Технология производства керамических строительных материалов

         Разработками новых технологий занимались на тот момент два, тогда же созданные,  института — Государственный научно-исследовательский институт в Петрограде и институт силикатов в Москве, заложившие основу четкой технологической схемы производства строительной керамики, состоящей из следующих этапов: добыча сырья, подготовка массы, формирование сырца, сушка, обжиг, обработка и упаковка.

         Завод по производству керамики, как правило, находится в непосредственной близости от карьеров, где добывается сырье.   Добытые в карьере глиняные массы подвергаются естественной, а затем механической обработке. Предварительно глину вылеживают в течение одного или двух лет, при периодическом увлажнении, заморозке и оттаивании. Далее происходит механическая обработка сырья. Разрушают его природную структуру, удаляют крупные включения и вредные примеси. Могут быть добавлены специальные смеси, дающие затем готовому продукту необходимый цвет и свойства. Шихта, так называется полученная смесь, снова идет в запасники, уже на одну-две недели.

         Затем, в зависимости от желаемого конечного продукта, вида сырья, приготовляют глиняную массу с различной степенью влажности. Различают несколько основных видов формования изделий из глины:

         - Полусухой — глиняные массы сушат, дробят, размалывают в порошок, а затем перемешивают с водой или паром. Получается малопластичный пресспорошок влажностью 8-12%. Изделия формируют под большим давлением в специальных автоматических прессах. Изделия обжигаются без предварительной сушки. Изделия полусухого формования отличаются низкой ценой, четкими гранями и высокой скоростью производства, однако уступают по техническим характеристикам изделиям пластического формования.

         - Шликерный способ — исходные материалы измельчают, смешивают с большим количеством воды (влажность 40-60%) до получения однородной текучей массы (шликера). В строительстве этот способ используется мало, только при производстве облицовочной плитки, когда глиняную суспензию заливают в полую форму.

         - Пластический способ —глиняные массы со специальными отощающими добавками (гранулированный шлак, дегидратированная глина) поступают в формующий ленточный пресс, состоящий из глиносмесителя, вакуумной камеры, шнекового винта, зауженного с одной стороны, вращающегося внутри цилиндра пресса, прессующей головки и мундштука. В глиносмесителе глиняная смесь подогревается до температуры 50-80 гр., далее масса идет в вакуум-камеру, где происходит удаление воздуха и части воды. Шнековым валом масса уплотняется и перемещается в прессующую головку с мундштуком и выходит непрерывным глиняным брусом, разделяющаяся потом на отдельные бруски-сырцы полуавтоматическими струнами или автоматическими резательными станками.  Также в мундштук пресса может быть установлен специальный вкладыш, позволяющий делать декорирование поверхности продукта. Этот метод наиболее распространен изготовлении штучных строительных материалов. Используется при производстве большинства видов кирпичей, а также крупноформатных эффективных блоков.

         Сырец сам по себе имеет низкую механическую прочность, поэтому перед обжигом его необходимо равномерно высушить при правильном температурном режиме в специальных сушильных камерах. Ошибки при выборе режима сушки могут привести к трещинам и деформациям готового изделия. Процесс сушки продолжается до тех пор, пока влагосодержание во всех изделиях не станет равновесным с влагосодержанием окружающей среды. Отощающие добавки позволяют ускорить сушку.

         Помимо отощения существует еще несколько способов сократить риск образования трещин в керамике в процессе сушки — это паровое увлажнение глины, подогрев, вакуумирование, добавка гипса или высокопластичных глин.

         Далее следует процесс обжига изделия.  Он состоит из нескольких этапов — прогрев, собственно обжиг, и охлаждение. Температура обжига может доходить до 1200 гр. Цельсия. Происходит он в печах, суть действия которых заключается в непрерывном движении единиц материала по всем температурным этапам установленного теплового режима. Существует несколько температурных режимов обжига, различающихся температурой, временем, газовой средой и  скоростью охлаждения.

         Процесс обжига делится на несколько этапов — на разных температурах происходят различные физико-химические изменения, отвечающие в конечном итоге за свойства готовой продукции, как конструкционные, так и эстетические.

         В процессе обжига происходит окончательная дегидратация и усадка  изделия.  Обжиг способствует удалению как диффузионной, так и химически связанной влаги. Происходит выделение летучих веществ с образованием пустот в теле керамики, разложение химических соединений. Из-за образования расплавов происходит спекание материала. Идет изменение химического состава керамики.  В итоге мы получаем камнеобразное изделие, обладающее хорошей прочностью, химической и морозостойкостью, влагостойкостью, теплоэффективностью.

         Весь процесс производства максимально механизирован от самого начала пути материала из карьера и до выгрузки продукции из сушильных печей, упаковки готового материала. На заводах-производителях действует контроль качества выходящей продукции, проверяющий товар на прочность, наличие трещин, сколов и любых дефектов эстетики.