Известково Шлаковый Кирпич

Изготовление известково-шлаковых кирпичей может иметь место и как побочное производство при имеющихся доменных или плавильных печах, и как самостоятельное производство. Сырьем для этих камней являются доменные, котельные, мусорные шлаки.

Шлаки и остатки, получающиеся при сжигании топлива на колосниковых решетках, могут быть подразделены следующим образом.

Остатки горения:

• Провал, накапливающийся в зольнике и являющийся смесью золы с несгоревшим углем в виде кусков различной величины, иногда в количестве до 60% всего провалившегося через решетку топлива.
• Зола, имеющая вид рыхлого вещества различного состава, вида и цвета, в зависимости от количества попавших в нее несгоревших частиц угля, а также от провалившихся в зольник кусочков шлака.
• Шлак, имеющий строение либо ноздреватое, либо стекловидное в зависимости как от сорта топлива, так и от самого сгорания в топке этого топлива. Первый - рыхл и слаб, при падении разбивается в куски, второй - очень тверд и крепок. Куски шлака бывают иногда очень большими.

Шлаки и зола выгружаются часто из топки в одно место. Смесь их составляет именно то, что носит названия; гарь, ожига, нажига и т. д. В эту смесь попадает также сажа и мелочь золы, уносимая тягой в дымогарные трубы котлов и в дымоходы.

Шлаки, получающиеся при сжигании мусора на мусоросжигательных станциях по своему химическому составу весьма, благоприятны для изготовления кирпичей; их отдельные куски отличаются очень большим весом, доходящим в некоторых случаях до 0,9-1,0 т.

Все перечисленные вещества, вследствие наличия в них обожженных до спекания глинистых примесей, обладают свойством давать вместе с известью гидравлические составы.

• Унос, представляющий из себя рыхлую, легкую, порошкообразную массу серовато-желтого цвета; в котельных ее получается до 20% от прочих веществ. Тягой трубы унос выносится и осаждается в особых камерах.

Для изготовления известково-шлаковых кирпичей возможно употреблять, за исключением уноса и провала, все вышеперечисленные вещества, лишь бы они не содержали серы. Употребление уноса и провала считается нежелательным ввиду наличия в них большого количества несгоревшего угля.

Употребление шлаков, имеющих в своем составе свыше 10% несгоревших частиц угля, является нерентабельным вследствие большой стоимости очистительных работ.

Шлаки допускаются к употреблению исключительно в совершенно остывшем виде. Наиболее благоприятными являются рыхлые шлаки, как дающие камни меньшей теплопроводности. Плотные стекловидные шлаки могут использоваться лишь в исключительных случаях.

Под доменными шлаками понимаются окислы, образующиеся при получении чугуна в доменных печах на поверхности жидкого металла. Различаются шлаки кислые, нейтральные и основные, в зависимости от своего химического состава, который всегда известен заводской лаборатории, от которой строитель и может получить точные указания. Кислые и нейтральные шлаки не обладают гидравличностью; основные же шлаки, смешанные о известковым раствором, сообщают ему гидравлические свойства, почему их и можно рекомендовать для известково-шлаковых кирпичей.

По своей структуре шлаки разделяются на стекловидные, каменистые (плотные) и кристаллические.

Доменные шлаки по большей части аморфны, а иногда содержат примеси кристаллических веществ.

Если известково-шлаковые кирпичи изготавливаются из доменных шлаков, то таковые употребляются исключительно в гранулированном виде. Гранулированный шлак, или, иначе говоря, шлаковый песок, представляет из себя небольшие зерна различной величины, получающиеся при быстром охлаждении расплавленного шлака водой или паром. В практике это проводится соприкосновением встречных течений расплавленного шлака и холодной воды. Содержащийся в шлаке силикат при воздействии воды растворяется, образуя маленькие невязкие хлопья. При этом освобождается содержащаяся в шлаках несвязанная известь, в свою очередь освобождающая серу. И та и другая уходят с водяными парами.

Поскольку отдельные зерна гранулированных шлаков имеют различную величину, целесообразно пропускать получившуюся массу шлака через сортировку и употреблять для фабрикации известково-шлаковых кирпичей лишь мелкие частицы. Более крупные зерна направляются для размола на шлакодробилку. Отличительным свойством гранулированных шлаков является их способность образовывать с гашеной известью смесь, твердеющую с течением времени подобно цементу и с выгодой применяемую для переработки в шлаковые кирпичи.

Но гранулированный шлак имеется лишь в местах металлургических производств и вряд ли целесообразно и экономично перевозить его на очень далекие расстояния. Поэтому возможность применения шлаков, получающихся при сжигании угля или мусора, выдвигается на первый план. Но если кирпичи из доменных шлаков являются вполне твердыми и огнеупорными, то кирпичи, изготовленные из котельных шлаков, будут обладать этими свойствами лишь при соблюдении совершенно определенных требований, предъявляемых в переработке шлаков.

Предварительная обработка шлаков является очень хлопотливой и дорогостоящей работой. Состав котельных шлаков может быть весьма разнообразен, и надо следить за тем, чтобы они не содержали вредных примесей, как механических, так и химических. К первым относится, например, тряпье, обтирочные концы, мусор из котельных помещений и т. п. примеси, подлежащие обязательному удалению. Может легко случиться, что в шлаке встретятся несгоревшие частицы угля, чрезвычайно вредно отражающиеся на свойствах кирпичей. Несгоревшие частицы будут под влиянием воды, употреблявшейся для замеса, разбухать, расширяясь при этом. Возникающие при этих расширениях напряжения могут привести к разрыву камня или, по меньшей мере, сделают его трухлявым. Наличие частиц угля отрицательно влияет на огнеупорность камней, поскольку в них имеются включения горючих веществ. Вследствие этого необходимо особенно тщательно наблюдать за отсутствием в шлаке пестревших частиц угля.

Помимо этого шлаки, являющиеся конечным продуктом сжигания, содержат в себе серу в несвязанном состоянии и щелочи. Эти химические примеси могут впоследствии явиться причиной разрушения камней, и вследствие этого шлаки обязательно должны быть от них освобождены. Для этой цели шлаки выставляются на воздух сложенными в плоские кучи и промываются, причем при отсутствии дождей они должны ежедневно поливаться водой из брандспойта в течение четырех-пяти недель подряд.

Необходимо обязательно различать шлак, полученный от сжигания каменного или же бурого углей. Шлаки последних обладают очень небольшой прочностью и малопригодны для изготовления известково-шлаковых кирпичей.

Перед дальнейшим употреблением котельные шлаки должны быть измельчены до величины зерен крупного песка, т. е. примерно до 4 мм. Измельчение происходит в специальных шлакодробилках.

При применении шлакодробилки необходимо удалять из шлаковой массы могущие встретиться при перемоле доменных шлаков частицы железа. Оставшееся железо может при работе дробилки сильно повредить отдельные части ее. Для этой цели пользуются подвесным магнитом, вытягивающим из шлаковой массы железо.

После измельчения шлаки надлежит просеивать, для чего употребляют как обыкновенные грохоты, так и ситовые барабаны (рис. 1). Правильнее производить просеивание шлаков до их измельчения, так как грязь и мелкая пыль удаляются легче с больших кусков, чем из разбитого шлака.

Рис. 1. Ситовый барабан для шлака

Весьма пригодными для производства шлаковых кирпичей являются мусорные шлаки, образующиеся в мусоросжигательных печах при сжигании обыкновенного городского мусора. Необходимо помнить, что мусора в больших городах чрезвычайно много, и уборка его стоит сравнительно больших денег. Поэтому весьма желательно всячески использовать различные отбросы, встречающиеся в мусоре, до его сжигания, равно как и остатки, получающиеся в результате сжигания. Доставляемые с городской мусоросжигательной станции и предварительно разбитые в камнедробилке большие глыбы шлака сортируются по величине отдельных кусков и могут перерабатываться, подобно доменным или котельным шлакам, самыми различными способами. Наиболее интересным является способ изготовления так называемых зернистых камней, предложенный немецким инженером Фридом и описанный далее.

Мусорные шлаки можно подвергать как раздроблению, так и грануляции, но, принимая во внимание их очень большую величину, предпочитают грануляцию. При производстве их гранулирования необходимо, во избежание сплавления мусорной золы, прибавлять к ним при переплавке немного кокса и флюса.

В качестве вяжущего средства при изготовлении известково-шлаковых кирпичей употребляется известь. Одним из старых способов, при котором употребляются гранулированные шлаки, яв- ляется применение загашенной в порошок извести. Пропорция смеси берется 1:10 весовых частей, то есть для изготовления 1000 кирпичей расходуется от 3000 до 3500 кг гранулированного шлака и от 300 до 350 кг извести. При употреблении котельных шлаков раствор обычно берется более жирным, и пропорция смеси определяется в 1:6. К смеси прибавляется вода в количестве, потребном для образования проминающегося теста, которое делается в мешалке совершенно однообразным. Растворимая кремнекислота шлаков связывается в течение 6-8 дней в кремнекислую известь. Излишняя известь усваивает углекислоту из воздуха и отвердевает в углекислую известь. Но прежде чем произойдет полная реакция, проходит очень много времени. Желательно узнать, как далеко внутрь прошло схватывание кирпича, производят опускание поверхности излома кирпича в раствор железного купороса. В тех местах, где имеется кремнекислая или углекислая известь, тотчас же образуется зеленый осадок закиси железа, переходящий на воздухе в окись железа и становящийся желтым.

Известь возможно употреблять как в виде известкового молока и известкового теста, так и в виде сухой загашенной в порошок извести. Обработка посредством известкового молока происходит таким образом, что гранулированный шлак, предварительно просеянный по величине зерен, сперва замачивается в творильных ящиках или водных бассейнах, а затем оттуда доставляется к смесительной установке. В мешалке шлак затворяется известковым молоком в густую кашу. Конечно, эта операция может быть производима и от руки, без применения машин.

Если же шлаковый песок должен быть перемешан с загашенной в порошок известью в сухом состоянии, то он сперва высушивается в железных резервуарах, затем тесно перемешивается с известковым порошком и, сколько требуется, увлажняется перед прессовкой. Выбор того или другого способа смешивания вытекает главным образом от характера имеющегося механического оборудования.

Если желательно получить особенно плотные и крепкие кирпичи, то около 10% шлаковой массы размалывается на бегунах и получаемая мука хорошо перемешивается с известью и гранулированными шлаками.

При употреблении негашеной извести нужно иметь место для гашения перемешанного сырья перед прессовкой, для того чтобы процесс гашения мог пройти полностью. В противном случае незагашенные частицы извести могли бы вызвать при расширении появление трещин в кирпиче.

В Германии практикуется также изготовление известково-шлаковой смеси наподобие известково-песчаной в гасильных и смесительных барабанах при воздействии пара. Пар содействует происходящей реакции и тесному связыванию извести с подобными песчаным зернам шлаковыми зернами.

Иногда практикуется замена части извести портландцементом в пропорции: 3 части извести + 2 части портландцемента. Такие кирпичи значительно крепче собственно известково-шлаковых.

При применении способа Фрида мусорные шлаки измельчаются в шлакодробилке до величины мелкого песка, перемешиваются с мелкими шлаками пли летучей золой и затворяются затем водой и гидравлической известью в пропорции 1:7 в густой раствор. Посредством особых приспособлений раствор автоматически формуется в небольшие зерна или шарики, диаметром от 3 до 7 мм. В этой зернистой форме масса поступает под пресс, где прессуется под легким давлением таким образом, что отдельные шарики обоюдно сплющиваются. В результате этого получается неплотно пористый и очень легкий кирпич. Пористость его доходит до 40-50%, в то время как у обыкновенного кирпича она определяется в среднем в 10%. Прочность на сжатие указанной смеси не слишком высока; согласно последним исследованиям она колеблется от 68 до 70 кг на см2, причем крепость кирпича может быть повышена при более жирной массе. В теплотехническом отношении эти кирпичи очень хороши; их коэффициент 0,4-0,5.

Помимо всего вышеизложенного, они обладают свойством морозоустойчивости.

Важной операцией является формование известково-шлакового сырца. Оно может производиться или ручным прессом или машинными прессами. Для изготовления этих кирпичей могут использоваться, если таковые имеются, станки для производства бетонированных камней, поскольку они хорошо и сравнительно быстро работают, легко транспортируются и стоят недорого.

По окончании прессовки кирпичи выставляются для сушки на воздух, с защитой их от дождя, причем они устанавливаются рядом друг с другом так, чтобы между отдельными кирпичами проходил воздух. На каждый слой кирпичей посыпается немного гранулированного шлака, что предотвращает возможность склеивания отдельных рядов.

Свежеизготовленные кирпичи мягки и клейки, позднее они становятся крепче, так как шлак отвердевает с известью наподобие пуццолана, и лишь с трудом поддаются разламыванию, а по прошествии 6-8 месяцев достигают крепости обыкновенного кирпича. Продолжительность отвердевания зависит в большей степени от погоды и температуры воздуха. Так, например, летом кирпичи годны к употреблению часто уже по прошествии двух недель, в то время как зимой для достижения некоторой твердости необходимо по меньшей мере шесть недель. При сильных морозах работы должны быть совершенно приостановлены. Между прочим отмечено, что, чем мельче гранулированный шлак, употреблявшийся для изготовления кирпичей, тем быстрее они отвердевают. Вообще весь процесс их отвердевания при лежании на воздухе основан, с одной стороны, на усвоении известью углекислоты из воздуха, а с другой - на образовании известкового силиката.

Так как время, потребное для отвердевания кирпичей, довольно велико и делает, например, в наших климатических условиях производство известково-шлаковых кирпичей затруднительным, то были произведены опыты со всевозможными добавками, которые могли бы сократить период отвердевания, что и было достигнуто путем добавки 10% молотых шлаков. Последние значительно быстрее связываются с .известью, нежели крупнозернистые шлаки, и кирпич достигает требуемой крепости много ранее, нежели при обычном способе производства.

Помимо этого, при производстве известково-шлаковых кирпичей зачастую применяется отвердевание в запарочных котлах под давлением пара около 8 атм. Равным образом рекомендуется подвергать отвердевающий сырец воздействию углекислоты, для чего строятся каменные камеры, загружаемые сырцом, и в них проводится углекислота или газы, содержащие углекислоту. Кирпичи, отвердевшие под влиянием углекислоты, годны к употреблению уже через два дня. Конечно, применение этого способа возможно лишь в местах с наличием углекислоты, как, например, на металлургических заводах, где углекислота имеется в неограниченном количестве в отработанных печных газах.

Внешний вид шлаковых кирпичей определяется окраской употребляющихся шлаков, причем известь действует осветляюще, так что обычно получаются оттенки от серо-черного до светло- серого цвета.

Вес кирпичей также зависит от исходных шлаков, и в среднем он составляет при кирпичах формального формата (250x120x65 мм) обычно от 3,0 до 3,5 кг, т.е. несколько менее, чем обыкновенный кирпич. Вместимость ж.-д. вагона составит таким образом от 4600 до 5400 кирпичей. При производстве кирпичей не ограничиваются ни в коем случае лишь одним нормальным форматом, а изготовляют различные виды лекальных, пустотелых и сводчатых кирпичей.

Шлаковые кирпичи имеют довольно шершавую поверхность, вследствие чего к ним хорошо пристает раствор, а так как они пористее, нежели обыкновенные кирпичи, то они очень удобны к употреблению для высоких сооружений. Для кладки применяется жидкий известковый раствор или шлакоизвѳстково-песчаный раствор. Временное сопротивление при сжатии совершенно отвердевших кирпичей колеблется от 80 до 160 кг/см2. Шлаковый кирпич является довольно устойчивым против высокой температуры: он может нагреваться без вреда для его крепости вплоть до красного каления. Этот кирпич является и морозоустойчивым, но обладает значительной вдопоглощаемостью, почему не рекомендуется употребление его для кладки фундаментов, если не имеется достаточной изоляции.

Для расчета себестоимости шлаковых кирпичей из доменных шлаков, при машинном производстве в крупном или среднем предприятии, могут считаться действительными следующие указания: на 1000 кирпичей нормального формата расходуется 3200 кг гранулированного шлака. Если применение шлака происходит на месте его производства, то стоимость шлака, естественно, не включается в калькуляцию.

Количество потребной извести зависит от свойств шлака и может быть принято до 10%; следовательно, на 1000 кирпичей нормального формата требуется около 325 кг перемолотой и загашенной в порошок извести.

При машинном производстве с годовой производительностью в 7 млн кирпичей требуется от 14 до 16 рабочих следующих специальностей: 1 мастер, 1 рабочий для перемола извести, 1 слесарь, 1 машинист, 6 рабочих при изготовлении камней, 6 чернорабочих для подачи сырья, складывания сырца, нагрузки его и для прочих работ на месте производства.

Для линии, выпускающей кирпичи хорошего качества, потребно следующее оборудование:

• шлакодробилка с зевом в 100 мм;
• просевной или сортировочный барабан;
• магнит для очистки шлаков;
• пресс для формовки;
• мешалка;
• силовая установка.

Помимо сего в калькуляцию вносятся накладные расходы, состоящие из расходов на амортизацию оборудования, строений, ремонт, освещение, масло для форм, расходов по складыванию, нагрузке, социальному. страхованию, отчислений в союз, конторских расходов и т. д.

К расчету себестоимости при ручном производстве возможно подойти следующим образом.

Производительность небольших ручных прессов, изготовляющих в один ход 1-2 кирпича, составляет на человеко-день 500-600 кирпичей; т. е. на изготовление 1000 кирпичей потребуется 2 рабочих дня. Накладные расходы, учитывая предварительную обработку шлака, возрастут, примерно, на 15%.

Таким образом схема калькуляции при ручном способе будет следующая:

• стоимость 325 кг загашенной в порошок извести;
• стоимость 2 м3 шлака;
• зарплата за 2 рабочих дня;
• предварительная обработка шлака - 0,3 рабочих дня;
• амортизация и прочие накладные расходы.

Компания VGP проектирует и выпускает станки для лего кирпича, брусчатки, блоков. Приглашаем Вас посетить наше производство.

Известково-шлаковые и известково-зольные кирпичи являются разновидностью силикатного кирпича, но отличаются меньшей плотностью и лучшими теплоизоляционными свойствами, так как в них тяжелый кварцевый песок заменен соответственно пористым легким шлаком или золой. Для приготовления известково-шлакового кирпича берут 3…12% извести и 88…97% шлака, а для известково-зольного 20…25% извести и 75…80% золы. Так же как и шлак, зола является дешевым сырьевым материалом, образующимся при сжигании каменного, бурого угля и другого топлива в котельных ТЭЦ, ГРЭС и т. д. Использование шлаков и зол экономически выгодно, так как расширяется сырьевая база силикатных и других строительных материалов и снижается их стоимость.

Производство известково-шлакового и кирпича аналогично технологической схеме производства силикатного кирпича. Шлаковый и зольный кирпич выпускают размером 250х120х140 мм и больше, марками по прочности при сжатии 25, 50 и 75, морозостойкостью такой же, как и у силикатного кирпича, плотностью 1400…1600 кг/м3, теплопроводностью 0,5...0,6 Вт/(м•°C).

Применяют известково-шлаковый и известково-зольный кирпич для возведения кладки стен зданий малой этажности (до трех этажей), а также для кладки стен верхних этажей многоэтажных зданий.