8.3. Особливості технології виготовлення керамічних виробів

Керамічні матеріали і вироби мають різноманітні форму, розміри, фізико–механічні властивості, призначення, але основні етапи технологічного процесу виробництва однакові і складається з таких операцій:

• Видобування сировини – глину добувають в кар’єрах і доставляють автосамоскидами, транспортерами, вагонетками.

• Підготовка глиняної суміші до формування–видалення шкідливих домішок, подрібнення, зволожування, введення спеціальних добавок.

• Формування виробів (сирців) 3 способи:

• напівсухий спосіб передбачає пресування виробів з сипких порошкоподібних мас при вологості 8–10 % (зменшує час сушки сирцю) під тиском 15–40 МПа (рис. 8.3). Пресування відбувається в пресформах на пресах різних конструкцій. Спосіб використовують при виробництві будівельної цегли, облицювальної плитки для стін і підлог

– пластичний спосіб – застосовують для виготовлення виробів із пластичних глиняних мас вологістю 20% на стрічкових пресах (рис. 8.4). З формувальної частини преса під тиском 1–1.5 МПа виходить безперервна керамічна маса певного профілю, яку розрізають автоматичним пристроєм на вироби потрібного розміру (цегла, черепиця, труби);

– шлікерний (мокрий) спосіб це лиття однорідної вологої маси – шлікера (вологість 45–60%) в спеціальні форми. Виготовляють складнопрофільні фарфорові і фаянсові виробів санітарно – технічного призначення.

ї

Рис. 8.3. Технологічна схема виробництва цегли методом напівсухого пресування: 1 – ящиковий подавач; 2 – стрічкові конвеєри; 3 – дезінтеграторні вальці; 4 – циклон; 5 – сушильний барабан; 6 –бункер; 7 – тарілчастий живильник; 8 – дезінтегратор; 9 – елеватори; 10 – грохот; 11 – глинозмішувач з парозволожувачем; 12 – живильник; 13 – прес

Сушіння виробів – використовується для зменшення вологості сирцю (до 8%).

Сушіння – це складний теплофізичний процес, пов'язаний з тепло– і масообміном між вологим сирцем і зовнішнім середовищем. У процесі сушіння відбувається переміщення вологи з середини до поверхні сирцю (внутрішня дифузія) і випаровування вологи з поверхні сирцю у зовнішнє середовище (зовнішня дифузія). Сушіння відформованих виробів може бути природним (на відкритому повітрі) та штучним (у спеціальних пристроях–сушарках). Процес природного сушіння використовується рідко, оскільки має ряд недоліків, в тому числі є досить тривалим (до 20-ти діб), суттєво залежить від кліматичних умов, потребує значних сушильних площ і робочої сили для обслуговування сушарок, важко піддається регулюванню, має обмежені можливості щодо механізації виробничих операцій. Штучне сушіння відбувається в сушарках періодичної або безперервної дії.

Рис. 8.4. Технологічна схема виробництва керамічної цегли пластичним способом

Випалювання керамічних виробів є завершальною стадією виготовлення керамічних виробів, при якій формуються їхні основні властивості: густина, міцність, водо–, кислото– і морозостійкість тощо. Режиму випалювання треба приділяти особливу увагу, оскільки дефекти виробів, що виникають на цій стадії, є необоротними. Під час випалювання відбуваються тепло – і масообмінні процеси, а також складні фізико – хімічні процеси між складовими керамічної маси. Процес випалювання поділяють умовно на три етапи: нагрівання до максимальної температури (800–1000^○С);, ізотермічна витримка та охолодження. Режим випалювання для кожного температурного інтервалу й виду виробів визначають розрахунково–експериментальним методом.

Для випалювання керамічних виробів використовують спеціальні печі: кільцеві, тунельні, щілинні, роликові тощо. За принципом дії печі можуть бути неперервної та періодичної дії.

Сортування виробів в залежності від ступеню обпалення, зовнішньому вигляду, формі, розмірів, та наявності дефектів.

8.4. Поведінка керамічних матеріалів при дії високих температур

Оскільки усі керамічні матеріали в процесі їх отримання підлягають випалу при високих температурах, то дія високих температур в умовах пожежі суттєво не впливає на фізико–механічні властивості цих матеріалів (якщо температура нижча за температуру розм’якшення). При дії температур пожежі варто чекати додаткової усадки стінових керамічних матеріалів, що призводить до деякого збільшення їх густини і відповідно міцності. Вважається, що межа міцності і модуль пружності нагрітої при пожежі звичайної глиняної цегли залишаються такими, якими були до пожежі.

Вплив високих температур на вироби зі щільної кераміки також практично не змінює їх фізико–механічні характеристики, оскільки випал цих виробів проводиться при температурі 1300⁰С, а температури при пожежах не перевищують температури випалу.

Висновок: Керамічні матеріали і вироби поводять себе в умовах пожежі найбільш сприятливо порівняно з будівельними матеріалами, які отримані на основі різних в’яжучих (гіпсу, цементу та інші).