Начало материала в части I.

Этапы формовки и сушки керамической глины и терракоты для фасадных материалов

Перед началом производственных процессов формования, экструзии или прессования, глиняную массу, прошедшую первичную очистку от примесей и посторонних фракций, дополнительно увлажняют. Пластичность, которую приобретают глины в результате затворения водой, позволяет материалу принимать нужные формы и сохранять их после высыхания. Способ формования выбирается в зависимости от уровня пластичности глины, может быть выбран способ пластического формования или способ полусухого прессования.

Регулируемыми параметрами в процессе пластического формования являются: уровень пластичности шихты, величина формовочной влажности материала и глубина вакуумирования.

Для полусохого прессования к технологическим параметрам относятся: влажность массы, зерновой состав и величина давления пресса.

При экструзии глин и терракот регулируют показатели давления экструзии, влажность массы.

Сушка заготовок изделий относится к наиболее сложным и длительным процессам в производстве. Глины делятся на категории по чувствительности к сушке, группы глиняного сырья по этому показателю определяет ДСТУ Б В.2.7-26-95.

Соотношение в составе сырья глинистых и песчаных включений в процентном выражении определяет отношение глины к сушке.

Большое количество глинистых частиц затрудняет удаление воды из материала без образования потрескиваний, но при этом прочность готового продукта после обжига выше.

Сушка керамических и терракотовых изделий проходит в камерных или туннельных установках – сушилах. В упрощённом виде процесс сушки подразумевает поглощение с поверхности изделий влаги. Влага поглощается теплоносителем, обычно это простой воздух или газ, который омывает изделия в камере. В результате происходит внешняя диффузия, т.е. исход влаги за пределы заготовки.

 

В процессе удаления влаги происходит усадка изделий. Усадка останавливается после достижения критической влажности. Влага, уходящая в процессе усадки глины, определяется как усадочная, ее количество может варьировать и зависит от воды затворения. Объем изделия уменьшается примерно на объем испарившейся влаги в усадочный период. После прекращения усадки влага продолжает испарятся, эта вода называется «вода пор», объем воды пор постоянен для конкретной глины.

На основе данных о поведении глины в процессе сушки строятся кривые Bigot, которые отображают величины воздушной усадки за временные интервалы.

Сушку ведут осторожно до прекращения усадки и достижения критической влажности, поскольку брак изделий во время сушки связан с усадочными напряжениями материала. Момент прекращения усадки определяется экспериментально индивидуально для каждой глины. После прохождения критической влажности сушку можно ускорять, не боясь образования трещин. Технологические характеристики режима сушки на производстве зависят от состава и свойств сырья, формы и пустотности заготовок.

Длительность сушки может быть сокращена при помощи форсирования внешней и внутренней диффузии влаги в продукции.

Оптимизация и контроль производств заключаются на данном этапе в подборе составов глин с минимальной чувствительностью к сушке и регулировке требуемых режимов сушки на конкретном производстве.

 Процесс обжига керамических глин и строительных терракот

В производстве керамических кирпичей и терракотовых плит обжиг представляет собой завершающую и наиболее сложную технологической операцию. После обжига изделие получает камнеподобное строение, высокую морозостойкость, необходимую прочность и другие физико-механические свойства, требующиеся для строительных материалов.

При обжиге изделия из легкоплавких глин и терракот обычно нагреваются до 900-1100 градусов.

Свойства обожженных изделий из глины в высокой степени зависят от способа формовки.

Однородные и мелкозернистые изделия удается получить при пластическом формовании, если использовалось полусухое прессование, то строение изделий грубозернистое. В результате экструзии удается получить максимально однородное строение продукции.

Размер пор в готовых изделиях так же зависит от предшествующей формовки, при полусухом прессовании поры получаются больше, поэтому чтобы заполнить все поры и связать частицы в таких изделиях используют больше жидкости, в связи с этим кирпич обжигается при более высоких температурах, в среднем на 50-80 градусов выше.

После пластического формования, в процессе обжига физико-химические свойства материала изменяются равномерно с увеличением температуры. При полусухом прессовании плотность и прочность заготовок практически не изменяются до отметки в 900 С, а после при увеличении нагрева резко возрастают.

Течение процесса обжига рассчитывается на основе химико-минералогического состава глиняного сырья и шихтовых композиций.

В случае, если температура обжига изделий превысит температуру размягчения глины, произойдет деформация изделий, это справедливо в первую очередь для легкоплавких кирпичных, терракотовых, гончарных и черепичных глин.

В строительной керамике используются глины, для которых интервал спекания достаточно мал и составляет около 60 – 100 градусов. В связи с этим требуется большая осторожность при проведении обжига, т.к. нижние ряды изделий могут деформироваться при нарушении интервала обжига.

Таким образом, несмотря на то, что обожженная глина представляет собой строительный материал, применяемый веками с древнейших времен, на сегодняшний день производство терракотовых и керамических фасадных материалов – это сложный и высокотехнологичный процесс, требующий специфического оборудования и надзора специалистов.