Пенодиатомитовый кирпич технология производства

Обновлено: 24.04.2024

Пенодиатомитовый кирпич область применения

Пенодиатомитовый кирпич — стеновой блок размером 246х122х64 мм, предназначенный для укладки в стены, обкладки конструкций и термоизоляции. По способу применения он ничем не отличается от клинкерного или сухопрессованного кирпича — кладка ведётся на любой из видов цементного раствора или клея (предпочтение отдаётся термостойким составам). При устройстве печей и каминов его укладывают на глину или глинистые растворы

Как и из чего делают КПД

Сырьё для этого кирпича — диатомит — в крупном Инзенском месторождении. Именно там он имеет наименьшее количество примесей, что позволяет пускать его в ход без предварительной очистки (обогащения). В составе диатомита присутствуют оксиды:

Блок производят, смешивая с глиной и обжигая в формовочных печах вспененную смесь. Глина добавляется для придания прочности при запекании, повышения огнеупорных свойств и регулировки объёмного веса. В целом процесс напоминает производство пенобетона, но с участием обжига в пресс-печи.

Для производства этого строительного материала действуют нормы ТУ 5764–001–87745488–2010 и ТУ 5764–002–25310144–99.

Отличие КПД от ближайших по свойствам материалов

Огнеупорность. Этот материал был разработан в качестве недорогой и экономной (в плане сырья) альтернативы шамотному кирпичу (КШ). Недостатки КШ знает каждый, кто с ним сталкивался:

Большая масса блока и кладки.
Не имеет адгезии к цементным растворам, монтаж — только на глину или дорогие спецрастворы.
Непрочный блок — может расколоться от падения.
Большой расход природного сырья.

В КПД все эти недостатки были ликвидированы за счёт использования диатомита и пено-пористой структуры, которая дала необходимую адгезию. Объёмная масса блока также уменьшилась в 2–2,5 раза за счёт вспенивания сырья.

На практике оказалось, что разреженные (вспененные) материалы теряют несущую способность — у них изменяется кристаллическая решётка. Здесь на первый план снова вышел диатомит, имеющий в составе огромное количество кремния, титан, алюминий и железо.

Такой баланс позволил сохранить вспененному блоку конкурентные несущие характеристики. При этом объёмный вес составил всего 450–500 кг/м3 против 1800–2200 кг/м3 у «конкурентов». Несущая способность КПД повторяет возможности красного и силикатного «собратьев», разве что с более высоким стартовым порогом:

Красный от М75 (0,75 МПа) до М300 (3 МПа).
Силикатный М110 (1,1 Мпа) до М150 (1,5 Мпа).
Пенодиатомитовый — от КПД-400 (1,5 МПа) до КПД-500 (2,5 МПа).

Теплоизоляция. Здесь ближайший соперник КПД — газобетон, который также служит конструктивом, обладая при этом существенными теплоизолирующими свойствами. Теплопроводность этих материалов:

Газобетон — 0,12 Вт/м·°С.
КПД-400 (при t менее 100 °С) — 0,05 Вт/м·°С.

Как видно из сравнения, КПД значительно превосходит газобетон по теплоизоляции. При этом они обладают сходными эксплуатационными свойствами — паропроницаемость, шумоизоляция. Прочность на сжатие (несущая способность) различается сильно — у газобетона она составляет 0,35–1,1 МПа.

Недостатки газобетона, устранённые в КПД:

Хрупкость. Пенодиатомит запекают с силикатами и глиной, что делает его значительно прочнее материала, твердеющего в естественной среде. Это дало большие плюсы в смысле упрощения условий транспортировки.
Гигроскопичность. Любой вид газобетона «тянет воду», если его не изолировать. В результате материал постепенно разрушается — сказывается большой процент извести, которая легко размывается. Термически упрочнённый КПД не имеет такой проблемы за счёт более прочной («спечённой») кристаллической решётки.
Высокий объёмный вес у марок высокой прочности. Упрочнение газобетона достигается введением большего процента кварцевого песка и уплотнения структуры. В итоге объёмный вес достигает 1200 кг/м3. КПД имеет всего три марки, числовые значения которых означают объёмный вес блока:

КПД-400 кг/м3
КПД-450 кг/м3
КПД-500 кг/м3

При этом газобетон остаётся непревзойдённым рекордсменом по простоте и точности обработки. Ещё одно его преимущество — разнообразие размеров и форм выпуска (включая перемычки).

Область применения КПД

Данный материал применяют во всех областях промышленности и жилого строительства. Он абсолютно экологичен (впрочем, как и «конкуренты»), при этом обладает внушительными несущими, тепло- шумоизолирующими и огнеупорными свойствами. Максимальная рабочая температура всех трёх марок — 900 °С.

В строительстве и быту. Область частного применения совпадает с полно- и пустотелым красным кирпичом — ограничений нет практически никаких. Кроме достаточной несущей способности фундамента, но и здесь КПД в выигрыше из-за своего малого веса. Ещё один нюанс: при соблюдении норм кирпичной кладки несущих стен необходимо использовать разные марки кирпича — на первых этажах самый прочный и тяжёлый, на верхних — по убыванию веса и прочности. КПД имеет одинаково хорошие свойства по всей высоте кладки.

Технология производства кирпича: обзор процесса изготовления разного вида изделий, и сравнение их свойств между собой

Изготовление кирпича

Кирпич – один из самых популярных материалов для строительства. Распространенность его среди потребителей не оставляет сомнения, ведь долговечность данных изделий и практичность использования проверены годами.

Однако, мало кто знает, в чем же заключаются особенности изготовления материала, на что стоит обращать внимание при покупке, и возможно ли вообще произвести данные изделия в домашних условиях?

Об этом и многом другом мы и поговорим в нашей статье. Итак, технология производства кирпича: что представляет собой данный процесс?

Краткий обзор некоторых видов строительного кирпича: состав и свойства

Начнем мы со знакомства с материалом. Давайте рассмотрим наиболее распространенные виды кирпичей, разберемся в особенностях состава и наиболее важных свойствах.

Керамические изделия

Основным сырьем, используемым при выпуске керамических изделий, является глина определенной фракции. От ее месторождения зависит не только экологичность будущего материала, но и некоторые его характеристики.

Стоит отметить, что основой для глины являются, как правило следующие минералы: иллит, кварц, монтмориллонит и каолинит.

Глина для производства кирпича керамического, фото

При изготовлении изделий, производители в обязательном порядке должны учитывать следующие свойства основного компонента:

Пластичность. Данный показатель указывает на особую способность, позволяющую сохранять и изменять форму без разрушения. Выделяют, в связи с этим, высокопластичную, мало-, умеренно- и среднепластичную глину.
Спекаемость указывает на способность твердеть при нагревании до высокой температуры. Высокотемпературные глины характеризуются спекаемостью при температуре, превышающей 1300 градусов. Среднетемпературные – 110-1300 градусов, низкотемпературные- менее 100 градусов.
В случае добавления непластичного включения, способность, отвечающую за сохранность пластичности, называют связующей способностью.
За видоизменение изделия при высыхании и обжиге отвечают воздушная и огневая усадка.
Не менее важным показателем является огнестойкость. В соответствии с ней, разделяют глины: легкоплавкие, тугоплавкие и глины с высоким уровнем огнестойкости.

Обратите внимание! Вышеуказанные показатели у глины определяют сферу ее использования. Например, средне- и легкоплавкие глины применяются при производстве обычного керамического кирпича, а тугоплавкие – при изготовлении клинкерных изделий.

Из чего в основном состоит кирпич керамический, мы разобрались. Однако, помимо глины, в состав изделий входят также песок и специализированные добавки.

Химический состав кирпича предполагает наличие следующих добавок:

Специальные регулируют температурный режим при обжиге изделий;
Отощающие – облегчают процесс формования и снижают уровень усадки;
Выгорающие добавки способны влиять на увеличение пористости и, как следствие, снижение показателя плотности.

Часто при замесе раствора на производствах добавляется так называемый пластификатор, который способен повышать пластичность смеси и, тем самым, предотвращать порчу (растрескивание) изделий еще на стадии их выпуска.

Пластификатор – добавка в смесь для кирпича

Поскольку точной рецептуры нет, компоненты для изготовления кирпича сугубо индивидуальны для каждого производителя. То есть, пропорции и химический состав могут значительно разниться.

Усредненный состав керамических изделий

Теперь немного о свойствах материала:

На заметку! Компенсировать данный недостаток можно путем использования кирпича в качестве облицовочного материала в сочетании, например, с газо- или пенобетоном.

Силикатный кирпич

Теперь пришло время обратить внимание на силикатные кирпичи. Они не менее популярны, чем глиняные. Это обосновано не только высокими значениями характеристик, но и более демократичной стоимостью.

Технология изготовления кирпича силикатного предполагает обязательное использование следующего сырья: вода, известь и песок.

Состав кирпича силикатного, зависимость пропорций и свойств

Что еще применяют:

Зачастую также добавляется шлак и различные добавки химического происхождения.
Например, для сохранения белого цвета изделий в течение длительного периода времени, можно добавить диоксид титана.
Если необходимо изготовить цветные изделия, в смесь добавляют красители.
А вот морозостойкость силикатного кирпича может быть повышена за счет добавления продукта переработки промышленности. На теплопроводность при помощи такой добавки также можно повлиять, коэффициент снизится примерно на 11%.
Более дорогостоящие изделия, обладающие высокой устойчивостью к солнечному воздействию, содержат следующие добавки: портландцемент или белый цемент, порошковые полимеры на основе метакрилата и винилоароматического спирта.

На заметку! При производстве силикатных изделий, иногда применяется керамзитовый песок. Он не только значительно увеличивает теплоэффективность, но придаёт кирпичу кофейный оттенок.

Песок керамзитовый

Что касается свойств материала, то они – следующие:

Морозостойкость колеблется в пределах от 25 до 100 циклов.
Удельный вес – 1300-2200 кг\м3, в зависимости от вида кирпича. Его пустотности, назначения и так далее. Марка прочности находится в промежутке от М500 до М300.
Что касается теплоэффективности, то она не так и велика. Коэффициент равен около 0,7 Вт*мС. Однако, при последующем утеплении строения, толщина стены будет небольшой при сохранении неплохой способности к удержанию температуры.
Гигроскопичность – серьезный недостаток силикатного кирпича. Он нуждается в технологически верной защите, в противном случае, отрицательных последствий никак не избежать. Впитывая влагу, кирпич будет постепенно подвергнут разрушению, а свойства его значительно ухудшатся.
Говоря про экологичность, нельзя не отметить некоторую вредность самого процесса производства. Ведь при изготовлении силикатных изделий выделятся немалое количество пыли, что не может не наносить вред окружающей среде. При этом сами изделия назвать токсичными нельзя.
Силикатный кирпич подвержен усадке, однако показатель не велик, и составляет около 5%.
Изделия не являются горючим материалом.

Гиперпрессованный кирпич

Поскольку в данной статье мы будем обсуждать и технологический процесс производства кирпича методом гиперпрессования, в первую очередь стоит обратить внимание на состав изделий, изготавливающихся подобным способом:

Обратите внимание! Гиперпрессованный кирпич не имеет в составе песка. Это, помимо технологии выпуска, одно из основных его отличий от силикатных изделий.

В целом, как и в случае с многими другими материалами, точного рецепта не существует. Поэтому производители могут несколько видоизменять состав и пропорции сырья, зачастую получая при этом неплохие результаты.

Во время производственного процесса контролируются все будущие характеристики изделий, которые, в среднем, следующие:

Водопоглощение сравнительно низкое, поэтому чрезмерно гигроскопичным материал назвать нельзя. Значение составляет около 3-5%.
Морозостойкость – высокая, гиперпрессованный кирпич способен выдержать до 300 циклов оттаивания и замораживания.
Прочность-также весьма конкурентная. Возможная нагрузка составляет около 100-400 кг/см2.
А вот теплопроводность несколько повышена. Зависит она от плотности и может составлять 0,4-1,0 Вт*мС.
Объемный вес, в свою очередь, может варьироваться в промежутке от 1900 до 2300кг/м3.
Такой кирпич – экологичен и не горюч.
Судя по коэффициенту морозостойкости, долговечность может достигать и 200 лет. Проверить на практике это пока не удалось, так как материал достаточно современный, однако и повода усомниться не нашлось.

Технологии изготовления

Поскольку кратко с материалами и составом компонентов мы ознакомились, перейдём к рассмотрению непосредственно технологического процесса. И начнем мы с обзора оборудования.

Типы оборудования

В зависимости от комплектации и уровня автоматизации, оборудование может быть нескольких типов: конвейерным и стационарным.

Первый вариант – достаточно дорогостоящий. Применяют его крупные организации. Объемы производства могут достигать сотни кубов в сутки, а уровень автоматизации позволяет использовать труд работников в минимальном количестве. Как правило, для управления процессом требуется наличия нескольких наладчиков и операторов станков.
Второй вариант – более бюджетный, но при этом, количество привлекаемых работников более существенное. Также стоит отметить, что не все процессы будут проходить в автоматическом режиме. Это касается, например, транспортировки или дозирования компонентов. Также в некоторых случаях может отсутствовать резательный комплекс или автоклав.
Не все технологии производства позволяют применять мини-оборудование. Но, в некоторых случаях это возможно. Например, при изготовлении гиперпрессованного кирпича можно обойтись наличием пресса, смесителя и нескольких дополнительных машин. Организовать домашнее производство не составит труда. Выпуск своими руками значительно снизит расходы на строительство.

Стационарный тип Конвейерный тип

Подробнее об индивидуальной комплектации при производстве разных видов кирпича, поговорим при рассмотрении технологии изготовления.

Производство керамического кирпича

Керамические изделия могут быть изготовлены посредством нескольких методов: пластического способа, гиперпрессования и полусохого формования.

Схема производства кирпича пластическим способом предполагает исполнение следующих этапов:

Глина предварительно подготавливается. Примеси добавляют, количество их не должно превышать 32-33%, а фракция самого основного компонента не должна быть больше 1-1,2 мм.
Глиняная масса путем перемещения на транспортере отправляется на формовку. Единый массив в последующем подвергается резке на типоразмеры.
Следом изделия отправляются на сушку.
Если же кирпич планируется изготовить в пустотелом варианте, он должен быть подвергнут перфорации.
В завершение, кирпич подвергается обжигу. Температура в печи поднимается постепенно, а после проведения процедуры так же медленно опускается. Это делается для того, чтобы изделия не потрескались от резких перепадов.

Данный способ – наиболее часто применяется при выпуске керамического кирпича. Теперь кратко о сухом (полусухом) формовании.

Гиперпрессование – новый современный метод. При его применении обязательным является тщательная подготовка сухих компонентов. При формовке производится прессование, после которого изделия подвергают сушке.

Видео в этой статье: «Производство кирпича: технологический процесс», продемонстрирует наглядно этапы производства керамических изделий.

Выпуск силикатных изделий

Выглядит он так:

Транспортеры ленточные необходимы для транспортировки сырья;
Силос применяется при гашении извести;
При помощи шаровой мельницы измельчаются компоненты, как правило, повторно;
Дробилка необходима для измельчения крупных известковых камней;
Винтовые конвейеры применяются для транспортировки пылевидных компонентов;
Дозаторы используются для дозирования ингредиентов;
Двухвалковые смесители перемешивают сырье;
При помощи мельницы осуществляется помол;
Нория – это вертикальный транспортер;
Пресс применяется при формировании модульного кирпича;
Автоклавы используются для пропаривания изделий;
При помощи крана и погрузчика осуществляется транспортировка.

Способов производства силикатного кирпича также существует несколько: силосный и барабанный. Воспользуемся таблицей и рассмотрим подробно, как происходит производство силикатных изделий в заводских условиях.

Таблица 1. Схема производства лицевого кирпича и рядового: детальное описание:

Известь – дробят. Стадии может быть две или одна. Две стадии применяют при наличии крупных кусков, одну, соответственно, при более мелких.

Далее необходимо произвести гашение извести.

Влага из песка частично испаряется при гашении, а часть – при гидратации.

При этом отчасти формируется будущая прочность изделий.

На это оказывает влияние:

Сначала происходит подача пара и давления;
Изделия выдерживаются при неизменных показателях при 100-процентной влажности;
На завершающем этапе давление снижается, как и температура.

Способ гиперпрессования при изготовлении кирпича

Технология изготовления гиперпрессованных изделий напоминает процесс холодной сварки. Смысл заключается в том, что немного увлажненная смесь подвергается мощному прессованию. В итоге, изделия получаются очень плотными и прочными. Такой кирпич фактически приближен по свойствам к натуральному камню.

А теперь об этапах:

Сырье отмеряют при помощи дозаторов и подают в смеситель;
Следующим этапом станет перемешивание сырья до образования однородной консистенции;
Далее смесь отправляется на формовку, которая происходит посредством прессования;
Сушка изделий производится в специальных печах;
В завершение, изделия выдерживают на складе в течение 1 месяца. Температура при этом не должна быть отрицательной.

Как уже говорилось, гиперпрессованный кирпич может быть произведен и самостоятельно застройщиком. При этом цена на него окажется заметно низкой.

Подсчитать приблизительную экономию не составит труда. Калькуляция выглядеть будет примерно так:

Предположим, что средняя стоимость куба изделий составляет около 4500 рублей;
Себестоимость при самостоятельном производстве – 3700;
Оборудование можно приобрести примерно за 40000.
Нам необходимо, допустим, 80 м3 гиперпрессованных изделий;
Считаем: 4500-3700=800 рублей; 800*80=64000; 64000-40000=24000. Это и есть наша экономия.

Сравнение изделий между собой

А если вы никак не можете определиться, какой кирпич следует приобрести (и/или изготовить), проанализируйте нижеуказанные данные, и сравните изделия между собой.

Таблица 2. Сравнение кирпича разных видов:

Свойство	Кирпич керамический	Кирпич силикатный	Кирпич гиперпрессованный
Теплопроводность, Вт*мС	0,5-0,7	0,7	0,7-1,0
Морозостойкость, циклы	50-150	25-100	50-200
Средняя плотность, кг/м3	1300-2100	1300-2200	1400-2300
Марка прочности, М	М50-М250	М50-М200	М50-М300
Водопоглощение	5-10%	3-7%	До 5%

Заключение

Технология изготовления кирпича существует не одна, в силу ассортимента различных видов изделий. Некоторые методы можно применить даже в домашних условиях, и при этом существенно сэкономить. Решили попробовать? Результат не заставит себя ждать. Более того, вы сумеете приобрести бесценный опыт изготовителя.

Способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей

Изобретение относится к производству строительных, а также теплоизоляционных материалов, в частности к производству пеподиатомитовых кирпичей. Технический результат: уменьшение времени изготовления готового продукта путем сокращения времени сушки и тем самым снижение себестоимости производства готовой продукции. Способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей включает подготовку диатомитовой сырьевой массы, закладку ее в формы, уплотнение, распалубку, сушку в печах, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, отбраковку и укладку на вагонетки, обжиг, охлаждение до температуры окружающей среды. Диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракции менее 15 мкм с влажностью, не превышающей 3-8%. Уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с; последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Сушку в печах проводят при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время 12 часов), выдержка (температура 100°С, время 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа). Обжиг в печах проводят при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура 950°С, время 1 час), охлаждение (до температуры 20°С, время 5 часов). 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а также к области производства теплоизоляционных материалов, в частности к производству пенодиатомитовых кирпичей.

Известен способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей (см. патент РФ №2225289, кл. В28В 5/00. Опубл. 10.03.2004), включающий изготовление и разлитие пенодиатомитовой сырьевой массу в формы, сушку в печах в течение времени и при температуре, достаточных для доведения остаточной влажности пенодиатомитовой сырьевой массы не более 20%, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, распалубку, отбраковку и укладку на вагонетки, нагрев в печах до максимальной температуры в течение 1/3 части времени цикла термообработки, выдержку при этой температуре в течение следующих 1/3 части времени цикла термообработки, охлаждение до температуры окружающей среды.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что заготовка пенодиатомитового кирпича представляет собой тестообразную сырьевую смесь с высокой влажностью, которая разлита в специальные формы. Для удаления избыточной влаги из сырьевой смеси требуется много времени и энергозатрат. Кроме того, в процессе сушки в изделиях из такой сырьевой смеси образуются значительные трещины, что увеличивает процент бракованной продукции.

Известна композиция для изготовления теплоизоляционного материала (см патент РФ №2209793, кл. С04В 28/26. Опубл. 10.08 2003), включающая аморфный кремнезем (диатомит) и жидкое стекло, а в качестве выгорающей добавки - опилки или труху соломы. Кроме того до 5 мас.% аморфного кремнезема используют в виде пыли, образующейся при обработке пенодиатомитовых изделий. Пыль аморфного кремнезема, содержащая мельчайшие кристаллы, используется в качестве центров кристаллизации минералов.

Известно (см. Добровольский А.Г. Шликерное литье. - М.: Металлургия, 1977, с.90-91), что применение вибрации с частотой от 50 до 100 Гц уменьшает вязкость шликеров на один - два порядка. Однако автор не указывает с какой амплитудой необходимо выполнять эту операцию.

Сущность изобретения заключается в том, что диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракцией не более 15 мкм и влажностью, не превышающей 8%, уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50 - 60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с, а последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Сушку в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа). Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800 С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующий технический результат:

- повышение качества готовых изделий;

- снижает себестоимость производства пенодиатомитовых кирпичей.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей включает в себя подготовку диатомитовой сырьевой массы с добавлением сухого диатомитового порошка, закладку ее в формы, уплотнение с использованием вибрации, распалубку, сушку в печах, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, отбраковку и укладку на вагонетки, обжиг, охлаждение до температуры окружающей среды.

Особенность заключается в том, что диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракцией не более 15 мкм и влажностью, не превышающей 8%, уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с, а последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Сушку в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа). Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Пример получения пенодиатомитовых кирпичей из диатомитового сырья по предложенному способу. Добывают диатомитовое сырье. Влажность сырья в зависимости от времени года колеблется от 50 до 54%, дробят его до крупности 2-5 мм. Затем в подготовленную сырьевую массу вводят отходы производства обожженного диатомитового кирпича - порошок, содержащий 90 мас.% фракции менее 15 мкм с влажностью не более 8% в количестве, необходимом для доведения влажности сырьевой массы до 45%. Так, например, для доведения карьерного диатомита влажностью 50% до состояния сырьевой массы влажностью 45% необходимо добавить диатомитовый порошок влажностью 8% в количестве 5,6% от массы карьерного диатомита.

Полученную сырьевую массу перемешивают до однородной консистенции, а затем разливают по формам. Заливка производителя на вибростолах с наложением вибрации с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с до полного равномерного заполнения формы сырьевой массой. Для удаления с поверхности формы лишней сырьевой массы и для гарантированного заполнения формы сырьевой массой производится подпрессовка сверху сырьевой массы при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Принятые режимы являются оптимальными для удаления с поверхности сырьевой массы выделившейся в процессе вибрации лишней воды и обеспечивают полное заполнение формы сырьевой массой.

Пример. Заливка и виброформование в течение 20 с и подпрессовка при давлении 0,5 МПа в течение 20 с обеспечивает получение изделий с объемным весом до 500 кг/м 3 , а при заливке в течение 10 с и подпрессовке при давлении 0.2 МПа в течение 10 с - до 400 кг/м 3 .

Сушка заполненных форм производится в печах при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа).

После сушки полуфабрикат (высушенные изделия) вынимают из форм, отбраковывают, укладывают на вагонетки и отправляют в печь обжига. Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).

Использование заявляемого способа изготовления пенодиатомитовых кирпичей позволяет получить изделие со следующими физико-механическими показателями:

- объемный вес, кг/м 3	- 350-500
- прочность при сжатии, МПа	- 6,0-10,0.

Предлагаемый способ может быть применен на тех предприятиях, где налажено производство пенодиатомитовых изделий, а также их сушка и обжиг. В процессе механической размерной обработки обожженного диатомитового изделия (например, с помощью абразивного инструмента) неизбежно образуются отходы - порошок, который имеет 90% фракций менее 10-15 мкм. Кроме того, влажность порошка не превышает 8%.

Добавление такого порошка в сырьевую смесь при производстве пенодиатомитовых кирпичей способствует снижению общей влажности шихты перед ее заливкой в формы и сушкой, а это в конечном итоге сокращает время сушки готовых изделий и, тем самым, снижает себестоимость производства пенодиатомитовых кирпичей.

Заявленный способ изготовления позволяет улучшить качество теплоизоляционных изделий и получать кирпичи объемным весом 350-500, кг/м 3 и прочностью при сжатии 6,0-10,0 МПа.

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для изготовления пенодиатомитовых кирпичей,

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов,

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

1. Способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей, включающий подготовку диатомитовой сырьевой массы с добавлением сухого диатомитового порошка, закладку ее в формы, уплотнение с использованием вибрации, распалубку, сушку в печах, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, отбраковку и укладку на вагонетки, обжиг, охлаждение до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракцией не более 15 мкм и влажностью не превышающей 8%, уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с, а последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 ч), выдержка (температура 100°С, время - 24 ч), охлаждение (до температуры 20°С, время - 2 ч).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время - 8 ч), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 ч), выдержка при максимальной температуре (температура 950°С, время - 1 ч), охлаждение (до температуры 20°С, время - 5 ч).

Почему диатомитовый кирпич такой дорогой?

Диатомитовый кирпич – один из видов огнеупорного кирпича, который имеет ряд уникальных свойств. Подробнее о качественных характеристиках диатомитовых кирпичей рассказано в другой статье . Но хотелось бы разобраться в причинах появления у диатомитовых кирпичей таких параметров.

Пенодиатомитовые кирпичи Пенодиатомитовые кирпичи

Можно выделить 2 вида диатомитовых кирпича по способу их производства. Собственно, диатомитовый кирпич, который изготавливается путем добавления в шихту мелких опилок. За счет выгорания опилок при обжиге образуются поры, делающие кирпич более легким, и улучшающие его теплоизоляционные свойства. Такой кирпич обозначается аббревиатурой КД (кирпич диатомитовый) и цифрой через дефис, например КД-500, где цифра обозначает удельную массу кирпича в кг на 1 м. куб.

Пористая структура разных материалов напоминает хлеб в разрезе Пористая структура разных материалов напоминает хлеб в разрезе

Второй способ образования пор – с помощью «пены». Данный метод образования микропустот в кирпиче схож с технологией производства пенобетона, которая описана тут . С помощью «пены», в роли которой чаще всего выступает пенообразующее вещество сапонин, получается больше пор, они крупнее, и от этого кирпич получается более легковесным. Такой кирпич называется пенодиатомитовым и обозначается КПД (кирпич пено- диатомитовый).

Диатомит различных цветов Диатомит различных цветов

Само слово диатомит происходит от названия диатомовых водорослей. Диатомит представляет собой останки древних морских растений в виде окаменевшего ила. Особенностью данной осадочной породы является высокая минерализация и пористая структура. Абсорбирующие способности диатомита с успехом применил в своё время Альфред Нобель, который пропитывал данную субстанцию нитроглицерином, таким образом получая динамит. Обычно диатомит имеет светло серый или желтый цвет.

Инзенский диатомитовый карьер Инзенский диатомитовый карьер

В составе диатомита высокое содержание кремния (примерно 85%), немного алюминия (6%), чуть меньше железа (3%), а также кальций, натрий, титан и другие минералы.

Для придания прочности при изготовлении диатомитовых кирпичей в шихту добавляют глину. Она при обжиге образует прочные кристаллические связи. Также для придания большей прочности производители могут добавлять различные силикаты.

Технология производства диамитового кирпича сложная и дорогая, поэтому в быту кирпич не смог получить широкого распространения, хотя, например, КПД-400 превосходит по соотношению теплопроводности и прочности такие известные строительные материалы, как теплая керамика или газобетон. Чаще данный кирпич применяют в промышленных печах, где требуется высокая прочность при больших температурах и максимальная изоляция от жара топочного пространства.

Пенодиатомитовый кирпич. Из него бы построить дом, но стоимость: 60 руб/шт

Кирпич остается одним из самых распространенных и популярных стеновых материалов. В продаже он разных форматов и пустотности. Но одним из основных недостатков кирпича остается его теплопроводность. Пустоты не всегда решают вопрос, ухудшая прочность.

А что, если бы кирпич сделать как газобетон, пористый? Возможно ли изготовить такую глиняную массу, высушить и обжечь? Чуть более года назад один мой знакомый изучал эту возможность, показывал фотографии образцов:

Не знаю, за счет чего добивались пористости массы, но как показали испытания, его кирпич не имел достаточной прочности.

На строительной выставке около пяти лет назад слышал от специалиста компании, выпускающей поризованные крупноформатные блоки, что они в глину добавляют мелкодисперсные опилки. Опилки при обжиге сгорают, образуя поры. Их по объему не много, но это в какой-то доле уменьшало теплопроводность.

Оказывается, пенокирпич давно существует, выпускается огнеупорный поризованный пенодиатомитовый кирпич.

Этот материала делают из диатомита, глины, пенообразователя и добавляют опилки. Диатомит –минерал, на 50% состоящий из панцирей древних водорослей, обитателей морей – диатомий . В структуре которых есть даже опал, кремнезем и окислы металлов. Структура диатомита имеет микропористое строение. За счет всего этого материал приобретает жаропрочные характеристики и плохо проводит тепло.

В России крупнейшие залежи диатомита. Поэтому, неудивительно, что минерал используют в производстве огнеупорного кирпича. Для жаростойкого теплоизолятора в печах (до 900 гр.). И еще в отличие от шамотного кирпича – он имеет меньший вес.

Промышленность выпускает четыре марки пенодиатомитового кирпича с маркой КПД: 350; 400, 450, 500. Число - это объемный вес. Например, 400 кг/м3. Тогда как обычный кирпич имеет массу от 1800 до 2200 кг/м3. Но пенодиатомитовый кирпич при этом не уступает по прочности обычному.

Коэффициент теплопроводности – 0,1 Вт/(м*К). Это на 0,02-0,04 лучше, чем у газобетона. И он по-сути, является идеальным стеновым материалом. Недостаток только один – это цена пенодиатомитового кирпича. Она составляет: 30-45 тыс. руб/м3

Это примерно 60 руб. за стандартного размера кирпич. При такой стоимости материал интересен только как кладка для теплоизоляции. Может быть, когда-то цена на него снизится и производители начнут выпускать даже крупноформатные пенодиатомитовые блоки. И тогда материал станет интересным по всем характеристикам.
***

Пенодиатомитовый кирпич, конкурент ли шамотному?

Не все знают, но на ряду с красным печным и шамотным кирпичами, о которых уже есть такие статьи как эта или эта , существует достаточно много видов огнеупорного кирпича, одним из которых является пенодиатомитовый .

Причин этому несколько, но, пожалуй, основной можно назвать функциональное назначение пенодиатомита. Если керамический и шамотный кирпичи способны накапливать тепло за счет своей массы, поглощать «жар» и затем его медленно отдавать, создавая медленно остывающий источник тепла, то пенодиатомитовый кирпич является в первую очередь изолятором, концентрирующим тепло внутри топки или котла. Он прекрасно подходит для производств в стекольной промышленности или металлообработке, но не годится для бытовых печей. По этой причине он не стал широко известен среди обывателей.

Пенодиатомитовый кирпич Пенодиатомитовый кирпич

Но пенодиатомитовый кирпич имеет целый ряд уникальных свойств. Он превосходит по многим характеристикам привычные нам материалы. Например, его теплопроводность гораздо ниже чем у газобетона: блоки Д500 имеют теплопроводность в сухом состоянии 0,12 Вт/м гр.С, а пенодиатомит КПД-400 всего 0,05 Вт/м гр.С. Также пенодиатомитовый кирпич весьма прочен, так КПД-400 имеет марку М150. Кроме того, данный кирпич имеет отличные показатели по кислотостойкости, гидроскопичности и, конечно, по огнеупорным свойствам. В зависимости от вида диатомитового кирпича, он способен выдерживать температуры в 900-1400 гр.С.

Камин из пенодиатомитового кирпича Камин из пенодиатомитового кирпича

Особенностью пенодиатомитового кирпича можно также назвать то, что в отличие от шамотного кирпича, он имеет превосходное сцепление с различными видами раствора. В совокупности с очень низкой массой (КПД-400 расшифровывается как кирпич пенодиатомитовый, масса 1 куб.м. которого равна 400 кг.) пенодиатомит можно назвать по истине уникальным материалом, способным превзойти по многим показателям и керамический кирпич и силикатный, и газобетон, и теплую керамику. Однако он не распространен широко и причина этого только одна: из-за сложного процесса производства и дороговизны сырья стоимость пенодиатомитового кирпича в 5-8 раз превосходит стоимость привычных нам строительных материалов.

Цена с одного из многочисленных сайтов в интернете. Цена с одного из многочисленных сайтов в интернете.

Подробнее о технологии производства пенодиатомита можно прочесть в следующей статье .

Расскажите в комментариях, кто имел дело с пенодиатомитом и ваших впечатлениях. Как всегда жду лайков, если статья понравилась.

Читайте также: