Обжигявляется завершающей стадией технологического процесса. В печь сырец поступает с влажностью 8—12%, и в начальный период происходит его досушивание. В интервале температур 550–800°C идет дегидратация глинистых минералов и удаление химически связанной воды. При этом разрушается кристаллическая решетка минерала и глина теряет пластичность, в это время происходит усадка изделий.
При температуре 200–800°C выделяется летучая часть органических примесей глины и выгорающих добавок, введенных в состав шихты при формовании изделий, и, кроме того, окисляются органические примеси в пределах температуры их воспламенения. Этот период характерен весьма высокой скоростью подъема температур – 300–350°C/ч, а для эффективных изделий – 400–450°C/ч, что способствует быстрому выгоранию топлива, запрессованного в сырец. Затем изделия выдерживают при этой температуре в окислительной атмосфере до полного выгорания остатков углерода. Дальнейший подъем температуры от 800°C до максимальной связан с разрушением кристаллической решетки глинистых минералов и значительным структурным изменением черепка, поэтому скорость подъема температуры замедляют до 100–150°C/ч, а для пустотелых изделий – до 200–220°C/ч. По достижении максимальной температуры обжига изделие выдерживают для выравнивания температуры по всей его толще, после чего температуру снижают на 100–150°C, в результате изделие претерпевает усадку и пластические деформации.
Затем интенсивность охлаждения при температуре ниже 800°C увеличивается до 250–300°C/ч и более. Ограничением спада температуры могут служить лишь условия внешнего теплообмена. При таких условиях обжиг кирпича можно осуществить за 6–8 часов. Однако в обычных туннельных печах скоростные режимы обжига не могут быть реализованы из-за большой неравномерности температурного поля по сечению обжигательного канала. Изделия из легкоплавких глин обжигают при температуре 900—1100°C. В результате обжига изделие приобретает камневидное состояние, высокие показатели водостойкости, прочности, морозостойкости и другие ценные строительные качества.
Стеновые материалы
Стеновые каменные материалы классифицируются по виду изделий, назначению, виду применяемого сырья и способу изготовления, а также по плотности, теплопроводности и прочности при сжатии и изгибе.
По виду изделийстеновые каменные материалы делят на три группы:
1)кирпич керамический и силикатный, из трепелов и диатомитов, полнотелый и пустотелый массой до 4,4кг;
2)камни керамические, силикатные, бетонные, пустотелые и полнотелые, из горных пород массой не более 16кг;
3)мелкие блоки керамические, силикатные, бетонные, пустотелые и полнотелые из горных пород массой не более 40кг.
По назначениюразличают стеновые каменные материалы рядовые – для кладки наружных и внутренних стен и лицевые – для облицовки стен зданий и сооружений.
По виду применяемого сырья и способу изготовлениякерамические стеновые материалы подразделяют на изделия, изготовляемые методом пластического или полусухого прессования из глины, трепела, диатомита и другого сырья, образующего при обжиге спекшийся черепок.
По теплотехническим свойствам и плотностикирпич и камни делят на три группы:
1)эффективные с высокими теплотехническими свойствами, позволяющими уменьшить толщину стен по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича; кэтой группе относятся кирпич плотностью до 1400кг/м 3и камни плотностью не более 1450кг/м 3;
2)условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций; кэтой группе относятся кирпич плотностью свьтттте 1400кг/м 3и камни плотностью 1450–1600кг/м 3;
3)обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600кг/м 3.
Кирпич керамический сплошной и пустотелыйпластического и
полусухого прессования представляет собой искусственный камень, изготовленный из глины с добавками или без них и обожженный. По внешнему виду кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и углами и с ровными гранями. Кирпич изготовляют одинарный размером 250x120x65 мм и утолщенный – 250x120x88 мм. Модульный кирпич с технологическими пустотами выполняют размером 288x138x63 мм. Кирпич можно изготовлять сплошным или пустотелым, а камни – только пустотелыми.
Кирпич пустотелый с круглыми или прямоугольными пустотами, вертикально расположенный по отношению к постели, выпускают девяти видов с количеством пустот 2—60 и пустотностью 10–33%. Кирпич с горизонтальным расположением пустот производят трех видов с четырьмя или шестью сквозными прямоугольными отверстиями в один или два ряда и пустотностью 41–42%.
Камни керамическиес вертикальным расположением пустот выпускают шести видов с 7—38 отверстиями и пустотностью 25–37%. Камни керамические с горизонтальным расположением пустот изготовляют трех видов с количеством пустот 3, 7 и 11 и, соответственно, пустотностью 17, 56 и 53%. Камни керамические выпускают четырех типоразмеров: камень 250x120x138 мм; камень модульный 288x138x138 мм; камень укрупненный 250x250x138 мм; камни с горизонтальным расположением пустот 250x200x80 мм.
В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич и камни производят марок 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100 и 75; по морозостойкости – марок F15, 25, 35и50. Условное обозначение кирпича и камней записывают в следующем виде: кирпич керамический рядовой полнотелый М100, плотностью 1650кг/м 3и морозостойкостью F15 – кирпич КР Ю0/1650/15/ГОСТ530—80; кирпич керамический рядовой пустотелый Ml50, плотностью 1480кг/м 3и морозостойкостью F25 – кирпич КРП 150/1480/25/ ГОСТ530—80; камень керамический рядовой пустотелый эффективный укрупненный Ml50, плотностью 1320кг/м 3и морозостойкостью F35 – камень КРПЭУ 150/1320/35/ШСТ 530-80.
Кирпич и камни должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями на лицевых поверхностях. Поверхность граней может быть рифленая, а углы закруглены радиусом до 15 мм. Пустоты в кирпиче и камнях располагаются перпендикулярно или параллельно постели, они могут быть сквозными или несквозными. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Нарушение температурного режима кирпича и камней существующим стандартом не допускается. Водопоглощение полнотелого кирпича должно быть не менее 8%, а пустотелых изделий – не менее 6% высушенного до постоянной массы изделия.
Наряду с общими требованиями свойств отечественная промышленность производит кирпич и камни высшей категории качества. Это, прежде всего, пустотелые изделия, которые должны иметь марку по прочности не менее Ml00 (полнотелый кирпич – не менее Ml50), морозостойкость – не менее F25; особые требования предъявляются к их внешнему виду.
Кирпич и камни пустотелые и пористо-пустотелые применяют для наружных и внутренних несущих и самонесущих стен промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий, а также для изготовления крупных стеновых блоков и панелей для индустриального строительства. Не рекомендуется применять указанный кирпич и камни для фундаментов, цоколей и стен помещений, где возможна повышенная влажность.
В качестве сырья для производства кирпича применяют легкоплавкие глины, содержащие 50–75% кремнезема. Изготовление кирпичапроизводят двумя способами: пластическим и полусухим. Пластический способпроизводства осуществляется по следующей схеме. Поступившую на завод глину подвергают обработке до получения пластичной однородной массы. Для этого глиняное сырье сначала подвергают измельчению на вальцах: глиняная масса поступает на поверхность двух валков, которые вращаются навстречу друг другу, в результате чего глина втягивается в зазор между ними и измельчается. Валки могут иметь разные диаметры и вращаться с неодинаковой частотой, в результате чего измельчение протекает интенсивнее. Для более эффективного измельчения к вальцам добавляют бегуны. Затем смесь поступает в глиносмеситель, где она увлажняется до 18–25% и перемешивается до получения однородной пластичной массы. Тщательно приготовленная однородная масса поступает затем в ленточный пресс. Для получения кирпича более высокой плотности и улучшения формовочных свойств глин применяют вакуумные ленточные прессы. Поступающую в ленточный пресс глиняную массу с помощью шнека уплотняют, после чего она подается к выходному. Из последнего выходит непрерывный глиняный брус, который попадает на автомат для резки и укладки кирпича-сырца на вагонетки камерных или туннельных сушил.
Процесс обжигаусловно можно разделить на три периода: прогрев, собственно обжиг и охлаждение. В период прогрева из сырца удаляется гигроскопическая и гидратная влага, сгорают органические примеси, равномерно прогревается масса и разлагаются карбонаты. При обжиге происходит расплавление наиболее плавкой составной части глины, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы глины, спекая массу. Период охлаждения сопровождается образованием камня.
Пустоты в кирпиче и камнях делают сквозными перпендикулярно постели: круглые диаметром не более 16 мм и прямоугольные шириной не более 12 мм. Толщина наружных стенок изделий до первого ряда пустот должна быть не менее 15 мм. Кирпич и камни из диатомитов и трепелов производят в форме прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и углами и ровными гранями. Водопоглощение кирпича и камней должно быть не менее 8%, а по морозостойкости трех марок: F15, 25, 35. Кирпич и камни из трепелов и диатомитов применяют для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений с сухим, нормальным и влажным режимом помещений.
Кирпич и камни керамические специального назначения
К этой группе керамических материалов относятся керамический лекальный кирпич, камни для канализационных сооружений и кирпич для дорожных покрытий (клинкерный). К указанным материалам предъявляются повышенные требования прочности, морозостойкости, истирания