đồ án công nghệ gốm đại học xây dựng

Thiết kế phân xưởng gia công nguyên liệu và tạo hình gạch lát mặt ngoài nhà có màu trang trí tạo hình theo phương pháp bán khô công suất: 10 – 15triệu viên/năm. Yêu cầu thể hiện mặt đứng, mặt bằng , mặt căt ngang phân xưởng và quá trình công nghệ liên tục từ phân xưởng tạo hình đến phân xưởng nung tuynel. PHẦN I . GIỚI THIỆU SẢN PHẨM Gốm sử dụng cho mặt ngoài công trình hay tòa nhà có công dụng để bảo vệ các kết cấu khỏi bị tác dụng của môi trường và tạo dáng kiến trúc . Nó chia ra làm hai nhóm : Kiến trúc – xây dựng và kiến trúc – mĩ thuật . Về nhóm kiến trúc – xây dựng bao gồm loại gạch lát mặt ( gạch xây không trát ) , gạch ốp mặt (ốp vào tường xây ) và gạch hình , đá rỗng , các loại tấm ; Còn đối với loại kiến trúc – mĩ thuật là các loại tượng tròn ( tượng toàn thân , khối tròn xoay … ) , phù điêu ( chạm nổi cao ) , hình chạm nổi ( khắc , đắp ) , trang trí ( hoa văn ) phẳng và các chi tiết kiến trúc . Yêu cầu chung đối với các sản phẩm sử dụng cho mặt ngoài công trình ( xây hay ốp ) là : không thấm nước , độ hút nước không đáng kể đối với lớp tiếp xúc với bề mặt bên ngoài còn lớp chân của nó phải có độ hút nước lớn để rễ xây , đạt được độ bền yêu cầu , mầu đỏ hay hồng ( hoặc các màu khác ) , không thay đổi dưới ảnh hưởng lâu dài của điều kiện khí hậu , kích thước chính xác , có khả năng làm sạch khỏi bụi bẩn , nấm mốc . 1. CÁC LOẠI SẢN PHẨM VÀ YÊU CẦU CỦA CHÚNG . Theo kết cấu , sản phẩm gốm sử dụng cho mặt ngoài công trình và tòa nhà được chia ra loại : đặc và rỗng ; theo hình dạng bên ngoài : có loại phẳng nhẵn và loại hình nổi ; theo bề mặt gia công : có loại không tráng men ( dạng đất nung ) và loại tráng men ; theo kích thước : có loại nhỏ , loại trung bình và loại lớn . Phụ thuộc vào ý nghĩa và lĩnh vực sử dụng trong xây dựng mà sản phẩm gốm sử dụng cho mặt ngoài công trình được chia ra các loại : - Để xây dựng các tấm panô lớn : các tấm khảm ( tranh ghép mảnh , chắp hình ) kích thước 48 × 48 , 22 × 22 ( mm ) , chiều dày 3 ÷ 4 mm , khối lượng cho 1 m 2 khoảng 8 kg ; các tấm kiểu “ giá đỡ “ ( hay giá treo ) có kích thước 60 ÷ 65 × 120 ÷ 125 ( mm ) , chiều dày 6 ÷ 8 mm , khối lượng cho 1 m 2 là 12 ÷ 15 kg ; các tấm gốm ở dạng thảm được ghép ( sắp xếp ) từ các tấm nguyên hay các tấm bẻ ra ; các khối tấm kích thước 120 ÷ 150 × 40 ÷ 50 ( mm ) , chiều dày 6 ÷ 8 mm , được sử dụng dưới dạng tấm thảm con để ốp vào các panen hay khối xây . - Để xây dựng các tòa nhà từ vật liệu đơn chiếc : gạch lát mặt và khối đá gốm có kích thước 250 × 120 × 65 ; 250 × 120 × 140 ( mm ) , được chế tạo từ các loại đất sét tự nhiên không có lớp phủ mặt và có lớp phủ mặt , bằng phương pháp tạo hình hai lớp , được tráng một lớp men , lớp men , lớp men sành cũng như quét lên bề mặt ngoài của sản phẩm có hình nổi và gia công nhiệt . 1 - Để hoàn thiện mặt trước của tòa nhà , người ta sử dụng các vật liệu nhỏ đơn chiếc : các tấm gốm có kích thước 250 ÷ 245 × 140 ÷ 145 ( mm ) , chiều dày 10 mm , được tạo hình bằng phương pháp dẻo cũng như bằng phương pháp ép bán khô ; hoặc sử dụng loại tấm có tráng men màu trang trí , lớp men có thể bóng hay mờ để ốp các bệ , tâng nền , lối đi và các bề mặt khác , chúng có kích thước 150 × 75 và 120 × 65 ( mm ) . Người ta tính rằng trên 1 m 2 diện tích ở có khoảng 1 m 2 vật liệu ốp lát mặt . Việc lựa chọn đúng đắn vật liệu ốp mặt và việc mở rộng sản xuất chúng đã trở thành nhu cầu thực tế . Thể tích ốp khoảng 25% thể tích chung của tường , như thế nghĩa là nhu cầu về gốm ốp lát mặt rất lớn . Hiệu quả lớn nhất của vật liệu ốp là gạch lát mặt , gạch ốp và đá gốm cũng thực hiện một chức năng làm vật liệu tường ( chịu lực ) và vật liệu ốp lát mặt . Việc sử dụng gạch hai lớp ốp mặt so với việc trát vữa tường làm giảm giá thành 1 m 2 tường đến 15% , đồng thời giảm chi phí lao động và chi phí sử dụng . Các tấm gốm ốp mặt về độ bền và tuổi thọ , về mĩ thuật hơn hẳn tất cả các loại vật liệu ốp khác . Hiện nay đang phát triển rất mạnh việc sản xuất các tấm thảm – tấm thảm co bằng phương pháp đúc rót , ép phối liệu dẻo bằng các khuôn rỗng hay ép bán khô . Việc sản xuất các tấm thảm trang trí bằng phương pháp đúc rót được thực hiện đầu tiên ở Italia ( 1939 ) , ở Nga các tấm thảm này cũng đã được sản xuất rộng rãi cũng như ở các nước khác trên thế giới , bởi vì nó có ưu điểm lớn hơn so với các phương pháp khác , quá trình sản xuất không chỉ cơ khí hóa mà còn tự động hóa , chu kì sản xuất được rút xuống còn 6 giờ , chi phí nguyên vật liệu thấp vì chiều dày nhỏ và trọng lượng tấm nhỏ , cho khả năng sử dụng các phế liệu làm nguyên liệu ( mảnh vỡ bao nung ) ; có khả năng điều chỉnh lại nhanh dây chuyền sản xuất tấm có kích thước và màu khác nhau ; diện tích sản xuất không lớn ; thời gian cần thiết để sản xuất tấm theo chu kì công nghệ nhỏ ( sấy và nung tấm nhanh ) . Gốm kiến trúc - mĩ thuật được dùng trang trí mặt trước lớn hơn của toà nhà , sản phẩm mĩ thuật trang hoàng đẹp hơn về hình khối , đường nét , bố cục … Sản phẩm gồm loại này được chế tạo phần lớn với bề mặt không trang men ( loại gốm đất nung ) và loại tráng men dùng trang trí ( panô , biểu chương … ) Hướng chủ yếu phát triển sản xuất gốm ốp mặt hiện nay và sau này là thành lập dây chuyền tổ hợp tự động năng suất cao 200 ÷ 250 nghìn m 2 tấm ốp trong năm , sử dụng phối liệu trên cơ sở đất sét địa phương , phế thải công nghiệp và phát triển rộng rãi các loại mặt hàng gốm ốp mặt tòa nhà . 2. GẠCH VÀ ĐÁ GỐM LÁT MẶT . Gạch lát mặt và khối đá gốm được chế tạo từ các loại đất sét không có lớp phủ mặt và có lớp phủ mặt , bằng phương pháp tạo hình hai lớp , được tráng một lớp men , lớp men , lớp men sành cũng như quét lên bề mặt ngoài của sản phẩm có hình nổi và gia công nhiệt . Gạch lát mặt , khối đá gốm vừa thực hiện chức năng làm vật liệu tường chịu lực và vừa là vật liệu lát mặt . Việc sử dụng gạch hai lớp ốp mặt so với việc trát tường làm giảm giá thành 1m 2 tường đến 15% đồng thời giảm chi phí lao động và chi phí sử dụng . 2 2.1 CÁC YÊU CẦU , TÍNH CHẤT , VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM . Gạch và các loại khối đá gốm lát mặt được chế tạo từ nguyên liệu đất sét có hoặc không có phụ gia , tạo hình bằng phương pháp dẻo hay là bán khô , sau đó là sấy và nung . Tùy thuộc vào hình dạng và chức năng sử dụng của gạch và khối đá gốm lát mặt mà người ta chia ra loại thường : nhẵn phẳng - để xây tường phẳng , loại dị hình – dùng cho kiểu mái đua , kiểu có gờ có vạch gờ tạo thành đai ngang nhà , loại hình nêm và các loại khác . Theo quy định của ГOCT 7484-69 ( của Nga ) sự sại lệch cho phép lớn nhất của sản phẩm loại phẳng : theo chiều dài ± 4 , theo chiều rộng và chiều cao ± 3 ( mm ) . Sản phẩm cần có hình dạng theo yêu cầu , có góc cạnh và giới hạn bề mặt rõ ràng dứt khoát , không có vết lõm khuyết và nứt . Ở những sản phẩm loại phẳng cần phải có hai mặt kề liền nhau : mặt ngang và mặt đứng – là những mặt chính hướng ra phía ngoài ; ở những sản phẩm dị hình những mặt chính hướng ra ngoài phải la những mặt định hình ( tạo dáng ) và các mặt trên và dưới kề liền với nó phải trong khoảng 1/3 chiều dài . Gạch và các khối đá gốm có thể đặc hoặc rỗng đến 42% . Kích thước , hình dáng và cách bố trí các lỗ rỗng cần phải phù hợp với các mác của gạch và đá gốm “ 300 ”, “ 250 ”, “200 ”, “ 150 ”, “ 125 ”, “ 100 ”, và “ 75 ”. Giới hạn độ bền uốn tương ứng bằng 4 ; 3,6 ; 3,4 ; 2,8 ; 2,5 ; 2,2 ; và 1,8 ( Mpa ) . Về màu sắc gạch và các loại khối đá gốm lát mặt cần phải phù hợp với mẫu chuẩn quy định . Độ hút nước – không nhỏ hơn 6% ÷ 14% . Các loại gạch và khối đá gốm dị hình được thể hiện ở hình bên . h-1: Loại gạch hình nêm có gờ . h-2: Loại gạch đệm hình hộp chữ nhật . h-3: Loại gạch giá đỡ . h-4: Loại gạch gờ cạnh . h-5: Loại khối đá gốm có gờ cạnh cho góc tường bên ngoài . 3 140 250 6 5 1 2 0 87 250 60 250 60 1 4 0 250 140 6 5 2 5 0 2 5 0 140 140 2 5 0 1 4 0 2 5 0 140 1 4 0 h-1 h-2 h-4 h-3 h-5 h-6 h-6: Loại khối gốm có gờ cạnh cho góc tường bên trong . 2.2 TÍNH CHẤT VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM CỤ THỂ . Gạch lát mặt ngoài nhà có mầu trang trí là sản phẩm hai lớp gồm lớp chân và lớp mặt . Để sản xuất lớp chân người ta sử dụng đất sét dẻo dễ chảy với các phụ gia hay không có phụ gia ,bằng cách tạo hình dẻo hay là ép bán khô . Để sản xuất lớp mặt người ta sử dụng đất sét trắng các phụ gia trợ dung và phụ gia gầy , chất tạo mầu (ôxyt tạo mầu ) . Với mục đích vừa làm gạch xây tường chịu lực vừa trang trí cho mặt ngoài công trình thì gạch lát mặt có các chỉ tiêu sau : - Hình dáng : Sản phẩm phải có hình dạng yêu cầu , có góc cạnh rõ ràng và có giới hạn bề mặt rõ ràng , dứt khoát , không có vết lõm , vết nứt và khuyết tật . Gạch có kích thước như gạch tiêu chuẩn 220 × 105 × 60 mm chia ra làm hai loại : + Gạch có một mặt phủ lớp mầu trang trí có bề dầy 2,5 – 3 mm chọn lớp mầu có chiều dầy 3 mm. + Gạch có hai mặt liền kề nhau có lớp mầu trang trí có bề dầy 2,5 – 3 mm chọn lớp màu có chiều dầy 3 mm . Theo quy định của ГOCT 7484-69 ( của Nga ) sự sại lệch cho phép lớn nhất của sản phẩm loại này là : theo chiều dài ± 4 , theo chiều rộng và chiều cao ± 3 ( mm ) . Trong hai loại sản phẩm đã giới thiệu ở trên trong đồ án này em chọn sản phẩm có một mặt phủ lớp mầu trang trí để tính toán phối liệu và dây truyền công nghệ . - Yêu cầu về mĩ thuật : Mầu sắc của lớp mầu phải đồng đều phù hợp với mục tiêu chuẩn định . Mầu sắc lớp mầu của gạch trong một lô phải đồng đều , bề mặt lớp mầu của gạch không được có vết bẩn hoen ố . Mặt có lớp mầu phải đảm bảo phẳng nhẵn , mịn không có vết phồng rộp, bề mặt có chứa lớp mầu không được thiếu mầu , rỗ bọt và các khuyết tật khác ,và có khả năng chống được nấm mốc tốt. Các góc của gạch phải vuông vắn . 4 2 1 7 3 60 102 3 102 3 60 2 2 0 Mầu sắc của gạch lát mặt có lớp mầu trang trí phụ thuộc vào ôxyt tạo mầu của lớp mặt mà người ta sử dụng : Ôxyt sắt ( Fe 2 O 3 ) cho mầu đỏ , ôxyt Crôm ( Cr 2 O 3 ) cho mầu xanh lá cây , ôxyt Coban cho màu xanh da trời …Trong sảm phẩm ta chọn loại có màu xanh da trời - Độ hút nước - được đặc trưng bằng mức độ chứa đầy nước trong các lỗ xốp hở của vật liệu khi đun sôi nước được biểu thị bằng phần trăm hoặc ngâm trong nước ≥ 48 h . Phương pháp xác định độ hút nước . Tiêu chuẩn TCVN 248: 1986 , quy định phương pháp xác định độ hút nước của các loại gạch xây dụng dùng trong các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng . Yêu cầu độ hút nước của loại sản phẩm này là : H p <5% đối với lớp mặt , Đối với lớp chân H p = 6 ÷ 14% . - Thể tích sản phẩm : V = 220 × 105 × 60 = 1386000 mm 3 = 1386 cm 3 . - Khối lượng thể tích sản phẩm là : Vì sản phẩm này là sản phẩm hai lớp nên tính khối lượng thể tích của sản phẩm chia làm hai thành phần : + Khối lượng thể tích của lớp xương : γ xương = 1,70 ÷ 1,90 g/cm 3 chọn γ xương = 1,8 g/cm 3 + Khối lượng thể tích của lớp mầu : γ mầu = 1,95 g/cm 3 Khối lượng sản phẩm : G = V xương . γ xương + V mầu . γ mầu = 1346,4.1,8 +39,6.1,95 = 2502,72 g - Khối lượng riêng của sản phẩm : γ a = 2,6 ÷ 2,7 g/cm 3 - Giới hạn độ bền uốn : Phương pháp xác định độ bền uốn . Theo tiêu chuẩn TCVN 247: 1986 , quy định phương pháp xác định độ bền uốn cho các loại gạch xây dựng dùng trong các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng . Giới hạn bền uốn của sản phẩm là : 1,8 ÷ 4,0 Mpa . -Giới hạn độ bền khi nén – Là ứng suất nén lớn nhất mà mẫu chịu được cho đến khi bị phá huỷ dưới tác động của nội lực . Phương pháp xác định đô bền nén . Tiêu chuẩn TCVN 246: 1986 quy định phương pháp xác định độ bền nén cho các loại gạch xây dựng trong các công trình xây dựng công nhiệp và dân dung . Tùy theo cường độ nén mà người ta phân ra gạch gồm các mác : “ 300 ”, “ 250 ”, “200 ”, “ 150 ”, “ 125 ”, “ 100 ”, và “ 75 ”. PHẦN II . NGUYÊN VẬT LIỆU Gạch lát mặt ngoài nhà có mầu trang trí là sản phẩm hai lớp gồm lớp xương và lớp mầu . Lớp xương được chế tạo bằng đất sét dẻo dễ chảy với các phụ gia hay không có phụ gia ,bằng cách tạo hình dẻo hay là ép bán khô . Lớp mầu được chế tạo bằng đất sét trắng các phụ gia trợ rung và chất tạo mầu (oxít tạo mầu ) 1. NGUYÊN LIỆU DẺO (ĐẤT SÉT - VẬT LIỆU SÉT ) Trong sản xuất gạch hai lớp,người ta thường sử dụng các loại đất sét rễ chảy không chứa các tạp chất có hại .khi cần diều chỉnh tính dẻo của phối liệu tạo hình từ 5 nguyên liệu chủ yếu là đất sét,người ta cho thêm vào chất phụ gia làm gầy (sa mốt, cát, đất sét mất nước) hay là phụ gia tăng tính dẻo(đất sét dẻo). Các loại đất sét đạt chất lượng để sản xuất lớp chân loại sảm phẩm này có chỉ số dẻo từ 7 đến 15. Trong sản xuất gạch lát mặt lớp chân của nó người ta sử dụng chủ yếu là nguyên liệu đất sét dễ chảy : khoáng đất sét , đá phiến sét , á sét ( sét pha ) và đất hoàng thổ v.v Để sản xuất lớp mặt người ta sử dụng nguyên liệu dẻo là đất sét khó chảy Đất sét là loại vật liệu đa khoáng hợp lại , có độ phân tán rất cao , nó được tạo nên do sự phong hóa của các mảnh vỡ quặng trầm tích và thuộc về loại hyđrô alumôsilicát , có khả năng khi nhào trộn với nước hình thành khối vữa dẻo , khối vữa này duy trì được hình dáng của mình khi ngừng tác dụng lực , có được độ bền nhất định sau khi sấy và có các tính chất như đá sau khi nung . Nguồn gốc đất sét : Nguyên liệu sét là sản phẩm phong hóa của các khoáng đá trầm tích , bao gồm chủ yếu từ các khoáng sét như : caolinnít , môntmôrilonhít , mônôtermit , thuỷ mica , galuadít v.v Đất sét được tạo nên từ quá trình phân hủy vỏ trái đất , là sản phẩm phân hủy và tác động tương hộ với nước của nhóm khoáng fenspat ( granít , đá nai , focfia ) và của một số khoáng khác ( tro núi lửa ) . Sự phân hủy đó xảy ra do tác động nhiều năm của tác nhân khí quyển ( không khí, mưa , gió , mặt trời , băng tuyết v.v ), lí hóa , sinh hóa xảy ra trên bề mặt quả đất và có thể biểu diễn dưới công thức đơn giản : R 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + CO 2 + H 2 O = Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O + R 2 CO 3 + 4SiO 2 Fenspát Caolinnít Phân loại đất sét : Sản phẩm phong hóa của các khoáng trầm tích là đất sét và cao lanh , chúng được hình thành tại chỗ hay là được đưa tới một vài vị trí khác . Trường hợp đầu các lớp khoáng được gọi là nguyên sinh hay là êluvi , còn trường hợp thứ hai gọi là thứ sinh hay là trầm tích . Đất sét thứ sinh có ba loại chủ yếu : Đất sét Đêluvi - được biểu thị đặc trưng cho các lớp khoáng có tính phân vỉa , thành phần không đồng nhất và bị lẫn bẩn bởi các tạp chất hạt nhỏ . Đất sét băng hà – chúng có độ tạp chất lớn , bao gồm đá có các kích thước khác nhau , từ đá tàng đến đá dăm nhỏ . Đất sét hoàng thổ - đặc trưng cho các lớp khoáng có tính đồng nhất cao . Đất sét có độ phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn . 1.1 . VẬT CHẤT SÉT . Là tổng hợp của các khoáng hình thành đất sét , có độ phân tán cao , có tính dẻo . Phụ thuộc vào hàm lượng các khoáng mà người ta chia ra loại : đơn khoáng và đa khoáng . 1.1.1. THÀNH PHẦN KHOÁNG . Các khoáng chủ yếu trong đất sét dùng cho lớp chân là : caolinnít, ilit ( thủy mica ), môntmôrilônhít . Các loại tạp chất khác là quắc , fenspat, mica, cácbônát, ôxýt 6 sắt , pyrít , thạch cao và một số loại khác . Đối với đất sét để sản xuất lớp mặt thì khoáng caolinnít chiếm đa số. Tất cả các khoáng tạo thành đất sét là loại alumôsilicát ngậm nước , khi nhào trộn với nước hình thành vữa dẻo cho khả năng tạo hình cấu trúc . Mạng lưới tinh thể của các khoáng đất sét này có tính chất lớp ( cụm các khối ) , bao gồm từ các lớp hay là tấm lắp lại của cụm các khối bốn mặt [ SiO 4 ] với tâm là cation Si +4 và các khối tám mặt [ AlO 6 ] với tâm là cation Al +3 ( theo nguyên tắc phân loại của Poling về cấu trúc của silicát ). Sự kết hợp của các lớp từ cụm các khối bốn mặt [ SiO 4 ] và khối tám mặt [ AlO 6 ] có nhiều kiểu khác nhau . Sự tổng hợp các lớp hay các tấm từ cụm khối này hình thành cụm phân tố . Tổng hợp n cụm phân tố hình thành dạng tấm sét . Sự phối hợp các kiểu khác nhau của các lớp hay tấm từ cụm các khối là dấu hiệu đầu tiên , là quy ước chủ yếu phân loại các khoáng đất sét . Ở các lớp cụm khối bốn mặt [ SiO 4 ] và cụm khối tám mặt [ AlO 6 ] có sự thay đổi vị trí của các ion đồng hình , điều này giải thích được một số hiện tượng và tính chất của khoáng sét . - Khoáng caolinnít có công thức Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O . Cụm mạng lưới tinh thể của nó bao gồm từ một lớp khối bốn mặt và một lớp khối tám mặt . Nhờ có sử phân bố của các ion tích điện như vậy , tạo nên cấu trúc mạng lưới tinh thể caolinnít cân bằng điện tích . Sự có mặt của các ion hyđrôxyn ở bề mặt các cụm của caolinhít là điều kiện để hình thành sự thấm ướt tốt bề mặt của nó . Tuy nhiên các phân tử nước ở giữa các cụm ít , vì vậy caolinnít không có khả năng liên kết với nước . Khi sấy nó dễ tách lượng nước liên kết này hơn . Chiều dày của các cụm phân tố trung bình đạt 7,2 A o . Kích thước riêng biệt của các tấm caolinnít thường từ 0,1 đến 0,3 μm . - Khoáng môntmôri – lônhít có công thức Al 2 O 3 .4SiO 2 .H 2 O.nH 2 O . Đây là công thức đơn giản nhất ( theo quan điểm của Ross ) , tuy nhiên không biểu thị chính xác hoàn toàn thành phần của môntmôrilônhít , bởi vì trong cấu trúc mạng lưới tinh thể của nhóm khoáng này có sự tham gia của các ion khác như Mg 2+ , Fe 3+ , Na + . Cụm mạng lưới tinh thể của nó được hình thành bởi hai lớp khối bốn mặt [ SiO 4 ] bên ngoài và một lớp khối tám mặt [ AlO 6 ] ở bên trong Đầu mút các lớp bên ngoài là các anion O -2 , nên bề mặt ngoài có cùng điện tích âm , giữa các cụm có liên kết yếu . Chiều dày của các cụm phân tố môntmôrilônhít theo chiều dọc từ 9 đến 21,4 A o và chiều dày này có thể tăng do các cụm của các lớp riêng biệt có thể tách ra dưới tác động nêm tách của các phân tử nước . Hay nói cách khác mạng lưới tinh thể của môntôrilônhít có tính linh động ( phồng trương ) . Do vậy môntmôrilônhít có khả năng hút một lượng nước và giữ nó , khó tách ra khi sấy cũng như nó phồng trương rất mạnh khi làm ẩm , tăng thể tích đến 16 lần . Nước xâm nhập vào cấu trúc mạng lưới tinh thể môntmôrilônhít có độ bền liên kết không đồng đều . Một phần tử của nó ở dạng ion nằm trong nút của mạng lưới , có liên kết bền vững nhất , còn số lượng nước còn lại có giá trị thay đổi là n và có độ bên liên kết yếu hơn . Kích thước đa số các phần môntmôrilônhít thường nhỏ hơn 1 μm . Nhóm khoáng này có 7 độ phân tán , trương nở , độ dẻo , độ nhạy khi sấy khá cao ,dễ gây cong vênh , nứt tách thường phải dùng phụ gia gầy khi sử dụng . - Khoáng thuỷ mica ( ilít ) có công thức K 2 O.MgO.4Al 2 O 3 .7SiO 2 .2H 2 O , là sản phẩm thủy hóa rất nhiều năm của mica . Mạng lưới tinh thể của thủy mica có cấu trúc tương tự mạng lưới tinh thể môntmôrilônhít . Đặc điểm đặc trưng của nhóm khoáng đất sét này là sự tham gia trong thành phần của chúng các ôxýt kim loại kiềm và kiềm thổ và khả năng thay thế đồng hình của các cation riêng biệt . Kích thước các phần của khoáng mica đến 1 μm . Theo cường độ liên kết với nước , khoáng thủy mica chiếm vị trí trung gian giữa caolinnít và môntmôrilônhít . Phụ thuộc vào hàm lượng của từng loại khoáng này hay khoáng khác của đất sét mà người ta phân ra đất sét caolinnít , đất sét môntmôrilônhít , đất sét thủy mica v.v 1.1.2. CÁC TẠP CHẤT . Là tất cả các cấu tử của khoáng đá sét không có trong thành phần của các khoáng hình thành đá sét . Trong các tạp chất , người ta phân chúng ra : phần phân tán mịn và tạp chất . Đối với đất sét sử dụng trong công nghệ gốm xây dựng ( loại gốm thô ) , các tạp chất thường là các hạt có kích thước lơn hơn 2 mm . Tạp chất quắc : Tạp chất quắc có hại khi chúng tồn tại với hàm lượng lớn , thường gặp trong đất sét ở dạng cát quắc và bụi cát quắc phân tán mịn . Chúng làm gầy đất sét , làm sấu tính chất tạo hình của nó . Cát quắc hạt nhỏ làm xấu tính chất sấy của đất sét . Các tạp chất cát quắc làm xấu tính chất nung của đất sét ,làm giảm tính bền nứt của sản phẩm mới nung khi làm nguội chúng . Tạp chất quắc còn làm tăng độ xốp của xương và làm giảm độ bền sản phẩm . Tạp chất cácbonát :CaCO 3 , MgCO 3 vì khi nung tạo nên CaO , MgO , CO 2 làm cho sản phẩm xốp , cường độ giảm . Đặc biệt hàm lượng CaCO 3 , MgCO 3 lớn và có cỡ hạt to thì sau khi nung cấu trúc sản phẩm bị phá hoại (để lại lỗ rống ) . Vì vậy cần khống chế lượng CaCO 3 , MgCO 3 có cỡ hạt lớn hơn 0,1 ÷ 1 mm nhỏ hơn 0,25% phần khối lượng đất sét . Các tạp chất cácbonát phân tán bị phân tích khi nung theo phương trình : CaCO 3 → CaO + CO 2 Tạp chất sắt : Loại tạp chất sắt có hại nằm ở dạng pyrít FeS 2 , FeCO 3 , và Fe 2 O 3 có kích thước lớn. Loại tạp chất FeS 2 , FeCO 3 sau khi nung tạo vết lấm tấm đen –“ vết đầu ruồi ”. Loại Fe 2 O 3 , FeCO 3 có kích thước lớn hơn 3 mm dễ làm hỏng máy nhào trộn .Các tạp chất sắt cần được loại bỏ khỏi đất sét để sản xuất lớp mặt Tạp chất muối kiềm : Tồn tại ở dạng muối hòa tan . Sau khi sấy sản phẩm , lượng muối dịch chuyển theo các mao quản đến bề mặt của sản phẩm , sau khi nung xương đến kết khối ở bề mặt của sản phẩm hình thành lớp mỏng trắng che phủ màu của xương . Ví dụ : Muối sunfát natri ( Na 2 SO 4 ) là loại tạp chất có hại . Nó kết tinh với 10 phân tử nước trong các lỗ rỗng của sản phẩm đã nung có thể gây ra phá hủy sản phẩm ( khi hàm lượng đến 1,5% ) . 8 Các tạp chất hữu cơ : Chúng nhuộm màu đất sét thành mầu đen . Trong khi nung chúng bị cháy đồng thời tách khí và là nguyên nhân hình thành môi trường khử bên trong xương . Chất hữu cơ thường gặp trong đất sét dễ chảy (đến 15% ) . Các tạp chất kích thước lớn ( xác động thực vật v.v ) được tách ra khi gia công đất sét , phần còn lại sẽ bị cháy khi nung . Đối với lớp chân thì tạp chất hữu cơ vẫn được dùng với một lượng vừa phải còn đối với lớp mặt chúng phải được loại bỏ hoàn toàn vì chúng làm đen bề mặt sảm phẩm và làm rỗng cấu trúc xương bề mặt sảm phẩm. 1.1.3. THÀNH PHẦN HÓA . Thành phần hóa là tỉ lệ % các cấu tử trong nguyên liệu đất sét .Thành một đặc trưng quan trọng của đất sét , trong một mức độ lớn nó xác định phạm vi sử dụng thích hợp của các loại đất sét để sản xuất các loại sản phẩm xác định . Phạm vi sử dụng thích hợp của đất sét sản xuất loại sản phẩm này hay khác được đánh giá và biểu thị ở mỗi phần trong biểu đồ A.I.Avgustinhik . Ôxýt silic ( SiO 2 ) có mặt trong đất sét dưới dạng liên kết ( trong thành phần của các khoáng hình thành đất sét ) và ở dạng tự do ( cát quắc ) . Hàm lượng lớn ôxýt silic tự do cho thấy trong nguyên liệu sét có chứa một lượng lớn cát , làm tăng độ xốp của xương và làm giảm độ bền cơ học của sản phẩm . Loại đất như vậy ít có hiệu quả hoặc hoàn toàn không dùng được để sản xuất các sản phẩm phức tạp . Hàm lượng chung của ôxýt silic trong đất sét khoảng 55 ÷ 65 % , trong đất sét pha cát đạt đến 80 ÷ 85% . Hàm lượng ôxyt silic của phối liệu trong sản xuất lớp xương của sản phẩm lát mặt ngoài nhà là 58 ÷ 72% còn lớp mặt là Ôxýt nhôm ( Al 2 O 3 ) ở trong đất sét dưới dạng liên kết ( tham gia trong thành phần của các khoáng hình thành đất sét và tạp chất mica ) . Nó là ôxýt khó nóng chảy nhất . Những loại đất sét có hàm lượng ôxýt nhôm cao đòi hỏi cần phải có nhiệt độ nung cao hơn , khi này khoảng nhiệt độ bắt đầu kết khối và nhiệt độ nóng chảy có giá trị lớn đáng kể , làm quá trình nung sản phẩm dễ dàng , bởi vì nó làm giảm khả năng biến dạng của sản phẩm . Khi hàm lượng ôxýt nhôm thấp , cường độ sản phẩm giảm . Để sản xuất lớp xương của sản phẩm lát mặt ngoài nhà hàm lượng ôxyt nhôm trong phối liệu từ 10 ÷ 20% . Ôxýt canxi ( CaO ) các sunfát ( CaSO 4 ) tham gia vào trong thành phần của vật liệu sét dưới dạng đá vôi ( CaCO 3 ) đá đôlômít ( Ca,Mg(CO 3 ) 2 ) ,và các khoáng khác . Khi ở trạng thái phân tán mịn và phân bố đồng đều trong đất sét , ôxýt canxi làm giảm khả năng liên kết và hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của đất sét . Khi nung ở nhiệt độ cao ôxýt canxi phản ứng cùng với ôxýt nhôm và ôxýt silic , hình thành chất nóng chảy ơtecti ở dạng thủy tinh alumô silicát canxi , làm giảm đột ngột nhiệt độ nóng chảy của đất sét . Ôxýt canxi làm khoảng nóng chảy của đất sét bị thu hẹp ( khoảng nung bé ) và gây khó khăn cho quá trình nung sản phẩm do khả năng có thể bị biến dạng . Khi hàm lượng CaCO 3 trong đất sét khoảng 10% , đất sét như vậy có thể mở rộng hơn bằng cách thêm phụ gia cát thạch anh vào . 9 Khi nhiệt độ nung sản phẩm dưới 1000 o C , tác dụng của đá vôi được thể hiện chủ yếu ở sự thay đổi độ xốp và độ bền của sản phẩm và ít khi thể hiện như là một chất trợ dung . Do sự phân ly hình thành khí cácbôníc mà độ xốp của xương sản phẩm tăng lên , đông thời độ bền giảm xuống . Hàm lượng đáng kể của ôxýt canxi làm cho sản phẩm tươi màu hơn ( màu vàng , màu kem ) ngay cả khi có mặt ôxýt sắt . Ôxýt manhê ( MgO ) cũng được coi như là một chất trợ dung có tác dụng tương tự như CaO , chỉ có ảnh hưởng ít hơn đến khoảng kết khối của đất sét . Các ôxýt kim loại kiềm ( Na 2 O , K 2 O ) đều là những chất trợ dung mạnh , chúng có khả năng làm tăng độ co ngót , làm giảm nhiệt độ tạo pha lỏng nóng chảy , làm đặc chắc xương sản phẩm và tăng độ bền của nó . Các ôxýt kiềm này tham gia trong thành phần của một số khoáng tạo thành đất sét , nhưng đa số các trường hợp chúng có mặt trong tạp chất ở dạng các muối hòa tan và cát fenspat . Sự có mặt trong nguyên liệu sét muối hòa tan (đến 1,5% ) sunfát và các muối clorua natri , manhê , canxi , sắt sẽ gây ra sự bạc ,màu ( các vết trắng ) trên sản phẩm , điều đó không những làm hỏng hình dạng bên ngoài mà còn góp phần phá hủy lớp bề mặt của sản phẩm . Các ôxýt sắt thường gặp trong đất sét ở dạng các hợp chất ôxýt ( hêmatít , hyđrôxýt , v.v ) các hợp chất ôxýt thấp ( xiđêrít , ankirit , pyrit v.v ) các hợp chất ôxýt hỗn tạp ( manhêtit , glaucônit v.v ) . Những hợp chất này là những chất trợ dung mạnh , chúng có khả năng làm giảm khoảng nhiệt độ kết khối của đất sét , làm giảm khoảng nóng chảy của đất sét ( trừ các ferôsilicat ) . Bằng cách thay đổi môi trường lò từ ôxy hóa đến môi trường khử (ở giai đoạn cuối của quá trình nung ) người ta có thể nhận thấy tác dụng lớn của các hợp chất sắt như là những chất trợ dung . Các hợp chất này làm cho sản phẩm sau khi nung có màu từ kem nhạt đến đỏ thẫm , tùy theo hàm lượng của chúng trong đất sét . Các sunfua thường gặp trong đất sét dễ chảy là pyrít ( FeS ) và mackarit ( FeS 2 ) . Hàm lượng ôxýt sắt trong đất sét ( tính quy đổi ra Fe 2 O 3 ) dao động từ một phần trăm trong đất sét trắng tính khiết nhất đến 8 ÷ 10% trong đất sét làm gạch . Ngoài ra còn một số ôxyt khác có hàm lượng nhỏ không đáng kể . 1.2 THÀNH PHẦN HẠT . Theo thành phần cỡ hạt,nguyên liệu cần chứa hat sét không thấp hơn 25 ÷ 30%,chứa cỡ hạt bụi không lớn hơn 4% Thành phần hạt của đất sét gọi là phần trăm hàm lượng các hạt có giá trị số khác nhau trong các khoáng đất sét . Thành phần hạt của đất sét thường sử dụng trong công nghệ gốm sứ nói chung và gốm xây dựng nói riêng bao gồm sáu loại hạt kích thước khác nhau : từ cỡ hạt nhỏ hơn 1 μm đến cớ hạt 1000 μm . Thành phần hạt của nguyên liệu đất sét rất đa dạng , bao gồm : Kích thước hạt Nhỏ hơn 5 μm : 8 ÷ 60% Từ 5 đến 50 μm : 6 ÷ 55% 10 [...]... gch nung non la Samt cú tỏc dng ci thin tớnh cht sy v nung t sột Vỡ vy nú c dựng sn xut cỏc sn phm cú cht lng cao gch p , vt liu bn nhit v.v t sột nung non c ch to bng cỏch nung t sột nhit 700 ữ 750 oC kh nc húa hc Nú c dựng vi hm lng 30 ữ 50% nhm ci thin tớnh cht ca phi liu khi sy v hỡnh dng bờn ngoi ca gch Cỏt c dựng vi hm lng 10 ữ 25% Nu hm lng ca cỏt ln hn s lm gim cng v bn nc ca sn phm... khụng cn dựng mỏy tach ỏ trong quỏ trỡnh gia cụng nguyờn liu Nguyờn liu do c th cho lp mt l t sột trng ly t inh Trung Vnh Yờn cú thnh phn húa % : SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 MKN 45,2 30,05 0,5 0,5 1,7 2,1 1,5 0,8 0,15 12,1 3 m ca t 15% vi khi lng th tớch o = 1,45 g/cm 2 NGUYấN LIU GY Nguyờn liu gy c pha trn vo t sột nhm gim do , gim co khi phi sy v nung Nguyờn liu gy thng dựng l... hm lng ca cỏt ln hn s lm gim cng v bn nc ca sn phm gm X hot húa l ph gia gy cú hiu qu cao Tro nhit in va l ph gia gy va l ph gia chỏy Vi cỏc loi nguyờn liu gy ny em dựng cỏt lm nguyờn liu gy vi thnh phn húa ch yu cha SiO2 c dựng vi hm lng 9 ữ 25% m ca cỏt t 1 ữ 3% vi khi lng th tớch o = 1,35 g/cm3 + Ph gia gy l cỏt thch anh vi thnh phn húa % : SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 MKN... liu to ra nhng cht cú nhit núng chy thp ( canxit , ụlụmit, v.v) Cht tr dung s dng trong sn phm ca em c dựng cho lp cht mu do lp cht mu cú nhit kt khi cao hn lp xng v lm cho hai lp ny cú h s dón n nhit tng ng nhau Do vy cú th gim s chờnh lch nhit kt khi v h s dón n ca lp xng v lp mt Cht tr dung dựng l trng thch Trng thch cú thnh phn húa % : SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tng 70,5 18 0,41... vựng 3 (t sột cho sn phm gch v gm trang trớ ) + Lp chõn : Tiờu chun TCVN 4353: 1986 ỏp dng cho cỏc loi t sột ( k c t sột nguyờn th hay hn hp ca nhiu loi t sột ) dựng sn xut gch c v ngúi nung theo TCVN 1451: 1986 v TCVN 1452 : 1986 t sột dựng sn xut gch c v ngúi nung l t sột d chy , cú nhit nung thớch hp khụng ln hn 1050oC t sột cha mui tan hoc nhng tp cht cú hi khỏc phi c x lớ thớch hp t sột... K2O Na2O MKN Tng 70,5 18 0,41 0,16 0,2 0,01 4,5 1,3 0,4 95,48 m ca trng thch t 1 ữ 2% vi khi lng th tớch o = 1,350 g/cm3 4 PH GIA Sn phm ca em cú mt lp mu trang trớ to lp trang trớ , ngi ta thng dựng bt kỡ cht to mu nhõn to no , ụxyt cụban cho mu xanh da tri , ụxyt st cho mu , ụxyt crụm cho mu xanh lỏ cõy , qung st crụm cho mu xỏm Trong sn phm ny chn ụxyt crụm lm ụxyt to mu hm lng ca nú l5... ) t sột nng ln hn 60 n 40 t sột thng 60 ữ 30 40 ữ 70 sột : nng 30 ữ 20 70 ữ 80 Trựng bỡnh 20 ữ 15 80 ữ 85 nh 15 ữ 10 85 ữ 90 Cỏt pha 10 ữ 5 90 ữ 95 Tiờu chun TCVN 4353: 1986 ỏp dng cho cỏc loi t sột dựng ( k c t sột nguyờn th hay hn hp ca nhiu loi t sột ) ch tiờu kớch c ht theo quy nh ca bng sau : C ht(mm) 1 Ln hn 10 2 T 2 n 10 ( ht si sn ) , khụng ln hn 3 Nh hn 0,005 ( ht sột ) Mc Khụng cho phộp... trong lp mt chim khong 5% trờn tng 100%cỏc nguyờn liu ca phi liu khi cha k ụ xit to mu a vo, lm ng u ụ xớt to mu trong thnh phn phi liu lp mt thỡ khi chun b phi liu cho lp mt ta s dng phng phỏp h sau ú dựng thỏp sy phun kh nc l ti u hn c nú cho phộp phi liu cú cht lng tt nht t c s ng u cao nht 2 GII THIU PHNG PHP TO HèNH í ngha ca vic to hỡnh l to cho sn phm mt hỡnh dng , kớch thc , mt c v bn cn... 2 100 100 = 15151133 = 15619725 (viên /năm) 100 3 100 3 34 G3 = N3 g taohinh =15619725 2,91 =45453399(kg/năm) V3= N3 ì V taohinh =15619725 0,0015663 =24465,2( m3 3 /năm ) 5 Năng suất tại sân xếp bán sản phẩm lên va gông nung Hao hụt là : 0,5% N4 = N 3 ì 100 100 = 15619725 ì = 15698216 (viên/năm) 100 0,5 100 0,5 G4= N4 ì g taohinh = 15698216 ì 2,91 = 45681809 (kg/năm) V4= N4 ì V taohinh = 15698216... = 15800796 0,0015663 =24748,78 ( m3/năm) Gc= N8 ì g taohinh =15800796 2,91.0,9682 = 44518142,3 ( kg/năm) Gm= G8 - Gc=45980314,61 44518142,3=1462172,31 ( kg/năm) Tính cân bằng vật chất cho tuyến gia công lớp chân Năng suất tại thiết bị định lợng cung cấp cho máy ép Hệ số hao hụt tại thiết bị định lợng là : 0.5% Gc0 = Gc ì 100 100 0,5 = 44588142,3 ( kg/năm) 35 V= 44588142,3 =37156,79(m3/năm) 1200 . các hạt có giá trị số khác nhau trong các khoáng đất sét . Thành phần hạt của đất sét thường sử dụng trong công nghệ gốm sứ nói chung và gốm xây dựng nói riêng bao gồm sáu loại hạt kích thước. sành Theo tài liệu giáo trình công nghệ gốm xây dựng thì một trong những sảm phẩm có cấu trúc dạng sành là gạch lát nền thì thành phần hoá học của nguyên liệu sán xuất dao động trong giới hạn. TCVN 247: 1986 , quy định phương pháp xác định độ bền uốn cho các loại gạch xây dựng dùng trong các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng . Giới hạn bền uốn của sản phẩm là : 1,8 ÷ 4,0 Mpa