Материал: Безопасность жизнедеятельности в экологически неблагоприятных условиях. Суровцев И.С., Борисов Ю.М
References
1.Glukhovskij V.D. Slag-alcaline cements, concretes and construction. // Slag-alcaline cements, concretes and construction: // All-Union sci.-practical. Conference. Kiev: KISI. 1984. – p. 5.
2.Belov N.V. Crystal-chemistry of silicates with large cation. [Text]. / N.V. Belov. – M., AN SSSR, 1961. – p. 67.
3.Ivanov N.K. Knitting properties of composition on the basis of akcaline silicates. / N.K. Ivanov, N.N. Zykova, K.S. Ivanov. A.V. Tarasov. // News University. Building. – 2003. – Volume №11. – p. 6-40.
УДК 666.3.03
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Канд. техн. наук, ст. преп. кафедры материаловедения и технологии строительных материалов А.М. Усачёв; Д-р техн. наук, проф. кафедры технологии
строительных изделий и конструкций Е.И. Шмитько; Магистрант А.С. Кретинин
Россия, г. Воронеж, тел. +7(4732)71-52-35;
Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering
Cand. Tech. Sc., the docent of faculty of materials technology and technology of building materials A.M. Usachev;
Dr. Tech. Sc., the prof. of chair of technology of building products and designs E.I .Shmitko Magistrant A.S. Kretinin
Russia, Voronezh, ph. +7(4732)71-52-35;
А.М. Усачев, Е.И. Шмитько, А.С. Кретинин
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНТАКТНО-ДИФФУЗИОННОГО СПОСОБА СУШКИ
В статье представлены возможные способы реализации контактнодиффузионного способа сушки керамического кирпича, что позволит внедрить эту технологию в промышленность строительных материалов.
Ключевые слова: керамические материалы, контактно-диффузионная сушка, диффузия, испарение.
A.M. Usachev, E.I. Shmitko, A.S. Kretinin
PERFECTION CONTACT-DIFFUSIVE A WAY OF DRYING
In article possible ways of realization contact-diffusive drying a way of a ceramic brick that will allow to introduce this technology in the industry of building materials are presented.
Keywords: ceramic materials, contact-diffusive drying, diffusion, evaporation.
Одним из самых распространенных материалов, традиционно используемых при возведении зданий и сооружений, является керамический кирпич. Более чем тысячелетняя практика применения кирпича (его возраст составляет около 5000 лет) позволяет отнести его к категории наиболее долговечных строительных материалов. И до нынешнего времени он продолжает сохранять свои ведущие позиции, как стеновой материал, так и отделочный.
Применение лицевого кирпича позволяет значительно улучшить внешний облик здания. При этом он выполняет две функции: является конструкционным материалом и одно-
© Усачев А.М., Шмитько Е.И., Кретинин А.С., 2009
140
временно служит высококачественной долговечной отделкой. Фасады из лицевого кирпича не требуют последующего оштукатуривания, окрашивания или облицовки другими материалами, в результате чего можно добиться экономии трудозатрат.
Наряду с физико-техническими и экономическими аспектами при выборе строительной системы существенным критерием становится экологическая оценка. Важным является сохранность окружающей среды, экологически благоприятные для жизни человека свойства используемого сырья и материалов, замкнутость производственного цикла и возврат всех выбросов в производство, размеры первоначального потребления и перспективы сбережения энергоресурсов. По всем этим проблемам производство керамических строительных материалов является образцовым.
Производство высококачественной строительной керамики в необходимом объеме является одним из важных условий выполнения программ строительства жилья, ремонта и реконструкция существующего жилого фонда. Согласно статистическим данным в общем объеме производства стеновых материалов доля керамических составляет около 40 %. При этом рынок требует более качественную и разнообразную по ассортименту продукцию.
Для получения изделий стеновой керамики наибольшее распространение получила технология пластической подготовки массы с последующим формованием изделий пластическим способом, который позволяет использовать в качестве сырья глины, имеющие повышенную карьерную влажность.
Пластическое формование даёт возможность получать изделия различной конфигурации и пустотности (что положительно сказывается на теплопроводности ограждающих конструкций и сбережении энергоресурсов).
Однако в последующих технологических операциях сушки и обжига происходит воздушная (влажностная) и огневая усадка изделий. Усадка при неравномерном удалении влаги сопровождается трещинообразованием, что значительно снижает качество готовой продукции или приводит к браку.
Таким образом, получить качественный керамический кирпич, тем более лицевой, не так-то просто. В работах [1, 2] предлагается один из способов повышения эффективности процесса сушки влажных материалов (в том числе и керамического кирпича) за счет применения контактно-диффузионного способа сушки. Сущность этого способа заключается в следующем. Влажный полуфабрикат укладывается на пористое основание – «подложку-посредник», выполненное из пористого влагоемкого материала, например, цементного камня или пеношамотного легковеса. Сверху сырец накрывается влаго-, теплоизолирующим колпаком (рис. 1).
1
2
3
Рис. 1. Схема сушки кирпича-сырца контактно-диффузионным способом: 1 – сырец; 2 – тепло-, влагонепроницаемый колпак; 3 – посредник
Основная часть влаги удаляется из сырца путем диффузии через влагоемкую «подложку». Скорость высушивания при этом зависит от характеристик посредника (структуры порового пространства, влагоемкости, потенциала влагопереноса и др.) и параметров сушильного агента (температуры, влажности, скорости движения).
141
Такой способ высушивания полностью исключает контакт влажного материала с теплоносителем, что предохраняет сырец от неравномерного влагосодержания, неравномерной усадки и трещинообразования.
Одним из существенных недостатков предлагаемого способа является трудность его реализации в существующих технологиях производства керамического кирпича. С целью устранения вышесказанного недостатка коллективом авторов предлагаются некоторые варианты усовершенствования контактно-диффузионного способа сушки.
Один из вариантов предусматривает установку нескольких кирпичей на один общий посредник (рис. 2) и влаго-, теплоизоляцию их общим колпаком.
1
2
3
Рис. 2. Первый вариант контактно-диффузионной сушки:
1 – сырцы; 2 – тепло-, влагонепроницаемый колпак; 3 – посредник
Этот вариант позволяет сократить расходы на закупку и подготовку материалов для изготовления как «подложек», так и колпаков. Он хорошо вписывается в технологию сушки кирпича в камерных сушилках, где посредник полностью заменяет сушильные рамки. Именно такой вариант контактно-диффузионной сушки был апробирован на одном из кирпичных заводов Воронежской области, что показало его технико-экономическую эффективность.
Трудностей, связанных с изготовлением и, особенно, с монтажом колпака возможно избежать за счет реализации следующих вариантов контактно-диффузионной сушки (рис. 3).
1
1
2
2 
Рис. 3. Второй вариант контактно-диффузионной сушки: 1 – сырцы; 2 – посредники
Предлагаемые варианты практически ничем не отличаются друг от друга. В первом исполнении высушиваемый кирпич и посредник чередуются в вертикальном, а во втором – в горизонтальном положениях, что зависит от способа садки на сушильные рамки или вагонетки. Преимущества этих вариантов очевидны. Во-первых, отсутствует изолирующий колпак, во-вторых, укладка сырца и посредника может осуществляться на существующем оборудовании (без значительной реконструкции) и может быть легко автоматизирована. И самое главное, при реализации этих вариантов значительно увеличивается интенсивность процесса
142
за счет удаления влаги не с одной (см. рис. 1 и 2), а с двух поверхностей кирпича-сырца, которые находятся в контакте с «подложкой». При этом надо безусловно упомянуть, что небольшое количество влаги все же будет испаряться из сырца со свободных граней.
Альтернативную замену изолирующему колпаку можно предложить за счет нанесения на свободные грани сырца влагозадерживающих составов (рис. 4).
1
2
3
Рис. 4. Третий вариант контактно-диффузионной сушки: 1 – сырец; 2 – влагозадерживающий состав; 3 – посредник
Предлагаемый аналог по своей сути ничем не отличается от прототипа, но значительно проще в реализации и автоматизации технологии. На посредник устанавливается кирпич или сразу несколько кирпичей, затем они перемещаются по рольгангу, и через фильеру поливаются специальным влагозадерживающим составом (смесь борной кислоты и соды), после чего автоматом-садчиком укладываются на сушильные вагонетки. В последующем состав удаляется в процессе обжига, что значительно облегчает технологию.
Возможен и еще один вариант модернизации контактно-диффузионного способа сушки. Сущность его заключается в следующем. Кирпичи-сырцы помещаются в специальный перфорированный короб и засыпаются посредником, в качестве которого выступает сыпучий и пористый материалом (рис. 5).
1
3 
2
Рис. 5. Четвертый вариант контактно-диффузионной сушки: 1 – сырцы; 2 – перфорированный короб; 3 – пористая засыпка
В качестве засыпки могут использоваться керамзитовый песок и гравий, перлитовый песок, вермикулит, силикапор и другие материалы, которые могут засыпаться с помощью объемного дозатора. Коробы, заполненные сырцом и сыпучим посредником, возможно устанавливать на обычные сушильные вагонетки.
При реализации данного варианта значительно интенсифицируется процесс сушки, так как влага будет удаляться из сырца со всех поверхностей и это удаление будет происходить как через посредник, так и через его межзерновую пустотность.
Рассмотренные варианты усовершенствования контактно-диффузионного способа сушки влажных капиллярно-пористых материалов позволяют все ближе подойти к проблеме
143
внедрения этого трудоемкого способа в промышленность строительных материалов, что позволит значительно улучшить качество выпускаемой продукции.
Библиографический список
1.Шмитько Е.И., Суслов А.А., Усачев А.М. Новый способ повышения эффективности процессов сушки керамических изделий / Е.И. Шмитько, // Строительные материалы. – 2006.
–№5. – С. 20-22.
2.Усачев А.М. Повышение эффективности процесса сушки керамических изделий // Сборник научных трудов докторов и аспирантов материалы 58-й республиканской научной конференции, Казань. – 2006. – С.170-173.
References
1.Shmitko E.I., Suslov A.A., Usachev A.M. New a way of increase efficiency of processes of drying ceramic products // Building materials. - 2006. - № 5. - P. 20-22.
2.Usachev A.M. Increase of efficiency of process of drying of pottery // The Collection of proceedings of doctors and post-graduate students materials of 58-th republican scientific conference, Kazan. – 2006. – P.170-173.
144