустотами, весом не более 4 кг.

Вследствие неизбежной воздушной и огневой усадки трудно получить кирпич точно стандартного размера, поэтому допускают отклонения от размеров: они не должны превышать по длине ±6, по ширине ±4 и по толщине ±3 мм. Искривление поверхности и ребер допускается не более 4 мм по постели и 5 мм по ложку. В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич подразделяют на пять марок: 200, 150, 125, 100 и 75. Характеристика прочности кирпича на сжатие и изгиб приведена в табл. 6.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8%, при меньшем водопоглощении за счет большей плотности ухудшаются теплозащитные свойства. Объемный вес кирпича колеблется в пределах 1700— 1900 кг/м3. Кирпич, насыщенный водой, должен выдерживать не менее 15 циклов замораживания при температуре не выше —15° С и последующего оттаивания в воде при температуре 15±5°С. Отсутствие следов разрушения характеризует его морозостойкость.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен жилых, общественных и промышленных зданий, внутренних столбов, печей и сводов, а также для несущих конструкций, в которых прочность кирпича используется полностью. В конструкциях, где прочность кирпича полностью не используется, применяют кирпич глиняный пустотелый пластичного формования и другие виды эффективного кирпича. Кирпич глиняный обыкновенный применяют для заводского изготовления крупных кирпичных блоков и панелей. Кирпич обыкновенный полусухого прессования не допускается для цоколей и фундаментов ниже гидроизоляционного слоя, а также для наружных стен поме-. щений с повышенной влажностью.

Пока кирпич является у нас одним из основных стеновых материалов, что объясняется его хорошими строительными качествами. Но поскольку производство кирпича трудоемко, а стоимость его относительно высокая (в среднем 27 руб. за 1 тыс. шт.), обращаться с ним следует бережно: при хранении и перевозке укладывать в правильные ряды на поддоны или в контейнеры; погрузка кирпича навалом и выгрузка его сбрасыванием запрещаются.

Обыкновенный глиняный кирпич наряду со своими преимуществами обладает и отрицательными свойствами — высоким коэффициентом теплопроводности — 0,7 ккал/м  ч  град и большим объемным весом. Поэтому технологи создали новые виды кирпича с меньшим коэффициентом теплопроводности и объемным весом, нашедшие широкое применение в строительстве в качестве стенового материала. Кирпич таких видов получил общее название эффективных керамических материалов. Основные виды этих изделий рассмотрены ниже.

Кирпич глиняный пустотелый и пористо-пустотелый (23) изготовляется по способу пластического формования из глин с выгорающими добавками или без них. Массу, применяемую для выработки этого кирпича, обрабатывают более тщательно, чем для обыкновенного. Вакуумные прессы оборудованы специальными приспособлениями для получения в кирпиче отверстий, так называемыми кернами. Их устанавливают на металлической гребенке внутри мундштука у выхода глиняного бруса из пресса. Сквозные отверстия, количество которых может быть различным, располагают в кирпиче перпендикулярно постели. Поверхность граней кирпича может быть гладкой или рифленой.

Размеры вырабатываемого нашими заводами пустотелого кирпича пластического формования должны быть следующими (в мм): длина 250±6, ширина 120±4 и толщина (88 или 65) ±3.

Пустотелый кирпич в соответствии с техническими условиями (ГОСТ 6316—55) подразделяют на четыре марки в зависимости от предела прочности при сжатии по сечению брутто, т. е. без вычета площади отверстий. В табл. 7 приведены показатели пределов прочности при сжатии и изгибе.

Кирпич пустотелый пластического формования, высушенный до постоянного веса, разделяют по объемному весу брутто на два класса: класс А — с объемным весом до 1300 кг/м3 включительно и класс Б —с объемным весом более 1300 (но не выше 1450) кг/м3. Водопоглощение кирпича должно быть не менее 6% от его веса в абсолютно сухом состоянии. По морозостойкости этот вид кирпича должен отвечать всем требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу.

Применяют такой кирпич для кладки наружных и внутренних стен, а также для заполнения стен каркасных зданий. Для помещений с режимом повышенной влажности (бань, прачечных и др.) использование его не допускается.

Кирпич глиняный пустотелый полусухого прессования

Этот стеновой материал выпускается с несквозными пустотами, расположенными перпендикулярно постелям. Число пустот может быть четыре и больше, часто вырабатывается кирпич с 8 и 18 пустотами; в первом случае диаметр пустот равен 35—• 45 мм, а во втором 17—18 мм (24). Размеры этого кирпича: длина 250±4, ширина 120 + 3 и толщина (88 или 65) ±3 мм. Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются ГОСТ 6248—59.

Прочностные показатели этого кирпича такие же, как и пустотелого кирпича пластического формования. Объемный вес кирпича брутто в высушенном до постоянного веса состоянии не должен превышать

1450 кг/м3, т. е. соответствовать классу В. Марки этого кирпича, устанавливаемые по пределу прочности при сжатии, аналогичны маркам пустотелого кирпича пластического формования. Водопоглощение должно быть не менее 8% от веса кирпича, высушенного до постоянного веса. Показатели морозостойкости аналогичны показателям обыкновенного кирпича. Применяется кирпич в строительстве наравне с пустотелым кирпичом пластического формования.

Камни керамические пустотелые пластического формования

Такие камни по основному назначению разделяются на два вида: для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий и для кладки внутренних ненесущих стен и перегородок. На 25 показаны камни с различными по количеству, объему и конфигурации пустотами.

Изготовляются камни из легкоплавких глин с добавками или без них, со сквозными пустотами путем формования и последующего обжига. Глина предварительно сушится и тонко размалывается, масса тщательно перерабатывается и увлажняется. Формуют камни на вакуумных прессах при вакууме 700 мм рт. ст. и выше. Технология производства в общем аналогична технологии изготовления пустотелого кирпича. Камни изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными или рифлеными поверхностями (для усиления сцепления с вяжущими растворами и в декоративных целях); сквозные пустоты расположены перпендикулярно постелям.

Нашей промышленностью выпускаются камни следующих размеров: длина (250, 190 и 290) ±6 мм, ширина (120, 70, 90 и 190) ±4 мм, толщина (138, 188 и 288) ±4 мм. Объемный вес камней (брутто)   находится   в   пределах  1300—1450 кг/мг, т. е со-

ответствует классу В. По морозостойкости камни удовлетворяют требованиям, предъявляемым к обыкновенному кирпичу, водопоглощение их не менее 6% от веса камней,.высушенных до постоянного веса.

Пустотелые камни поставляются на строительные объекты в комплекте с дополнительными отделочными камнями (для выкладки карнизов, поясов и т. п.). Не допускается применение пустотелых камней для кладки фундаментов и цоколей зданий, а также для наружных стен помещений с большой влажностью.

Кирпич строительный легкий

Легкий (пористый) кирпич изготовляется из обычных глин с введением в них выгорающих добавок, а также из диатомитов (трепелов) или из смесей диатомитов и глин. Кирпич легкий имеет следующие размеры: длина 250±8, ширина 120±6 и толщина 88±4 мм. Выпускается также пористый кирпич большего размера — 250X120X140 мм. Чем меньше объемный вес легкого кирпича, тем меньше его теплопроводность. В зависимости от объемного веса легкий строительный кирпич подразделяется на три класса — А, Б и В в соответствии с принятой классификацией стеновых материалов. В зависимости от предела прочности при сжатии — на марки 50, 75 и 100. Морозостойкость легкого кирпича (Мрз 10) значительно ниже, чем у кирпича других видов, рассмотренных выше. В табл. 8 приведены показатели пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе.

Применение большемерного кирпича значительно выгоднее, чем обычного, так как уменьшается количество швов в кладке стен и, следовательно, сокращается расход вяжущего и повышается производительность труда. Использование пористого кирпича уменьшает толщину наружных стен и снижает их стоимость примерно на 10%. Однако вследствие пониженной прочности его не применяют для возведения стен, несущих большие нагрузки. Не применяют его и для фундаментов и цоколей зданий и для стен влажных помещений вследствие малой морозостойкости, а также потому, что в этих случаях не используются его теплоизоляционные свойства.

Виброкирпичные панели

Виброкирпичные  панели представляют собой крупномерные  строительные  детали,  изготовляемые  из  кирпича  на  цементном  растворе с утеплителями. Для  обеспечения необходимой прочности  и монолитности между  кирпичами   закладывается   арматурная сетка. В качестве утеплителя при сборке панелей   применяют   минераловатные   плиты,   пеностекло,  фибролит и др. Для подъема   панели   на всю ее высоту закладывают петли.

Изготовляют панели двумя способами — горизонтальной и вертикальной кладкой, наиболее эффективна горизонтальная кладка. Технологический процесс состоит из следующих основных операций: приготовления материала — кирпича, раствора и металлического каркаса, формования (сборки) панелей, уплотнения вибрированием, отделки панелей и обработки их в пропарочных камерах в течение 8—12 ч при температуре 80° С (для ускорения процесса твердения). Прочность конструкции панели при монтаже и транспортировании обеспечивается прокладкой в гризонтальных швах армирующих сеток из проволоки, а по обе стороны проема устанавливаются вертикальные арматурные каркасы.

Панели выпускают двухслойными и однослой- 26. Стеновая ви-ными. Двухслойные панели из кирпича и утеплите- брокирпичная панель ля могут быть облицованы керамическими плитками, что придает панели красивый вид. Стена, собранная из таких панелей, не нуждается в дополнительной отделке — облицовке, штукатурке и окраске. На 26 показан общий вид виброкирпичной стеновой панели, облицованной плитками. Общая толщина двухслойной панели 260 мм, в том числе кирпича 120, утеплителя 100, облицовочных керамических плиток 4 и 36 мм трех слоев раствора. Размеры вырабатываемых панелей 2670X3180x260 мм.

Однослойные панели изготовляют из крупнопустотных керамических камней, размер их 2750x3190x300 мм, толщина их складывается из толщины керамического камня 250 мм, керамзитобетонного заполнителя 25 мм и раствора 25 мм. Однослойные панели делают и из специального многощелевого эффективного керамического камня, длина которого соответствует толщине панели.

Панели для внутренних стен и перегородок изготовляют также из кирпича (в половину кирпича) и армируют стальными проволочными каркасами. Толщина таких панелей 140 мм—120 мм слой кирпича и 5—12 20 мм два слоя раствора — по 10 мм с каждой стороны панели. Размер панели 2620X2270X140 мм, вес около 2 г.

Производство виброкирпичных стеновых панелей можно считать целесообразным в тех районах строительства, где не налажен массовый выпуск железобетонных панелей, но действуют кирпичные заводы. Преимущества применения виброкирпичных панелей по сравнению с кладкой стен из штучного кирпича заключаются в более высоком уровне механизации при монтаже стен и значительной экономии стеновых материалов. Недостаток виброкирпичных панелей — сложность конструкции и, следовательно, изготовления, а также расходование металла на армирование.

Наряду с виброкирпичными панелями изготовляются также кирпичные блоки. Делают их на установках-полуавтоматах, дающих возможность получать блоки различных размеров: толщиной 1,5, 2 и 2,5 кирпича, длиной до 2,8 и высотой до 2,65 м.

Технико-экономическая эффективность применения виброкирпичных панелей и кирпичных блоков хорошо характеризуется следующим примером: 1 м2 наружной стены толщиной 64 см (2,5 кирпича) из полнотелого кирпича весит около 1200 кг. При этом расход условного кирпича на 1 м2 стены составляет 259 шт., цемента для строительного раствора 35 кг, т. е. стоимость 1 м2 составляет 12,5 руб. На изготовление же 1 м2 панели толщиной 30 см из многопустотных камней расход условного кирпича составляет 128 шт. и цемента 13,8 кг при общем весе 300 кг и стоимости 6,8—8 руб.

3.  ПРОИЗВОДСТВО  И  ПРИМЕНЕНИЕ ОБЛИЦОВОЧНЫХ  ИЗДЕЛИЙ

Широкое и эффективное применение в современном строительстве керамических облицовочных материалов определяется качествами их, отвечающими всем требованиям, предъявляемым к облицовочным материалам.

Все керамические облицовочные изделия можно разбить на две группы: для облицовки фасадов и внешних стен зданий и для облицовки внутренних стен зданий. Поскольку условия эксплуатации этих материалов различны, то их физико-механические показатели также во многом могут быть различными. Так, например, изделия для внешней облицовки должны обладать высокими показателями водонепроницаемости и морозостойкости, что не обязательно для изделий внутренней облицовки.

Внешние стены зданий под воздействием атмосферных осадков периодически увлажняются, вследствие чего увеличивается теплопроводность стен. Следовательно, облицовочные материалы должны обладать большой водонепроницаемостью и не допускать проникания воды к основному материалу стены. Очень опасно и разрушительно для наружной облицовки совместное действие воды и мороза. Поэтому облицовочные материалы должны быть морозостойкими и выдерживать без видимого разрушения многократное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Облицовка должна надежно противостоять механическим воздействиям — удару, сжатию, излому, т.е. обладать высокой прочностью. Кроме того, она должна иметь красивый внешний вид, правильную форму и   хороший   естественный цвет, не меняющийся в течение длительного времени под воздействием различных факторов (солнечный свет, перепад температур, атмосферные осадки, газы, находящиеся в воздухе, и др.)- Весьма важным качеством для облицовочных материалов является простота их укладки в конструкцию стены и надежность крепления.

Кирпич и камни лицевые, в настоящее время являющиеся основными облицовочными керамическими материалами, делают сплошными и пустотелыми. Лицевая поверхность их может быть гладкой, рифленой или офактуренной. Рельефное офактуривание поверхности достигается дополнительной обработкой влажного сырца специальными гребенками и рифлеными валиками. Изготовляются они из глин, с добавками или без них, формуются и обжигаются примерно в тех же условиях, как и другие керамические изделия. При облицовке фасадов зданий надежность крепления этих материалов достигается тем, что облицовка ведется одновременно с кладкой стен; таким образом, облицовочные кирпичи и камни служат и конструктивным несущим элементом  наряду с обычным стеновым материалом.

В зависимости от формы и назначения лицевой керамический кирпич и камни подразделяют на рядовые и профильные. Наиболее часто применяемые материалы имеют размеры: кирпич лицевой рядовой и профильный 250X120X65 (90) мм, камень лицевой рядовой 250 X X 120x140 мм и камень трехчетвертной 185x120x140 мм. Допускаемые техническими условиями отклонения от размеров не должны превышать ±4 для размеров 185 и 250 мм и +3 —2 для размеров 65— 90 мм.

В зависимости от предела прочности при сжатии лицевой кирпич и камни подразделяются на четыре марки: 150, 125, 100 и 75. Морозостойкость изделий для внешней облицовки должна быть не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания, водопоглощение не менее 6%. Не допускаются в кирпиче и камне трещины, а также пятна, выцветы и загрязнения на лицевой поверхности, видимые на расстоянии 10 м.

Промышленностью выпускается специальный водоупорный глазурованный кирпич с водопоглощением не более 5% для облицовки бассейнов, водоемов и других подобных сооружений.

Для облицовки зданий (карнизов, тяг, поясков) вырабатывают профильные изделия десяти типов, размеры которых указаны в ГОСТ 7484—55 (переизданном в 1959 г ).

Фасадные плиты предназначаются для облицовки фасадов зданий. В зависимости от конструкции, способов изготовления и методов крепления плиты подразделяются на закладные и прислонные. Закладные плиты устанавливаются одновременно с кладкой стен, а прислонные крепятся на растворе после возведения и осадки стен. Вырабатываются плиты различных размеров от 250X215 мм и более с допусками ±5 мм по длине и ±3 мм по ширине. Структура черепка плит должна быть однородной, без расслоений и пустот. По морозостойкости плиты должны выдерживать не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания без каких-либо признаков видимых повреждений: расслоений, выкрашивания углов и ребер и т.п. Водопоглощение плит из светложгущихся глин должно быть не более 12%, из остальных глин не более 14%. Предел прочности при сжатии и изгибе по сечению брутто должен быть не менее указанного в табл. 9.

Цвет лицевых поверхностей плит должен соответствовать утвержденному эталону, видимая с расстояния 10 м разнотонность лицевой поверхности не допускается. Показатели внешнего вида, правила маркировки, хранения, транспортирования и приемки определяются ГОСТ 6664—59.

Плитки фасадные малогабаритные изготовляют с гладкой или фактурной наружной поверхностью. На тыльной стороне плитки делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Лицевая сторона может быть различного цвета, глазурованной или неглазуро-ванной.

Выпускаются плитки прямые (рядовые) и угловые. Всего предусмотрено по 4 размера этих плиток (табл. 10). Отклонения по размерам плиток не должны превышать по длине ±3, по ширине (высоте) ±2 и по толщине ±2 мм.

РАЗМЕРЫ  КОВРОВОЙ   КЕРАМИКИ

Ковровая керамика — это керамические прямоугольные плитки, наклеенные на бумажную основу. Плитки бывают различных цветов, гла-Таблица 10 зурованные и неглазурованные. Ковры набирают как из одноцветных плиток, так и из разноцветных с определенным рисунком. Лицевая поверхность плиток гладкая, трещины и расслоения не допускаются. Водопогло-щение плиток не менее 6 и не более 12% от веса плиток, высушенных до постоянного веса, морозостойкость — не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания, вес 1 м2 6—8 кг Й зависимости от толщины плиток. Размеры плиток для ковровой керамики указаны в табл. 11. Отклонение от линейных размеров плиток не должны превышать ±0,5 мм как по длине грани, так и по толщине плитки. Отклонения по ширине шва в ковре допускаются  ± 1 мм.

Плитки наклеивают на плотную крафт-оберточную бумагу. Клей должен быть таким, чтобы плитки плотно приклеивались к бумаге, а после укладки в стену бумага легко смывалась с ковра.

Ковровую керамику применяют для облицовки крупных блоков и панелей, стен вестибюлей и лестничных клеток жилых   и общественных   зданий. Применение ковровой керамики снижает трудоемкость облицовочных работ, одновременно улучшая их качество.

Подоконные сливы также относят к керамическим изделиям, применяемым для облицовки и оформления фасадов зданий. Из них устраивают наружные подоконники зданий. Форма и размеры сливов бывают различными: длина от 300 до 500 мм, ширина в зависимости от конструкции стены 150, 225 и 250 мм, толщина 25, 65 и 71 мм. Допускаемые отклонения по этим размерам не должны превышать ±2 мм.

Водопоглощение подоконных сливов не более 8% от их постоянного веса, морозостойкость — не менее 35 циклов попеременного замораживания и оттаивания, т. е. значительно более высокая, чем для других видов керамических изделий, применяемых для наружной облицовки зданий. Повышенные требования обусловливаются специфическими особенностями эксплуатации подоконных сливов.

Керамические изделия для внутренней облицовки

Керамические изделия, применяемые для внутренней облицовки, делятся на две группы — для облицовки стен и для покрытия полов. Эти изделия весьма разнообразны по ассортименту и качественным показателям.

Для облицовки стен применяются два вида плиток —майоликовые и фаянсовые. Эти изделия не подвергаются в условиях эксплуатации действию отрицательных температур, поэтому требования морозостойкости к ним не предъявляются. Однако точность размеров, правильность формы, одинаковая окраска плиток приобретают особо важное значение, так как на внутренней облицовке стен хорошо различима каждая деталь. Плитки, для облицовки стен должны быть водонепроницаемы, огнестойки, достаточно прочны, а плитки для настилки полов, кроме того, должны обладать повышенным сопротивлением ударным и истирающим воздействиям.

Плитки для облицовки стен ванных комнат, туалетных, кухонь, бань, прачечных, больничных и других помещений представляют собой квадратные или фигурные пластинки, изготовленные из глиняного порошка с добавками (или без них) и покрытые глазурью. Тыльная сторона плиток имеет рифленую поверхность, обеспечивающую при облицовке надежное сцепление с цементным раствором. Плитки подразделяются на квадратные, прямоугольные и фасонные (угловые, карнизные и плинтусные). ГОСТ 6141—63 предусматривает выпуск 28 типов плиток для внутренней облицовки стен. При всем разнообразии размеров плиток и других фасонных изделий толщина их должна быть не более 6 мм, а толщина плинтусных плиток не более 10 мм.

Плитки должны иметь правильную, геометрическую форму, без выпуклостей, искривлений,-выбоин и трещин. Допускаемые отклонения" в размерах по длине грани плиток не более ±1,5 мм, отклонение стороны прямого угла не более 0,5мм. Жесткие требования, предъявляемые к размерам и форме плиток, объясняются стремлением получить облицовку с одинаковой и по возможности минимальной толщиной швов, так как неравномерные швы снижают качество облицовки, ее долговечность и ухудшают внешний вид поверхности.

По показателям внешнего вида лицевой поверхности и качества плитки подразделяются на три сорта.

Водопоглощение плиток не превышает  16%- При испытании пли-^ ток на термическую стойкость на их глазурованной поверхности не должны появляться трещины и отколы глазури, а также поверхностные полосные трещины на глазури (дек).

Решающим фактором высокого качества плиток является однородная, плотная структура черепка, для чего массу, сильно уплотняют при формовании. С этой целью порошок смеси прессуют в стальных прессформах при давлении 140—160 кГ/см2, что обеспечивает также наряду с плотностью изделия точность его размеров и правильную форму.

Майоликовые плитки изготовляют из легкоплавких глин с добавкой 20% углекислого кальция (обычно в виде мела). Пористый черепок этих плиток с лицевой стороны покрывается глазурью. Глиняная масса для изготовления майоликовых плиток требует тщательной обработки, обжигают их дважды: после сушки сырца и после покрытия обожженных плиток глазурью. Слой глазури обеспечивает плиткам полную водонепроницаемость и высокие декоративные качества.

Фаянсовые плитки изготовляют из тугоплавких глин с добавкой кварцевого песка, для понижения температуры плавления вводят плавни— полевой шпат, известняк или мел. Плитки имеют слабо окрашенный "или чисто белый пористый черепок. Лицевая сторона плиток покрывается глазурью. Для производства плиток применяют механические пресс-автоматы, производительность которых достигает 2,5 тыс. шт/ч. После прессования плитки поступают в оправочную машину, а затем передаются в непрерывно действующую сушилку. Глазурь наносят на сырые плитки специальными автоматами. Обжигают плитки в печах периодического действия (горнах) или в печах непрерывного действия туннельного типа. Чтобы плитки при обжиге не подвергались резкому действию высоких температур, их вводят в печь в керамических капселях. Обожженные плитки сортируют по размерам, типу, сорту и цвету и упаковывают в прочные деревянные решетчатые ящики. Правила маркировки, упаковки, хранения и транспортирования этих плиток изложены в ГОСТ 6141—63.

' Плитки для полов подразделяются на два вида: плитки керамические для полов и плитки керамические для мозаичных полов. Плитки вырабатываются 15 типов, различающихся формой и размерами. Плитки бывают квадратные, прямоугольные, треугольные, шести- и восьмигранные, а также половинки. Размеры керамических плиток для полов различной конфигурации приведены в табл.  12.

Плитки керамические для мозаичных полов делают квадратными и прямоугольными; выпускают их 6 типов, размерами 23x23, 48X48 и 48X23 мм при толщине 6 и 8 мм. Плитки толщиной 8 мм относятся к классу А, а толщиной 6 мм к классу Б. Отклонения в размерах плиток не должны превышать по всем измерениям ,±0,5 мм. Цвет плиток для полов может быть самым разнообразным, чаще выпускают белые, желтые и красные (различных оттенков) плитки. Тыльная сторона плиток для полов имеет рифленую поверхность для более прочного сцепления с раствором. Плитки, применяемые для устройства полов в помещениях с повышенной влажностью, банях, прачечных и др., имеют рифленой и лицевую поверхность для уменьшения скольжения. Водопоглощение плиток для полов не должно быть более 4% и мозаичных 3% для класса А и 4% для класса Б. Сопротивление истиранию характеризуется потерей веса плиток после прохождения по ним истирающим кругом 150 м пути; при этом потеря веса не должна превышать: для керамических плиток 0,1 г/см2, для мозаичных класса А— 0,1 и класса Б—0,25 г/см2.

Плитки для полов прессуют из порошкообразной массы на гидравлических или механических прессах при давлении 250—300 кГ/см2, затем сушат до влажности 3% и обжигают при 1200—1300°С. После тщательной сортировки по размерам, цвету и тону плитки упаковывав ют пачками в бумагу.

Мозаичные плитки должны быть прочно наклеены водорастворим мым клеем на прямоугольные листы прочной крафт-бумаги (ковры размером 398X598 мм) по типовым заводским рисункам. Швы между плитками делают ровными и прямыми, шириной 2 мм; по ширине шва допускаются отклонения ±0,5 мм.

Керамические плитки применяют для настилки полов в банях, прачечных, санитарных узлах, в вестибюлях общественных зданий, в лечебных помещениях и на предприятиях химической промышленности, т. е. там, где полы подвергаются усиленному износу, постоянному увлажнению и воздействию агрессивных веществ. Эти плитки практически водонепроницаемы, надежно защищают несущие конструкции перекрытий от увлажнения, стойко сопротивляются истирающим воз- • действиям, не дают пыли, легко моются, не впитывают жидкостей, обладают устойчивостью по отношению к действию кислот и щелочей. К недостаткам полов из керамических плиток следует отнести их хрупкость и большую теплопроводность, что не позволяет применять их в жилых помещениях. Небольшие размеры плиток обусловливают повышенную трудоемкость при устройстве полов и требуют прочного, хорошо подготовленного основания. Однако эти недостатки не столь существенны и не препятствуют широкому применению керамических плиток в строительстве.

4. ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЧИХ ВИДОВ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Санитарно-технические изделия

Производство изделий санитарно-технической керамики имеет свои особенности, специфическое оборудование, особые требования к качеству применяемых глин и рецептурам формовочных масс. В качестве глинистых материалов применяют беложгущиеся огнеупорные глины и каолины, добавками служат кварц и полевой шпат. От состава массы зависят тип получаемого материала — твердый фаянс, полуфарфор и фарфор, а также его качества. В табл. 13 приведены примерные рецептуры смесей и основные физико-механические показатели по-аучаемых материалов.

Изделия из твердого фаянса покрывают глухой или прозрачной глазурью, так как неглазурованный пористый черепок пропускает воду. В настоящее время в нашей стране санитарную керамику изготовляют преимущественно из твердого фаянса (унитазы, умывальники и смывные бачки). Полуфарфор обладает повышенными санитарно-гигиеническими и механическими свойствами, занимая промежуточное положение между твердым фаянсом и фарфором. Фарфор, имеющий белый, хорошо спекшийся остеклованный черепок, непроницаем для воды и газов, обладает высокой термической и химической стойкостью и наивысшей для всех материалов санитарной керамики механической прочностью.

Технология производства керамических изделий этой группы несколько сложнее, чем описанных выше, так как конфигурация изделий разнообразна, а также эксплуатационные требования, предъявляемые к ним, высоки. Сырье для изготовления санитарно-технических изделий подвергается более тщательной переработке — помолу, отмучива-нию, просеиванию и другим операциям, обеспечивающим его тонкое измельчение и однородность. Затем материалы смешивают с водой, получая однородную сметанообразную массу, называемую шликером. Санитарно-технические изделия изготовляют в настоящее время преимущественно способом литья в гипсовых формах. После того как гипс впитает избыток воды из шликера, отформованные изделия вынимают из форм, подсушивают в естественных условиях, оправляют и подают Е искусственную сушилку, где сушат до влажности 1—2%. Высушенные изделия покрывают слоем глазури и обжигают в периодических или  непрерывно действующих печах.  Обжиг ведется  в капселях   при температуре 1250—1300° С.

Большое распространение получили ванны, изготовленные указанным выше способом из высокопрочного фаянса и покрытые глазурью различных оттенков. Ванны имеют прямоугольную форму и плоское дно, полые стенки переходят по контуру ниже дна в пустотелые ребра, которыми ванна опирается на пол. Эти ванны отличаются от чугунных монументальной формой, красотой и прочностью глазури, высокой гигиеничностью и малой теплопроводностью.

Трубы канализационные и дренажные

Керамические канализационные трубы обладают более высокой стойкостью к агрессивным средам, чем металлические (чугунные) и. железобетонные, что обеспечивает им широкое применение для строительства канализационных сетей, особенно предназначенных для отвода промышленных сточных вод, содержащих большое количество агрессивных веществ.

Вырабатываются канализационные трубы цилиндрической формы длиной 800—1000 и 1200 мм с внутренним диаметром десяти размеров от 100 до 600 мм с интервалами в 50 мм, с раструбом на одном конце для соединений отдельных звеньев. Большой интерес представляет выпуск безраструбных труб с соединительными муфтами из пластамасс, что позволит резко увеличить производительность заводов, вырабатывающих эти изделия. В соответствии с внутренним диаметром толщина стенки трубы бывает от 19 до 41 мм с допуском ±3—4 мм. Раструбы делают глубиной от 60 до 70 ±5 мм с внутренним диаметром от 224 до 734 мм ±8—14 мм. Примерный вес 1 пог. м трубы в зависимости от диаметра составляет 26—200 кг, механическая прочность 2000— 3000 кГ/пог. м. Водопоглощение для труб I сорта не должно превышать 9%, а для II сорта—11%. Кислотостойкость черепка не менее 90%. Трубы должны выдерживать гидравлическое давление не менее 2 атм. Основным сырьем для производства канализационных труб являются пластичные спекающиеся тугоплавкие глины, дающие общую усадку изделий не более 7—8%. Для уменьшения усадки в массу добавляют 30—40% шамота. Большие размеры, сложные формы и относительно тонкие стенки канализационных труб требуют особенно тщательной подготовки и переработки исходного сырья. Применяют пластический и полусухой способы приготовления формовочной масссы; более эффективен полусухой, обеспечивающий точную дозировку и хорошее смешение компонентов, а также высокую однородность массы, что позволяет лучше механизировать технологический процесс производства. Первичное измельчение глины производится на зубчатых вальцах. После дробления глина поступает на сушку в барабаны, где подсушивается до влажности 9—11%, после чего в магнитном сепараторе очищается от металлических включений, затем тонко размалывается в дезинтеграторе и разделяется по фракциям на ситах разных конструкций.

Шамот приготовляют из огнеупорных глин. Для более удобного обжига ее брикетируют на пресс-вальцах, а брикеты смешивают с коксом и обжигают в шахтных печах. После обжига и охлаждения брикеты дробят в щековых дробилках и размалывают в шаровой мельнице. Просеянный шамот и подготовленная порошкообразная глина из бункеров поступают в смеситель, где перемешиваются в сухом состоянии, а затем увлажняются до 18—20% горячей водой. Для формования труб применяются  вертикальные   шнековые вакуум-прессы.  Отформованные трубы снимают вручную и отвозят на тележках на специальную площадку для подсушки (подвялки), где устанавливают в вертикальном положении раструбом вверх. После подвялки в течение 16—48 ч и обработки (съем фаски, заглаживание торцов, накатка нарезок и маркировка) трубы сушат в сушилках разных конструкций (камерных, туннельных и др.) при температуре 150° С; влажность труб в сушке снижается с 17—18 до 2—3%. Высушенные трубы покрывают снаружи и внутри глазурями, которые увеличивают химическую стойкость труб и, создавая внутри трубы гладкую поверхность, уменьшают гидравлическое сопротивление при прохождении жидкостей. Обжигают канализационные трубы в камерных или туннельных печах при температуре 1250—1300° С в течение 48—60 ч.

Керамические дренажные трубы изготовляют из пластичных глин с добавками или без них. Трубы формуются на горизонтальных вакуумных прессах. Технологический процесс изготовления имеет много общего с процессом изготовления канализационных труб.

Дренажные трубы имеют следующие технические характеристики: внутренний диаметр 25, 40, 50, 75, '100, 125, 150, 175, 200 и 250 мм при длине труб первых пяти диаметров 333 и остальных диаметров 333— 500 мм; толщина стенок трубы от 8 до 24 мм; морозостойкость 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания, разрушающая нагрузка на 1 трубу почти пропорциональна толщине стенок и находится в диапазоне от 175 до 450 кГ. Черепок трубы должен иметь однородную структуру с водопоглощеиием не выше 18%.

Дренажные трубы изготовляют с раструбом или без него. Для соединения безраструбных труб применяют керамические муфты. Вода поступает в трубы через специальные отверстия, которые могут быть круглыми диаметром около 5 мм или щелевидными, а также через стыки труб (в безраструбных трубах). Внешняя сторона раструбных труб покрывается глазурью. Торцовые плоскости труб должны быть перпендикулярны продольной оси, с тем чтобы в сечении труба имела форму правильного круга.

Дренажные трубы применяют для дренажа строительных площадок при небольших глубинах заложения и при отсутствии больших нагрузок от транспортных средств.

Черепица глиняная

Глиняная кровельная черепица получается путем формования пластической легкоплавкой глиняной массы и последующего обжига. Широкое распространение получила черепица четырех типов: пазовая штампованная, пазовая ленточная, плоская ленточная и коньковая (27). Черепица применяется для устройства кровельных скатов и коньков. Этот вид кровельного материала может конкурировать с любым другим по долговечности, архитектурным качествам и по стоимости. По назначению черепица подразделяется на рядовую — для покрытия скатов кровли, коньковую — для покрытия коньков и ребер, разжело-бочную — для покрытия разжелобков, концевую— для замыкания рядов (половинки и косяки) и черепицу специального назначения.

Черепица всех видов должна быть правильной формы, с ровными краями и гладкими поверхностями без трещин и короблений. При наличии на перекрываемых кромках черепицы двух трещин изделия отно^ сят ко второму сорту. Искривление поверхности и ребер допускается не более 4 мм, а отколы шипов для подвески — не более '/з их высоты.

Кровельная черепица должна быть хорошо обожженной, равномерно окрашенной и прочной, при легком ударе стальным молотком издавать чистый звук; глухой или дребезжащий звук свидетельствует о неудовлетворительном обжиге и наличии трещины. При испытании на изгиб стандартная черепица в воздушно-сухом состоянии должна выдерживать без следов разрушения нагрузку не менее 70 кГ; морозостойкость ее не ниже 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Черепица может быть покрыта глазурью.

Основным сырьем для производства черепицы является легкоплавкая пластичная глина, которую тщательно обрабатывают для разрушения природной структуры, удаления твердых включений и повышения пластичности. Глина должна обладать хорошими формовочными и сушильными свойствами и давать после обжига хорошо спекшийся прочный черепок. Целесообразно вводить в массу 10—15% шамота, что уменьшает усадку и коробление изделий при сушке и обжиге. Для получения высокого качества необходима естественная подготовка глин — вылеживание, вымораживание. Глину, пропущенную через бегуны и глиномялку, укладывают в хранилище для вылеживания на срок до 20 суток. Вылеживание массы во влажном состоянии способствует повышению ее пластических свойств, однородности состава и равномерному распределению в  ней влаги.  После  вылеживания  массу вторично  пропускают через бегуны и глиномялку.

Схема производства ленточной черепицы показана на 28. Глина из хранилища 1 подается грейфером 2 з ящичный подаватель 3, затем по конвейеру 4 в камневыделительные вальцы 5 и бегуны мокрого помола 6, куда одновременно поступают добавки. После этого масса пере-' дается через вальцы тонкого помола 7 в ленточный вакуум-пресс 8. Автомат 9 разрезает ленту на отдельные черепицы, которые на сушильных вагонетках 10 поступают в туннельную сушилку 11. После сушки черепицу на печной вагонетке 12 транспортируют в туннельную печь 13 для обжига.

Формуют ленточную черепицу в ленточных вакуумных прессах, а штампованную — в салазочных, револьверных и эксцентриковых прессах-автоматах и полуавтоматах. На 29 показан револьверный пресс для штампования черепицы, а на 30 — салазочный пресс.

Сушат черепицу в сушилках различного типа: широкое применение имеют туннельные сушилки, где в качестве теплоносителя применяется горячий воздух. В начальной стадии сушки, пока сырец не получил достаточной прочности, очень важно обеспечить правильный тепло-и влагообмен и обтекание теплоносителем изделий. Срок сушки 48—72 ч. При выработке глазурованной черепицы глазурь пистолетом-распылителем наносят на лицевую поверхность высушенного изделия. Последняя стадия производства — обжиг — ведется при температуре 950—• 1000° С в туннельных или кольцевых печах. Готовую черепицу сортируют, упаковывают в деревянную тару и хранят в закрытых помещениях.

Керамическая кровельная черепица применяется главным образом в сельском малоэтажном строительстве. Кровли из черепицы отличаются долговечностью, высокой огнестойкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и высокими эксплуатационными качествами, не нуждаясь в периодических покрасках и не подвергаясь коррозии. Черепицу укладывают на деревянную обрешетку кровель, на которой она удерживается шипами тыльной стороны. Уклон черепичной кровли должен быть не менее 30°. К недостаткам керамической черепицы относятся необходимость большого уклона кровли и значительный вес 1 м2 кровли, что требует особой прочности конструкции стропил, а также высокая трудоемкость кровельных работ.

Керамзитовый гравий

Керамзитовый гравий представляет собой пористый гранулированный материал ячеистого строения с закрытыми мелкими порами, получаемый путем обжига, сопровождающегося вспучиванием легкоплавкой глинистой массы. Он легкий, прочный, морозостойкий и низкотеплопроводный и является одним из лучших заполнителей для легких бетонов объемным весом 800—1200 кг/мъ. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами.

По размеру зерен керамзитовый гравий делится на три фракции: от 5 до 10, от 10 до 20 и от 20 до 40 мм. Зерновой состав фракций находится в следующих пределах.

Гранулы керамзитового гравия эллипсовидной или округлой формы с оплавленной поверхностью. Основной характеристикой гравия является объемный насыпной вес, в зависимости от которого он подразделяется на 6 марок с соответствующим пределом прочности при сжатия

Изготовляется специальный гравий марок 800 и 1000 (соответственно объемному весу), применяемый для конструктивных легких бетонов высокой прочности. Прочность этого гравия на сжатие должна быть не менее 40 кГ/см2.

Влажность гравия не превышает 2% по весу, морозостойкость соответствует не менее 15 циклам попеременного замораживания и оттаивания, причем потеря веса при этом не должна превышать 10%.

Сырьем для производства керамзитового гравия служат легкоплавкие глины, содержащие 6—12% окислов железа, 2—3% щелочных окислов и до 3% органических примесей, а также глинистые сланцы, способные вспучиваться в условиях термической обработки. Коэффициент вспучивания сырья должен быть выше 4. Температура обжига массы находится в пределах 1050—1300° С.

Способность глин вспучиваться зависит не только от их химического и минерального состава, но и от условий подготовки шихты и формования гранул (влажности, размера, формы), температуры и продолжительности нагревания гранул на различных стадиях термической обработки. При недостатке в глине органических примесей в нее вводят торфяную крошку, угольную пыль и прочие добавки, способствующие образованию пор. При обжиге глины происходит разрушение органических добавок с выделением газов и водяных паров, которые и вспучивают частично расплавленную массу, образуя в ней поры. Спекание глины и образование закрытых пор заканчивается в момент интенсивного газовыделения.

Технологический процесс производства керамзитового гравия можно разделить на четыре этапа: подготовка глиняной массы, формование гранул, тепловая обработка и охлаждение готового гравия.

Подготовку глиняной массы можно вести сухим или пластическим способом, большее распространение получил пластический способ, сухой способ применяют при наличии глин, которые можно дробить в состоянии естественной влажности (в карьерах). Дробят глины в ще-ковых дробилках или зубчатых вальцах до получения крошки определенной величины. Применение дробилок СМ-739/740 позволяет получить крошку шарообразной формы, которая перед обжигом сортируется на фракции определенных размеров. Пластическим способом перерабатывают рыхлые глины, которые после обработки на зубчатых вальцах и в глиномешалке поступают на дырчатые вальцы, где формуются гранулы.

При обжиге керамзитового гравия происходят следующие процессы: испарение физически связанной воды; удаление химически связанной воды путем дальнейшего нагрева глинистого материала; вспучивание материала под давлением газов (СО2 и др.), образующихся в результате разложения и взаимодействия компонентов массы. Обжигают керамзитовый гравий во вращающихся печах барабанного типа. Более эффективны двухбарабанные печи, имеющие два барабана с самостоятельным приводом: первый барабан (более длинный) предназначен для предварительной тепловой обработки гранул, а второй большего диаметра— для их вспучивания. Длина барабанов обычно 20—50, диаметр 1,5—3,5 м, производительность печей до 15 м3/ч. Обжиг ведут при температуре до 1300° С в течение 30—60 мин.

Выходящий из печи вспученный керамзит имеет температуру в пределах 1000° С, его прочность и водопоглощение зависят от условий охлаждения, которое проводят в барабанных холодильниках. Процесс охлаждения весьма трудоемкий и продолжительный, так как коэффициент полезного действия холодильников невысок, а кроме того, .холодильники громоздки и занимают большую площадь. Охлажденный до температуры 50—70° С гравий транспортируют на склад готовой продукции. На небольших слабо механизированных предприятиях керамзитовый гравий охлаждают в ямах, расположенных вблизи обжиговых печей; такое охлаждение требует длительного времени.

Охлажденный керамзит на складе сортируют по величине гранул на фракции. Гранулы, имеющие размеры больше 40 мм, дробят в молотковых или валковых дробилках и сортируют. Гравий, рассортированный по маркам, поступает в бункера, откуда погружается на транспортные средства. Хранение гравия в штабелях на открытых площадках не обеспечивает условий для поддержания стабильной влажности ниже 2%.

В течение всех процессов производства керамзитового гравия следует систематически контролировать качество сырья, полуфабриката, работу оборудования, температурный режим и, наконец, качество готовых изделий.

Специальный кирпич

Дорожный кирпич, называемый также клинкерным кирпичом, представляет собой искусственный камень, получаемый путем обжига глиняной массы до полного спекания, но без остеклования поверхности. Размеры кирпича 220x110x65 мм; в соответствии с пределом прочности при сжатии он подразделяется на 3 марки—1000, 700 и 400. Кирпич должен быть прочным, морозоустойчивым, не хрупким.

Водопоглощение дорожного кирпича по маркам составляет не более 2, 4 и 6% (по весу), морозостойкость соответственно 100, 50 и 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, объемный вес не менее 1900 кг/м3.

Для изготовления клинкерного кирпича применяются глины, имеющие тонкозернистое сложение, обладающие связностью в сухом состоянии и хорошо формующиеся, спекающиеся без деформации при температуре в пределах не выше 1200—1300° С. Интервал плавкости глин должен быть возможно большим, что обеспечивает получение при обжиге хорошо спекшегося, плотного и прочного черепка.

чКирпич можно изготовлять способом пластического или полусухого прессования. Последний способ имеет ряд существенных преимуществ перед пластическим: сырец почти не требует предварительной сушки, обработка сухой массы проще и дешевле, усадка сырца значительно меньше и не влечет деформаций и трещин, выпускать кирпич можно круглый год, процесс производства значительно проще механизировать.!

Обжигают кирпич в туннельных печах системы Артемкина". Весь цикл обжига клинкерного кирпича длится 36—48 ч. После обжига и охлаждения кирпич сортируется на следующие партии: хорошо обожженный кирпич правильной формы; кирпич с незначительными деформациями и частично недожженный; недожженный клинкер, который может быть использован как строительный кирпич; пережженный кирпич со значительными деформациями, который дробят на щебень.

Дорожный кирпич применяют для покрытия дорог и мостовых, обмуровки канализационных коллекторов и облицовки набережных, а также в химической промышленности как кислотостойкий материал.

Кирпич кислотоупорный нормальный по форме подразделяют на прямой и клинообразный. Размеры: прямого кирпича 230x113x65 мм; клина торцового двустороннего 230x113X65—55 мм; клина ребрового двустороннего 230X113X65—55 мм. По физико-химическим и механическим показателям и внешнему виду кирпич подразделяется на три сорта: 1, 2 и 3. Характеристика их дана в табл. 17.

ХАРАКТЕРИСТИКА КИСЛОТОУПОРНОГО  КИРПИЧА

Кислотоупорный кирпич, а также другие керамические кислотоупорные изделия способны выдерживать длительное воздействие различных кислот (кроме фтористоводородной), а также щелочей и обладать высокой плотностью и прочностью.

Изготовляют кислотоупорный кирпич из тугоплавких и огнеупорных основных и полукислых глин высокой и средней пластичности, свободных от вредных примесей известняка, колчедана и др. Примерный состав глин (в %): SiO2—55—65, А12О3—20— 40, Fe2O3—3,5 и СаО — 1—2. Температура спекания в пределах 1100—1200° С.

Применяют кислотоупорный кирпич для фундаментов и футеровки химических аппаратов, газоходов, кладки колосников, а также для настилки полов в предприятиях химической промышленности.

Помимо кислотоупорного кирпича вырабатываются и другие виды кислотоупорных керамических изделий — кислотоупорные и термокислотоупорные плитки, используемые для футеровки различных аппаратов и газоходов предприятий химической промышленности, трубы кислотоупорные для транспортирования кислот и газов при давлении до 3 атм и пр. Кислотоупорные трубы и химически стойкую аппаратуру покрывают глазурью для снижения проницаемости.

Кирпич глиняный лекальный применяют для кладки дымовых труб, а также футеровки заводских труб в том случае, если температура нагрева их дымовыми газами не превышает 700° С. В зависимости от предела прочности при сжатии по сечению брутто (без вычета пустот) кирпич подразделяют на три марки—150, 125 и 100

Отклонения в размерах не должны превышать по длине ±6, по толщине ±3 и по ширине ±4 мм. Водопоглощение лекального кирпича должно быть не менее 8% от постоянного веса, морозостойкость — не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Производственные процессы изготовления лекального кирпича аналогичны процессам изготовления кирпича других видов, отдельные детали производственного оборудования изменяются в соответствии с особенностями конфигурации кирпича. Так, прямоугольный мундштук пресса заменяется лекальным с требуемым радиусом кривизны.

Керамические детали перекрытий

Эти детали изготовляют в сравнительно небольшом ассортименте. Можно назвать следующие виды изделий: камни для часторебристых перекрытий; камни для армокерамических балок; камни для накатов (заполнители между балками). Все эти изделия делаются пустотелыми, что облегчает вес конструкций.

Технологические трудности, связанные с изготовлением крупногабаритных монолитных керамических изделий, заставили пойти на выпуск составных армированных конструкций для перекрытий, собираемых из отдельных керамических деталей. Так, армокерамические балки, имеющие длину до 6 м, состоят из 5—6 отдельных элементов. Камни для этих балок изготовляют объемным весом до 1300 кг/м3, марок 75—200, камни для накатов — объемным весом до 1000 кг/м3, марок 35, 50 и 70, камни для часторебристых перекрытий — объемным весом до 1000 кг/м3, марок 50—200. Марки камней устанавливаются в соответствии со средним пределом прочности при сжатии в кГ/см2.

Толщина стенок камней всех видов должна быть не менее 10 мм. Сырьем   для   изготовления   пустотелых   изделий   для   перекрытий 6—12 является глина средней пластичности без комьев и включений, хорошо измельчаемая. Масса должна быть тщательно перемешана и обладать пластичностью, обеспечивающей формование изделий сложной конфигурации. Технология производства керамических изделий для перекрытий аналогична технологии производства обыкновенного глиняного кирпича способом пластического формования.

Применение керамических камней для перекрытий весьма ограничено. Камни для армокерамических балок применяются в основном в сельском строительстве, камни для часторебристых перекрытий — в зданиях и сооружениях городского типа. Оба вида камней не применяются в перекрытиях, подвергающихся вибрациям или действию больших сосредоточенных нагрузок. Камни для накатов используются для заполнения между балками армокерамических или железобетонных перекрытий.