Керамический кирпич пластического формования

 

 

Отобранные изделия  проверяют на соответствие требованиям настоящего стандарта по размерам, внешнему виду и правильности формы, а затем испытывают. Периодические испытания по показателям водопоглощения, наличию высолов и морозостойкости изделий проводят также при изменении сырья и технологии; по наличию известковых включений - при изменении содержания включений в глинистом сырье. Результаты периодических испытаний распространяют на все поставляемые партии изделий до проведения следующих периодических испытаний. Удельную эффективную активность естественных радионуклидов контролируют при входном контроле по данным документов о качестве предприятия - поставщика сырьевых материалов. В случае отсутствия данных предприятия-поставщика об удельной эффективной активности естественных радионуклидов испытания изделий по этому показателю следует проводить не реже одного раза в год в аккредитованных испытательных лабораториях, а также при смене поставщика сырьевых материалов. Теплотехнические характеристики сплошной кладки определяют при постановке продукции на производство, при изменении технологии, сырья, материалов и предоставляют по требованию потребителя. Партию принимают, если при проверке размеров и правильности формы отобранных от партии изделий только одно изделие не соответствует требованиям настоящего стандарта. Партия приемке не подлежит, если два из отобранных от партии изделий не соответствуют требованиям настоящего стандарта. Если при испытаниях изделий по показателям, приведенным в таблице 7 (кроме показателей внешнего вида, размеров, правильности формы и морозостойкости), получены неудовлетворительные результаты, проводят повторные испытания изделий по этому показателю на удвоенном числе образцов, отобранных от этой партии. Партию принимают, если результаты повторных испытаний соответствуют всем требованиям настоящего стандарта; если не соответствуют - партию не принимают. При проведении испытаний изделий потребителем, инспекционном контроле и сертификационных испытаниях отбор выборки и оценку результатов контроля проводят в соответствии с требованиями настоящего раздела, применяя методы контроля. В спорных случаях контрольную проверку проводят в присутствии представителя предприятия-изготовителя. Перечень контролируемых параметров устанавливают по согласованию между участниками проверки. Каждая партия поставляемых изделий должна сопровождаться документом о качестве, в котором указывают:

 

- наименование предприятия-изготовителя  и (или) его товарный знак;

- наименование и условное  обозначение изделия;

- номер и дату выдачи  документа;

- номер партии;

- число (массу) изделий в партии, шт. (кг);

- марку по прочности,  класс средней плотности, марку  по морозостойкости;

- водопоглощение;

- группу по теплотехнической  эффективности;

- удельную эффективную  активность естественных радионуклидов  ;

- способ изготовления  изделий.

 

При экспортно-импортных  операциях содержание сопроводительного  документа о качестве уточняется в конкретном договоре на поставку изделий.

 

5. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

 

Методы испытаний при  входном контроле качества сырья  и материалов указывают в технологической документации на изготовление изделий с учетом требований нормативных документов на это сырье и материалы. Методы испытаний при проведении производственного операционного контроля устанавливают в технологической документации на изготовление изделий. Размеры изделий, толщину наружных стенок, диаметр цилиндрических пустот, размеры квадратных и ширину щелевидных пустот, длину посечек, площадь отколов и длину отбитостей ребер изделий измеряют металлической линейкой по ГОСТ 427 или штангенглубиномером по ГОСТ 162. Погрешность измерения - ±1 мм. Длину и ширину каждого изделия измеряют в трех местах изделия: на двух ребрах и середине постели, толщину - на двух ребрах и середине тычка. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение результатов единичных измерений. Ширину раскрытия трещин измеряют при помощи измерительной лупы по ГОСТ 25706, после чего изделие проверяют на соответствие требованиям. Погрешность измерения - ±0,1 мм. Глубину отбитости углов и ребер измеряют при помощи штангенглубиномера по ГОСТ 162 или угольника по ГОСТ 3749 и линейки по ГОСТ 427 по перпендикуляру от вершины угла или ребра, образованного угольником, до поврежденной поверхности. Погрешность измерения - ±1 мм. Отклонение от перпендикулярности граней определяют, прикладывая угольник к смежным граням изделия и измеряя металлической линейкой наибольший зазор между угольником и гранью. Погрешность измерения - ±1 мм. За результат измерений принимают наибольший из всех полученных результатов. Отклонение от плоскостности изделия определяют, прикладывая одну сторону металлического угольника к ребру изделия, а другую - вдоль каждой диагонали грани и измеряя щупом по действующему нормативному документу или линейкой по ГОСТ 427 наибольший зазор между поверхностью и ребром угольника. Погрешность измерения - ± 1 мм. За результат измерения принимают наибольший из всех полученных результатов. Наличие известковых включений определяют после пропаривания изделий в сосуде. Образцы, не подвергавшиеся ранее воздействию влаги, укладывают на решетку, помещенную в сосуд с крышкой. Налитую под решетку воду нагревают до кипения. Кипячение продолжают в течение 1 ч. Затем образцы охлаждают в закрытом сосуде в течение 4 ч, после чего их проверяют на соответствие требованиям. Для определения наличия высолов половинку изделия погружают отбитым торцом в сосуд, заполненный дистиллированной водой, на глубину 1-2 см и выдерживают в течение 7 сут (уровень воды в сосуде должен оставаться постоянным). По истечении 7 сут образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре 100 °С до постоянной массы, а затем сравнивают со второй половинкой образца, не подвергавшейся испытанию, проверяя на соответствие. Предел прочности при сжатии кирпича и камня и кирпича при изгибе определяют в соответствии с ГОСТ 8462. Предел прочности при сжатии крупноформатного камня определяют на целом изделии. Выравнивание опорных поверхностей камня производят шлифованием и применением пластины из технического войлока или из конвейерных резинотканевых лент. Образец крупноформатного камня устанавливают в центре испытательной машины и прижимают верхней плитой машины. При испытаниях нагрузка на образец должна возрастать непрерывно и равномерно со скоростью 5-10 кН/с. Предел прочности при сжатии , МПа (кгс/см ), вычисляют по формуле

 

,                                                                 (1)

 

где - максимальная нагрузка, при которой разрушается образец, МН (кгс);

 

- среднеарифметическое значение  площадей верхней и нижней  граней образца, м (см ).

 

Предел прочности при  сжатии образцов вычисляют с точностью  до 0,1 МПа (1 кгс/см ) результатов испытания всех образцов. Среднюю плотность, водопоглощение и морозостойкость (метод объемного замораживания) изделий определяют в соответствии с ГОСТ 7025. Отклонение каждого значения средней плотности допускается не более:

 

- для классов 0,8 и  1,0 - +50 кг/м ;

- для остальных классов - +100 кг/м .

 

Водопоглощение определяют при насыщении образцов водой  температурой (20±5) °С при атмосферном  давлении. Морозостойкость определяют методом объемного замораживания. Удельную эффективную активность естественных радионуклидов определяют по ГОСТ 30108.

Коэффициент теплопроводности кладок определяют по ГОСТ 26254 со следующими дополнениями.

 

6. Результаты патентного поиска

 

Патент 1

 

Номер патента: 2156849

Класс(ы) патента: E04C1/00, E04B2/02

Номер заявки: 98123691/03

Дата подачи заявки: 30.12.1998

Дата публикации: 27.09.2000

Заявитель(и): Кубанский  государственный университет Автор(ы): Житушкин В.Г. Патентообладатель(и): Кубанский  государственный университет 

 

Описание  изобретения:

          Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве зданий и сооружений в районах с повышенной сейсмической  активностью. Известен кирпич специальной формы, предназначенный для строительства сейсмостойких зданий для кладки с продольной арматурой (Корчинский И.Л., Поляков С.В. Быховский В.А., Дузинкевич С.Ю., Павлык B.С. Основы проектирования зданий в сейсмических районах. Пособие для проектировщиков /М.: Госстройиздат, 1961,  с.323). Недостатком такого кирпича является металлоемкость и трудоемкость при его кладке, так как для обеспечения требуемой величины нормального cцепления применяется несколько видов форм кирпича с вертикальным армированием на очень жидком растворе. 
Известен строительный камень, имеющий тычковые, ложковые и выполненные в виде прямоугольников параллельные постельные стороны. Одна тычковая и одна ложковая стороны его выполнены в виде шевронных выступов, а противоположные им стороны - в виде шевронных впадин о одинаковыми двугранными углами на вcю длину соответствующих сторон, имеющих в поперечном сечении V-образную форму, ребра двугранных углов лежат в одной плоскости, параллельной постельным сторонам, причем сечение камня, образованное этой плоскостью, равно последним (а.с. СССР A1735525,  М.,  кл.  (5) E 04 C 1/00).Данный строительный камень при его использовании в строительстве обеспечивает хорошее восприятие срезающих усилий по неперевязанному шву, но не повышает восприятие нормальных  усилий, Известен стеновой камень, содержащий на верхней постельной поверхности выступы в форме квадратной усеченной пирамиды, размещенной большим основанием на камне, и на нижней - соответствующие им впадины, а в центре каждого выступа сквозные вертикальные полости, и выполненный по боковым и торцевым граням с уступчатой поверхностью, образующей на торцевых гранях взаимосопрягаемые выступы и выемку. Верхняя постельная поверхность выполнена с двумя симметрично расположенными относительно продольной и поперечной осей выступами, к граням которых с понижением по высоте примыкают уступы, имеющие в зоне примыкания трапецеидальное сечение, сужающиеся от размера, равного стороне квадрата верхнего основания выступа, а уступы на боковых поверхностях, соосные с выступами на постельной поверхности и расположенные между ними, а также сопрягаемые выступы и выемки по торцевым поверхностям имеют ширину, равную стороне квадрата верхнего основания выступа, со стороны камня, имеющего выступы на торцевой поверхности, уступы на боковой поверхности образуют выступы, а со стороны камня, имеющего выемку на торцевой поверхности, образуют ответные выемки, при этом сквозные вертикальные полости выполнены в форме квадратной усеченной пирамиды и выходят большими основаниями на нижнюю постельную поверхность (патент СССР N 1836531, М.  кл.  (5)  E  04  G  1/00). При использовании камня в строительстве повышается устойчивость кладки, но не увеличивается прочность на осевое растяжение по неперевязанным швам. 
Наиболее близким из аналогов является строительный кирпич в виде прямоугольного параллелепипеда, на постельных поверхностях которого выполнены пазы, сужающиеся к внешней постельной поверхности кирпича /патент  GB  1083230  A,E4C1/00). 
              Однако, как и перечисленные аналоги, наиболее близкий из них, обеспечивая повышенное восприятие срезающих усилий по неперевязанному шву, не обеспечивает прочности кладки осевому растяжению по неперевязанным швам. Для решения технической задачи на постельных поверхностях строительного кирпича, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда, выполнены пазы, сужающиеся к внешней постельной поверхности кирпича. При этом отношение между меньшим  и большим размерами паза должно удовлетворять соотношению от 0,5 до 0,7. Глубина паза  удовлетворяет соотношению. Расстояние между пазами  должно быть не менее большего размера паза. Размеры пазов определяются из условий равнопрочности раствора, заполняющего пазы, на разрыв в суженной части и местного сжатия по наклонным плоскостям. Экспериментально установлено, что для выполнения указанных условий отношение меньшего размера паза  к большему размеру должно быть в интервале 0,5-0,7, а глубина паза должна быть в пределах. Количество пазов на постельных поверхностях кирпича определяется из условия равнопрочности на разрыв раствора, заполняющего пазы, и самого кирпича на отрыв между пазами. Исследования показали, что расстояние между пазами должно быть не менее большего размера паза. 
Одним из способов изготовления такого строительного кирпича является выдавливание глиняной массы в виде ленты через прессовую головку с мундштуком. Мундштук имеет прямоугольное сечение с пазообразователями необходимой формы по сторонам постельных поверхностей. 
Производство такого строительного кирпича аналогично существующим способам и не требует затрат на оснащение и его выпуск. 
Методом пластического формования изготовлен керамический кирпич длиной 250 мм, шириной 120 мм и толщиной 65 мм. В постельных поверхностях выполнены пазы трапециевидного сечения: 4 мм,6 мм, 4 мм. Количество пазов-10. Изготовлен и керамических кирпич с пазами сегментного сечения  длиною 250 мм, шириной 120 мм и толщиной 65 мм. В постельных поверхностях выполнены пазы сегментнообразного сечения: 4 мм; 6 мм; 5 мм; 6 мм. Количество пазов в постельной плоскости. Аналогично может быть изготовлен строительный кирпич с пазами эллипсообразными в сечении. Исследования показывают, что кирпич с суживающимися пазами в постельных плоскостях, удовлетворяющими указанным соотношениям, позволяет повысить величину нормального сцепления в кладке по неперевязанным швам до двух раз и тем самым снизить стоимость строительства за счет отказа от специальных мероприятий (пластифицирующие добавки в кладочные растворы), что особо важно в районах с повышенной сейсмичностью (7 и более баллов).

 

Патент 2

 

Номер патента: 2008596

Класс(ы) патента: F27B9/16

Номер заявки: 5021598/33

Дата подачи заявки: 24.12.1991

Дата публикации: 28.02.1994 Заявитель(и): Беляков Алексей Васильевич; Корнеев Игорь Васильевич Автор(ы): Беляков Алексей Васильевич; Корнеев  Игорь Васильевич Патентообладатель(и): Беляков Алексей Васильевич; Корнеев Игорь Васильевич

Описание изобретения:  

Изобретение относится  к кольцевым печам с перемещением обжигаемого материала по окружности, преимущественно для обжига керамических изделий: кирпичей, черепицы и керамических камней строительного  назначения. Наиболее близкой по конструкции и получаемым результатам является кольцевая печь с вращающимся подом для обжига керамических изделий в противотоке. Печь содержит футерованную камеру со сводом и стенками, нагревающие устройства, механизм перемещения пода. Вращающийся под опирается на рельс, Во вращающемся поду газовой печи имеются горизонтальные каналы волнообразной формы причем для выравнивания гидравлического сопротивления потоку газа сечение каналов уменьшается по мере удаления от стенок. При этом газовые потоки более равномерно прогревают под и лежащие на нем изделия. Однако внутри канала самой печи управление траекторией газового потока носит пассивный характер. Траектория зависит от сочетания многих факторов: скорости газового потока, формы канала печи и каналов в стенках и поду, способа размещения изделий в канале печи. Размещение определяется расстоянием между изделиями, стенками и сводом печи и значительно зависит от формы изделий. В то же время конвективный теплообмен играет определенную роль до 1000-1100^оС, т. е. температур, при которых обычно обжигают керамические камни, кирпичи и черепицу. 
Целью изобретения является интенсификация обжига в кольцевой печи с вращающимся подом за счет активного управления газовыми потоками в канале  печи. Представлена печь, кольцевой канал печи, устройство  загрузки и выгрузки. Печь вращается по часовой стрелке. В боковой футеровке печи равномерно по ее периметру размещены поршни 3 из огнеупорного материала для обеспечения поперечного газового потока, при этом штоки поршней  направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Привод перемещения поршней размещен в колонне. При необходимости печь может быть снабжена размещенным перед зоной охлаждения встроенным в камеру печи прессом для горячего прессования. 
Футерованная камера с неподвижным сводом  и стенками. В них размещают нагревающие элементы - газовые горелки или электрические нагреватели. Кольцевой вращающийся под  опирается на подвижную опору. Под печи перемещается с помощью механизма  перемещения, например мальтийского или храпового. Поршни  размещены в наружной и внутренней стенках канала печи. Привод перемещения поршней состоит из помещенной внутри колонны  профилированной направляющей  кулачков, связанных через штоки со штоками поршней. Устройство работает следующим образом. 
Заготовки помещают в печь через устройство загрузки во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода. Вращающийся под перемещает заготовку через зоны нагрева, обжига и охлаждения печи. Поршни обеспечивают при своей работе поперечные газовые потоки, интенсифицирующие конвективный теплообмен. Это особенно эффективно при использовании электрических нагревающих элементов, поскольку обычно в таких печах нет интенсивных газовых потоков, что снижает эффективность конвективного теплообмена, Штоки поршней направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Изменяя этот угол в указанном интервале, можно менять траекторию газового потока. Перемещение поршней задается профилированной направляющей. С помощью профилированной направляющей и скорости ее вращения в канале печи может быть организована стоячая или бегущая волна с желаемым периодом и амплитудой. Применяя несколько профилированных направляющих, можно обеспечить необходимый режим работы для каждой зоны печи. Перемещать можно или одновременно оба поршня, или один из них, если отсоединить шток. Чтобы избежать подсосов или утечек газа при работе поршней и связанных с этим теплопотерь, используют уплотнения, а для вращающегося пода - подвижный песочный затвор, В качестве уплотнений применяют проточки, заполненные керамическим волокном, например коалиновым или муллитокремнеземистым. Противоток создают с помощью дымовой трубы, дымососа или вентилятора. Выгрузку изделий, так же как и загрузку, производят во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода печи. Для снижения температуры обжига и повышения плотности изделий предусмотрено использование пресса  горячего прессования, расположенного перед зоной охлаждения печи. Во время пауз работы шагового механизма перемещения пода печи заготовку помещают в пpесс-форму пресса, проводят само горячее прессование и возвращают обратно на под печи. Для увеличения производительности можно установить вдоль канала печи несколько прессов горячего прессования и во время пауз прессовать несколько изделий одновременно, Далее отпрессованные изделия перемещаются на вращающемся поду в зону охлаждения.

 
            Интенсификация конвективного теплообмена позволяет повысить производительность печи и коэффициент ее полезного действия. Предлагаемое изобретение применимо не только к газовым печам, где всегда имеются газовые потоки, но и к электрическим печам, где такие потоки обычно отсутствуют. Особенно эффективно применение таких печей при обжиге теплоизоляционных высокогазопроницаемых изделий строительного назначения, которые можно обжигать, проталкивая поршнями горячие газы сквозь заготовку. Печи предполагается использовать в мобильных микрозаводах по производству строительной керамики. Для перевозки и быстрого монтажа печь можно разделить на несколько быстро соединяемых секторов, включающих вращающийся под и находящийся над ним канал с теплоизоляцией. Места соединений секторов вращающегося пода и неподвижно теплоизолированного канала служат термическими компенсаторами. Они не только герметизируют канал печи, но и компенсируют тепловые деформации, возникающие в элементах конструкции печи при ее нагревании в процессе работы. (56) Авторское свидетельство СССР N 802756, кл. F 27 B 9/16, 1974.

Патент 3

Номер патента: 2052419

Класс(ы) патента: C04B33/02

Номер заявки: 94029297/33

Дата подачи заявки: 19.08.1994

Дата публикации: 20.01.1996

Заявитель(и): Баранов  А.Е.; Воронин Н.Н.; Селиванов В.Н. Автор(ы): Баранов А.Е.; Воронин Н.Н.; Селиванов  В.Н. Патентообладатель(и): Воронин Николай  Николаевич; Селиванов Вадим Николаевич

Описание изобретения:  

Изобретение относится  к строительству, производству строительных материалов и предназначено для  изготовления глиняного кирпича и керамических камней. Известны способы изготовления кирпича и керамических камней, предусматривающие использование в шихте отходов флотационного обогащения углей совместно с суглинком или глиной, последующие операции формования или полусухого прессования кирпича, сушку и обжиг. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ изготовления кирпича и керамических камней, включающий приготовление шихты путем подачи в глинистый компонент отходов флотационного обогащения каменного угля в количестве 5-20% смешивание, прессование заготовок, сушку и обжиг. При обжиге в качестве топлива в горелках печи используют угольную пыль совместно с отходами коксования угля каменноугольной смолы, последние вводят в виде эмульсии типа масло вода воздух. Недостатком указанных способов является сложность технологического процесса и невозможность равномерного распределения отходов флотационного обогащения углей в глине и/или суглинке, что приводит к ухудшению качества кирпича. Задача, решаемая изобретением, состоит в упрощении технологии изготовления кирпича и керамических камней и улучшении их качества. Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления кирпича и керамических камней, включающем подачу суглинка и/или глины и отходов флотационного обогащения углей ленточными транспортерами к смесителю, смешивание, полусухое прессование, сушку и обжиг, отходы флотационного обогащения углей разделяют на две части: 10-20% от общего количества подают ленточным транспортером в смеситель, а перед подачей суглинка и/или глины на ленточный транспортер на него предварительно последовательно засыпают слой шлака металлургического производства и слой оставшейся части отходов флотационного обогащения углей и при этом соотношение компонентов в шихте следующее, об. Отходы флотацион-ного обогащения углей Шлак металлурги ческого производства Суглинок и/или глина Остальное. При изготовлении кирпича, керамических камней могут быть использованы шлаки металлургического производства различного химического состава, в том числе, например, ваграночные или доменные, содержащие оксиды, мас. SiO₂ 35,85; Fe₂O₃ 15,6; Al₂O₃ 3,2; СаО 40; MgO 1,75; Р₂О₅ 0,6; MnO 3,0. В качестве глинистого сырья возможно использование запесоченных глин или суглинка. В технологическом производстве опробованы, например, суглинки Боголюбовского месторждения (ГОСТ 9169-75) следующего химического состава, мас. SiO₂ 66,3-71; Al₂O₃ 8,7-13,75; Fe₂O₃ 5,32-6,9; CaO 0,69-4,7; MgO 0,74-2,0; K₂O 1,92-2,2; Na₂O 0,21-0,96; п.п.п. 4,2. Способ осуществляют следующим образом. 
Глину или суглинок дробят и при необходимости подсушивают. Отходы флотационного обогащения угля предварительно делят на две части, одну из которых в количестве 10-20% от общего количества отходов непосредственно подают ленточным транспортером в смеситель, а другую часть засыпают на ленточный транспортер перед подачей глины на него. Причем на этот транспортер предварительно насыпают слой шлака металлургического производства. Затем осуществляют смешивание шихты, в смесителе, просеивание на сите до получения пресс-порошка следующего гранулометрического состава: с размером частиц до 0,5 мм 25% с размером частиц от 0,5 до 1 мм 30% с размером частиц от 1 до 3 мм 17% и с размером частиц более 3 мм не более 28%. После этого прессуют заготовки, причем прессование может быть двухсторонним, двухступенчатым при давлении 15--31 МПа в зависимости от влажности пресс-порошка. В дальнейшем заготовки сушат и обжигают при температуре 980-1020^оС. Причем сушку кирпича-сырца осуществляют на печных вагонетках без последующей перегрузки заготовок в процессе обжига. Кирпич, керамический камень может быть отпрессован как в виде сплошного тела, так и с выемками и/или отверстиями. Причем выемки могут быть различной конфигурации: в виде фрагмента сферы и/или сфероида, и/или эллипсоида, и/или параболоида, и/или составными с участками поверхности 4-2 порядка кривизны и/или плоскими фрагментами. Кроме того, в процессе прессования возможно получение как сквозных отверстий, так и закрытых по крайней мере с одного торца. 
          По предлагаемому способу форма кирпича, керамического камня при прессовании может быть получена различной: неравносторонний многогранник, прямоугольный параллелепипед, призма, сложный цилиндр или по крайней мере выполнена с одним из поперечных сечений в виде плоской фигуры, содержащей не менее одного прямолинейного и не менее одного криволинейного участка. В случае, если кирпич прессуют в виде неравностороннего многогранника, часть отверстий можно ориентировать осями от одной большей стороны многогранника к другой большей стороне, или оси отверстий или выемок можно ориентировать нормально к большим сторонам многогранника, или оси по крайней мере части отверстий ориентируют в направлении от одной меньшей или промежуточной по площади стороны к ответной соответственно меньшей или промежуточной по площади стороне. Отверстия при прессовании могут выполнять также различной формы: цилиндрическими, по крайней мере на большей части длины отверстий, и/или с поперечным сечением в виде эллипса или многогранника, и/или овала или комбинированных форм с участками переменной кривизны, и/или с плоскими вставками, и/или в виде их сочетаний. 
          Реализация изобретения обеспечивает упрощение технологического процесса, начиная с процессов подачи компонентов шихты в смеситель, снижение затрат на технологическую очистку оборудования и последующие технологические переделы в процессе изготовления кирпича, керамического камня, при одновременном достижении высоких эксплуатационных качеств изделий.