Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tường và ngói lợp (loại 22 viênm2). Công suất 25 triệu viên gạch chuẩn năm, và 3 triệu viên ngói năm

Giới thiệu chung Vật liệu xây dựng nói chung cũng như vật liệu gốm nói riêng chiếm một vị trí quan trong trong các công trình xây dựng. Chất lượng của vật liệu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọ của công trình. Để nâng cao chất lượng và số lượng của sản phẩm gốm xây dựng sản xuất ra cần nắm vững các quá trình công nghệ chế tạo, các nguyên liệu cũng như phối liệu và các lĩnh vực sử dụng chúng. Vật liệu gốm có từ xa xưa, trải qua thời gian cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, vật liệu gốm ngày càng hoàn thiện hơn về tính chất, chất lượng , mẫu mã. Gạch xây và ngói lợp là hai vật liệu gốm có từ rất lâu, chúng là sản phẩm thông dụng nhất, luôn luôn gắn với các công trình xây dựng. Ngày nay, với sự ra đời của các loại lò nung. Gạch, ngói đã và đang đạt được những yêu cầu về chất lượng, chủng loại, mỹ thuật. Thị trường tiêu thụ sản phẩm gạch ngói rất rộng, có rất nhiều nhà máy sản xuất gạch ngói được xây dựng nhằm tận dụng nguồn tài nguyên đất sét rồi rào và đáp ứng đủ nhu cầu xây dựng trong nước và xuất khẩu. Tại Việt Nam là đất nước đang phát triển nên nhu cầu xây dựng lớn, thị trường tiêu thụ sản phẩm rộng. Hiên nay đã có các nhà máy sản xuất gốm xây dựng như: Hữu Hưng, Đại La, Đại Thanh, Xuân Hoà, Phúc Thịnh, Cầu Đuống ở Hà Nội, nhà máy gạch Hữu Bằng ở Hải Phòng, Giếng Đáy, Hạ Long ở Quảng Ninh, nhà máy gạch Thạch Thành Hà Tĩnh, mỗi tỉnh trong cả nước đều đã xây dựng từ 1 đến 2 nhà máy sản xuất gạch ngói đất sét nung đưa tổng sản lượng lên 15 tỉ viên gạch quy chuẩn/năm mặc dù vậy lượng cung vẫn chưa đủ cầu, vì lẽ đó nhiều nhà máy nữa sẽ được xây dựng trong tương lai gần đây nhằm đáp ứng thoả mãn yêu cầu của thị trường xây dựng trong nước.

Trang 1

Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Vũ Minh Đức

Mục lục

Lời nói đầu 3

Phần I : Giới thiệu sản phẩm và nguyên vật liệu …… 4

Chơng I : Giới thiệu sản phẩm 5

I Khái niệm 5

II Phân loại 5

III Các loại sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật 6

IV.Gạch 2 lỗ………10

V Ngói lợp 14

VI Cấu trúc và kết cấu sản phẩm………17

Chơng II Giới thiệu về nguyên liệu 18

I Giới thiệu nguyên liệu sản xuất 18

II Lựa chọn và giới thiệu nguyên vật liệu sử dụng 26

III Tính toán thành phần phối liệu 27

Chơng III.Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 37

Phần II.Thiết kế công nghệ 39

Chơng IV :thiết lập dây chuyền công nghệ 39

I Lựa chọn phơng pháp sản xuất 39

II Kết luận 41

III Lập dây chuyền công nghệ sản xuất gạch 42

IV Lập dây chuyền công nghệ sản xuất ngói 43

V Biện luận mặt bằng công nghệ 44

Chơng v: Tính cân bằng vật chất 50

I Lập chế độ làm việc của nhà máy 50

II Tính cân bằng vật chất tuyến gạch 51

III Tính cân bằng vật chất tuyến ngói 61

Chơng vi.Tính toán lựa chọn thiết bị gia công nguyên liệu và tạo hình 71

I Tính chọn các thiết bị chính 71

II Tính chọn các thiết bị vận chuyển liên tục 81

Chơng vii.Tính và lựa chọn hầm sấy tuynel 93

I Tính chọn vagông sấy và bố trí khối xếp 95

Ii Chọn kích thớc cơ bản của hầm sấy 96

iii Tính chọn kết cấu vỏ hầm sấy 97

iv Tính tổn thất nhiệt trong quá trình sấy 99

Chơng Viii: Thiết kế lò nung 105

I Tính cháy nhiên liệu 105

II Tính chọn kết cấu vagông nung 108

iii Tính kích thớc cơ bản lò nung……… 112

Iv Tính chọn và kiểm tra kết cấu của lò nung 113

V Tính cân bằng nhiệt của lò nung 123

Vi Tính toán thiết bị của phân xởng sấy và nung 137

Chơng ix: kiến trúc xây dựng-điện-nớc –kinh tế và an toàn lao động 147

I Kiến trúc 147

II Tính toán điện 149

III Tính toán nớc 150

IV Tính toán kinh tế và tổ chức quản lý 151

V An toàn lao động trong nhà máy 158

Kết luận 164

Tài liệu tham khảo 167

Trang 2

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây nền kinh tế của Việt nam đã và đang bớc vào thời kỳ phát triển, đổi mới và hội nhập với nền kinh tế khu vực và trên toàn thế giới với đà tăng trởng hàng năm từ 6 ữ 8%, kế hoạch định hớng của đảng và nhà nớc đến năm 2020 đa Việt nam thành nớc công nghiệp phát triển Ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng ở nớc ta đã có những bớc phát triển mạnh mẽ,

đặc biệt là ngành sản xuất vật liệu đất sét nung nh các loại gạch xây dựng, gạch

ốp lát, ngói lợp sản phẩm trang trí, vệ sinh Đáp ứng đợc nhu cầu xây dựng cơ

sở hạ tầng trong công cuộc đổi mới của đất nớc nói chung đặc biệt là sự phát triển mở rộng thành phố Hà nội trong năm 2008 cùng với sự phát triển của các khu đô thị mới, các xã ngoại thành Hà nội.

Để đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng vật liệu ngày càng tăng của ngành xây dựng thì cần phải chú trọng phát triển các nhà máy sản xuất Vật liệu xây dựng Với mục tiêu đáp ứng sự đòi hỏi của thị trờng nhất là tại Thành phố Hà Nội và

các tỉnh lân cận chúng tôi đợc giao đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất gốm tờng

và ngói lợp (loại 22 viên/m 2 ) Công suất 25 triệu viên gạch chuẩn /năm, và 3 triệu viên ngói/năm Sử dụng nguyên liệu địa phơng và phế thải phơi sấy tự nhiên kết hợp sấy và nung trong cùng lò nung Tuynel, sử dụng nhiên liệu rắn.

Trong quá trình nghiên cứu thiết kế nhà máy chúng tôi đợc sự chỉ bảo, giúp đỡ rất tận tình của thầy giáo PGS.TS.Vũ Minh Đức cùng các thầy cô giáo trong khoa vật liệu xây dựng trờng ĐHXD Hà nội Chúng tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành đề tài này.

Do trình độ và thời gian có hạn nên đề tài thiết kế không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn để đề tài

đợc hoàn thiện hơn.

Sinh viên thực hiện: Chu Văn Tiếp – Lớp 42VLHN

Nguyễn Thị Minh Thu Lớp 42 VLHN 2

Trang 3

Hà Nội, ngày 17 tháng 3 năm 2008

Sinh viên: Chu Văn Tiếp

Nguyễn Thị Minh Thu

Phần I: giới thiệu sản phẩm và nguyên, nhiên vật liệu Giới thiệu chung

Vật liệu xây dựng nói chung cũng nh vật liệu gốm nói riêng chiếm một vịtrí quan trong trong các công trình xây dựng Chất lợng của vật liệu có ảnh hởngrất lớn đến chất lợng và tuổi thọ của công trình Để nâng cao chất lợng và số l-ợng của sản phẩm gốm xây dựng sản xuất ra cần nắm vững các quá trình côngnghệ chế tạo, các nguyên liệu cũng nh phối liệu và các lĩnh vực sử dụng chúng Vật liệu gốm có từ xa xa, trải qua thời gian cùng với sự phát triển củakhoa học kỹ thuật, vật liệu gốm ngày càng hoàn thiện hơn về tính chất, chất lợng, mẫu mã

Gạch xây và ngói lợp là hai vật liệu gốm có từ rất lâu, chúng là sản phẩmthông dụng nhất, luôn luôn gắn với các công trình xây dựng Ngày nay, với sự ra

đời của các loại lò nung Gạch, ngói đã và đang đạt đợc những yêu cầu về chất ợng, chủng loại, mỹ thuật Thị trờng tiêu thụ sản phẩm gạch ngói rất rộng, có rấtnhiều nhà máy sản xuất gạch ngói đợc xây dựng nhằm tận dụng nguồn tàinguyên đất sét rồi rào và đáp ứng đủ nhu cầu xây dựng trong nớc và xuất khẩu Tại Việt Nam là đất nớc đang phát triển nên nhu cầu xây dựng lớn, thị tr-ờng tiêu thụ sản phẩm rộng Hiên nay đã có các nhà máy sản xuất gốm xây dựngnh: Hữu Hng, Đại La, Đại Thanh, Xuân Hoà, Phúc Thịnh, Cầu Đuống ở Hà Nội,nhà máy gạch Hữu Bằng ở Hải Phòng, Giếng Đáy, Hạ Long ở Quảng Ninh, nhàmáy gạch Thạch Thành Hà Tĩnh, mỗi tỉnh trong cả nớc đều đã xây dựng từ 1 đến

l-2 nhà máy sản xuất gạch ngói đất sét nung đa tổng sản lợng lên 15 tỉ viên gạchquy chuẩn/năm mặc dù vậy lợng cung vẫn cha đủ cầu, vì lẽ đó nhiều nhà máynữa sẽ đợc xây dựng trong tơng lai gần đây nhằm đáp ứng thoả mãn yêu cầu củathị trờng xây dựng trong nớc

Chơng I: Giới thiệu sản phẩm

I- khái niệm

Gạch xây và ngói lợp thuộc loại gốm thô, kết khối thấp, các vật liệunày có bề mặt vết gẫy giống dạng đất, bề mặt nhám, không trong suốt Các vậtliệu này cho phép nớc thấm qua

Gạch đợc chế tạo từ các loại đất sét dễ chảy với các phụ gia hay không cóphụ gia, bằng cách tạo hình dẻo hay ép bán khô, sấy và nung

Ngói là một trong những vật liệu dùng để lợp Ngói đợc chế tạo từ cácphối liệu đất sét bằng phơng pháp tạo hình dẻo sau đó đem đi sấy và nung

Gạch đợc sử dụng rất rộng rãi trên toàn quốc do nó phù hợp và sử dụngthuận lợi để làm các kết cấu của các công trình Do điều kiện kinh tế và việc tiếp

Trang 4

sự lựa chọn số 1 cho các công trình nhà ở dân dụng.

Với việc phát triển chủng loại các vật liệu lợp, cũng nh giảm diện tích lợp

do xây dựng nhà nhiều tầng, nên trong những năm trớc đây đã tác động lớn làmcho việc sản xuất ngói giảm đi Tuy nhiên với những u điểm truyền thống của nó

và khá phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm ma nhiều của nớc ta và khu vực

đông nam châu á, kết hợp với kiến trúc trang trí cho công trình nên việc sản xuấtngói lợp ngày một phát triển với sản lợng khá cao

- Gạch trong xây dựng để xây tờng và các chi tiết bao che

- Gạch để xây tờng lò trong các thiết bị nhiệtIII- Các loại sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật của chúng

1- Gạch - gạch đất sét thờng

Gạch đất sét thờng đợc chế tạo từ các loại đất sét dễ chảy với các phụ giahoặc không có phụ gia bằng cách tạo hình dẻo hoặc ép bán khô, sấy và nung.Gạch sản xuất thờng có kích thớc 220 x105 x60 mm, theo TCVN 1451-86 gạch

đất sét sản xuất theo phơng pháp dẻo chia ra các mác theo giới hạn độ bền nén50; 75; 100; 125; 150 Cờng độ uốn tơng ứng: 28; 25; 22; 18; 16 kg/cm2 Hiệnnay chúng ta mới chỉ sản xuất gạch tạo hình theo phơng pháp dẻo Gạch đất sétthờng có 4 loại :

Kí hiệu quy ớc cho gạch đặc đất sét nung đợc ghi theo thứ tự:

Tên kiểu gạch – mác gạch – số hiệu của tiêu chuẩn này

Vídụ: Gạch đặc dày 60mmm mác 200 kí hiêuh là :

Gạch đặc 60- M200 – TCVN 1451 : 1998

Yêu cầu kỹ thuật:

- Gạch phẩi có dạng hình hộp chữ nhật với các mặt bằng phẳng Trên các mặtcủa gạch có thể có rãnh hoặc gợn khía Cạnh viên gạch có thể lợn tròn với bánkính không lớn hơn 5 mm theo mặt cắt vuông góc với phơng đùn ép

- Sai lệch cho phép của kích thớc viên gạch đặc đất sét nung không vợt quá:

+ Theo chiều dài: 6 mm

+ Theo chiều rộng: 4mm

Trang 5

2 Số lợng vết nứt xuyên suốt chiều dầy, kéo sang

chiều rộng của viên gạch không vợt quá 20 mm 1

3 Số vết sứt cạnh, sứt góc sâu từ 5-10 mm, chiều dài

Trung bình cho

5 mẫu

Nhỏ nhấtcho 1 mẫu

10 (100)7,5 (75)

5 (50)

15 (150)12,2 (125)

10 (100)7,5 (75)

5 (50)3,5 (35)

3,4 (34)2,8 (28)2,5 (25)2,2 (22)1,8 (18)1,6 (16)

1,7 (17)1,4 (14)1,2 (12)1,1 (11)0,9 (9)0,8 (8)

- Độ hút nớc của gạch đặc đất sét nung không lớn hơn 16%

- Số vết tróc do vôi trên bề mặt viên gạch có kích thớc trung bình từ 5mm đến10mm không quá 3 vết

1.2- Gạch cấu trúc đặc có lỗ rỗng :

Đợc sản xuất theo phơng pháp tạo hình dẻo tuỳ theo giới hạn độ bềnnén có các mác 125; 100; 75; 50 Cờng độ uốn tơng ứng 20; 18; 16; 14 kG/cm2.Gạch rỗng đợc chế tạo với các lỗ rỗng dạng tròn và dạng hình chữ nhật (dạngkhe), đôi khi cũng có hình vuông và hình bầu dục, độ rỗng vào khoảng 8 ữ 22%,

đờng kính lỗ rỗng 20 ữ 25mm, các lỗ rỗng có thể xuyên suốt hoặc không xuyênsuốt Khác với gạch đặc loại gạch rỗng chỉ đợc tạo hình dẻo còn tạo hình bánkhô ở nớc ta cha sản xuất đợc Theo khối lợng thể tích (kể cả lỗ rỗng) gạch cấutrúc đặc có lỗ rỗng tạo hình dẻo đợc chia ra: loại A ( khối lợng thể tích đến 1300kg/m3) và loại B (khối lợng thể tích từ 1300 - 1450 kg/m3) Gạch cấu trúc đặc có

lỗ rỗng tạo hình dẻo và ép bán khô có khối lợng thể tích lớn hơn 1450 kg/m3 đợccoi là gạch thờng

1.2- Gạch cấu trúc xốp từ trêpen và điatômit:

Đợc chế tạo từ trêpen và điatômit bằng phơng pháp tạo hình dẻo hay là ép bánkhô sau đó đem sấy và nung ở nhiệt độ 950 ữ 10000C Kích thớc của loại này th-ờng là 220x105x60 mm hay 250x120x65 mm Phụ thuộc khối lợng thể tích, ngời

ta chia gạch cấu trúc xốp từ trêpen và điatômit ra làm 3 loại: loại A từ 700 –

1000 kg/m3, loại B từ 1001 – 1300 kg/m3 và loại C cao hơn 1300 kg/m3 Theogiới hạn độ bền nén gạch đợc chia ra các mác 150; 125; 100; 75 , khối lợng thểtích có thể thấp hơn 700 kg/m3 Cờng độ nén có thể đạt giá trị từ 30 đến 25

Trang 6

kg/cm2 hay thấp hơn, chủ yếu dùng để làm vật liệu cách nhiệt Hệ số dẫn nhiệt ở

500C khoảng 0,1163ữ0,1645 W/m.0C, ở 3500C khoảng 0,1645 ữ 0,2676W/m.0C

1.3- Gạch cấu trúc xốp có lỗ rỗng:

Nhận đợc khi tạo hình (ép ) phối liệu mà trong thành phần của nó ngời ta

đa vào phụ gia cháy, sau đó đem sấy và nung Kích thớc của gạch 220x105x60

mm Chiều dày viên gạch không nhỏ hơn 12 mm Gạch đợc chia ra thành cácmác 100; 75; 50 ngoài ra còn có thể có loại gạch đạt giá trị từ 20 đến 30 kg/cm2.Giới hạn bền uốn trung bình tơng ứng với mỗi mác là 1,96; 1,57; 1,37; 1,18Mpa Ngời ta sử dụng loại gạch xốp rỗng và gạch xốp để ốp thành nồi hơi, cáchnhiệt cho các đờng dẫn hơi nớc, dẫn khí nóng cách nhiệt cho vỏ lò nung (cáchnhiệt ở nhiệt độ cao)

2- Khối đá gốm

Các khối đá gốm rỗng là những loại sản phẩm đặc, chúng đợc sử dụng rất

có hiệu quả mà khối lợng thể tích và các tính chất nhiệt lí của chúng cho phépgiảm chiều dày và khối lợng các kết cấu ngăn cách của toà nhà.Những dấu hiệuchung của khối đá gốm rỗng là:kích thớc của nó, hớng của lỗ rỗng; số lợng,kích thớc và hình dạng của lỗ rỗng và cũng nh cả độ rỗng biểu thị bằng phầntrăm

Khối đá gốm rỗng có độ rỗng từ 15 –70%, khối lợng thể tích từ 350 đến1400kg/m3 và theo kích thớc thì chúng tơng đơng với 2,13 đến 18 viên gạchchuẩn.Theo chức năng sử dụng thì khối đá gốm rỗng đợc chia ra loại làm tờngngăn cách, làm trần và các khối đá gốm rỗng với ý nghĩa chuyên dùng-các tấm

và khối gốm đúc cho bậu tràn cửa sổ, khối gốm làm ống, làm cột, làm máng,làm ống khói hay làm ống thải rác v.v

là 15- 40% của khối đá gốm với lỗ rỗng nằm ngang dới 70%

Khối đá gốm với những lỗ rỗng phân bố thẳng đứng, có hiệu quả hơn vềmặt xây tờng so với khối đá gốm với những lỗ rỗng nằm ngang Khi những chỉtiêu khác (nh chiều dày tờng, khối lợng thể tích, khối lợng của khối gốm) nhnhau, thì khối đá gốm với những lỗ rỗng nằm ngang có giới hạn độ bền nén nhỏhơn 2- 6 lần so với giới hạn độ bền nén của khối đá gốm với lỗ rỗng phân bốthẳng đứng

Các khối đá gốm rỗng có các lỗ rỗng phân bố thẳng đứng chiếm 25-30%thể tích, nh vậy chúng làm giảm không đáng kể cờng độ của sản phẩm Khităng độ rỗng đến 40 –55% sẽ làm giảm độ bền nén của sản phẩm đến 10-25%

250

90

12 0

Trang 7

Độ rỗng của sản phẩm cho khối xây bằng gạch rời vào khoảng 20-40%,cho panen tờng ngoài là 40-60%, cho panen sàng là70-80% Chiều rộng của lỗrỗng hình chữ nhật (dạng khe) không đợc quá 12mm, còn đờng kính của lỗ rõnghình tròn hoặc cạnh của lỗ rỗng hình vuông không quá 16mm Độ hút nớc củakhối đấ gốm không đợc nhỏ hơn 6%

Khối đá gốm cho panen tờng ngoài phải thoả mãn những yêu cầu sau: nhiệttrở riêng là 0,8723 đến 1,5119 W/m.0C tuỳ thuộc theo vùng khí hậu; khối lợngthể tích 0,8-1,2 T/m3 (từ điều kiện khối lợng 1m2 panen không lớn hơn 300-350kg) Theo thể tích, phần lớn các khối đá gốm tơng đơng với 7,1 viên gạchthờng; Còn theo tính chất cách nhiệt thì khối đá gốm rỗng tơng đơng 18 viêngạch thờng Ngời ta dùng loại khối đá gốm 7-18 khe rỗng cho panen chịu lựccủa tờng trong cũng nh dùng loại khối đá gốm có lỗ rỗng lớn chế tạo bằng ph-

ơng pháp tạo hình dẻo để sản xuất loại panen này Việc sản xuất khối đá gốmrỗng đặc hiệu có lợi về nhiều mặt so với sản phẩm đặc: chi phí nguyên liệu chỉbằng 70-80% chi phí sức lao động bằng 70-90%, tiêu hao nhiên liệu bằng 70-90%, thời gian sấy giảm chỉ còn 50-70%, năng ép tăng 115-140%, giá thànhgiảm 70-90%, thể tích của 1m3 kênh nung tăng 130-150%

Vì vậy trong thời gian hiện nay việc tăng cờng sản xuất vật liệu đá gốmrỗng đặc hiệu cùng với các sản phẩm gốm tờng là nhiệm vụ quan trọng củangành công nghiệp gốm tờng.ở nớc ta hiện nay việc sản xuất khối đá gốm rỗngcòn cha phát triển nhiều, còn cha chuẩn hoá về kích thớc hình dáng, độ rỗng đạt

từ 20-40%, số lỗ rỗng ít và đơn điệu, trị số độ bền nén thấp nên chỉ làm nhiệm

vụ ngăn cách, bao che nên phạm sử dụng của chúng còn thấp và giá thành cònlớn

* Một số yêu cầu kỹ thuật: Theo TCVN 1450:1998 áp dụng cho gạch rỗng sản

xuất từ đất sét( có thể có phụ gia) bằng phơng pháp dẻo nh sau:

- Yêu cầu về hình dáng:

+ Gạch rỗng đất sét nung có dạng hình hộp chữ nhật các bề mặt phẳng, trên mặtviên gạch có thể có rãnh hoặc gợn khía, cạch của viên gạch phải thẳng

+Sai lệch cho phép của kích thớc viên gạch không đợc vợt quá qui định sau:

- Theo chiều dài: 6mm

- Theo chiều rộng: 4mm

- Theo chiều dày: 3mm

( Chú thích : Đối với gạch rỗng có chiều dày bằng chiều rộng thì sai lệch kích

thớc tính theo chiều dày)

+ Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng không nhỏ hơn 10mm, chiều dày vách ngăngiữa các lỗ không nhỏ hơn 8mm

+ Sai lệch cho phép cho phép theo hình dạng bên ngoài của viên gạch:

- Độ cong của gạch trên mặt đáy, trên mặt cạnh tính bằng mm không lớn hơn

Trang 8

1- Hình dáng, kích thớc và các yêu cầu kỹ thuật:

1.1- Kích thớc cơ bản của gạch rỗng đất sét nung đợc quy định ở Bảng sau:

Ví dụ: Gạch rỗng 60-2T15-M75 TCVN 1450: 1998 là ký hiệu quy ớc của gạchrỗng hai lỗ dày 60 mm; hai lỗ tròn; độ rỗng 15%, mác 75

2- Yêu cầu kỹ thuật:

2.1- Yêu cầu về hình dáng: Gạch rỗng đất sét nung phải có dạng hình hộp chữnhật với các mặt bằng phẳng Trên các mặt của gạch có thể có rãnh hoặc gợnkhía Cạnh viên gạch có thể lợn tròn với bán kính không lớn hơn 5 mm theo mặtcắt vuông góc với phơng đùn ép

2.2- Sai lệch cho phép của kích thớc viên gạch rỗng không vợt quá:

-Theo chiều dài:  6mm

-Theo chiều rộng:  4mm

-Theo chiều dày: 3mm

2.3 – Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng, không nhỏ hơn 10 mm

Chiều dày vách ngăn giữa các lỗ rỗng không nhỏ hơn 8 mm

Hình dáng, kích thớc và sự phân bố các lỗ rỗng của viên gạch rỗng hai lỗ tròn

đợc quy định trên hình vẽ 1

Trang 9

105

182519

25

2518

17,5

60220

2.5- Số lợng vết tróc có kích thớc trung bình từ 5 đến 10 mm xuất hiện trên bềmặt viên gạch do sự có mặt của tạp chất vôi không đợc quá 3 vết

2.6- Độ bền nén và uốn của gạch rỗng đất sét nung không nhỏ hơn các giá trịtrong bảng sau:

Nhỏ nhất cho

1 mẫu

Trung bìnhcho 5 mẫu

Nhỏ nhất cho

1 mẫu

Trang 10

18161412

9876

Đối với gạch có độ rỗng > 38%, các lỗ nằm ngang50

35

5035

35252.7- Độ hút nớc của gạch rỗng đất sét nung không nhỏ hơn 8% và không lớnhơn 16%

2.8- Khối lợng thể tích của viên gạch rỗng (không trừ 2 lỗ rỗng) không vợt quá

1600 Kg/m3 Gạch rỗng đất sét nung có khối lợng thể tích lớn hơn 1600 Kg/m3

đợc xem nh gạch đặc đất sét nung và áp dụng theo TCVN 1451: 1998

2.9 Không cho phép gạch nung non lửa

3 Một số tính chất của sản phẩm gạch xây:

3.1 Độ đặc: là tỷ lệ giữa khối lợng và thể tích chiếm chỗ Có 3 loại độ đặc khácnhau:

-Độ đặc thực (khối lợng riêng): 2,5  2,7 (g/cm3) Là khối lợng của một

đơn vị thể tích gạch ở trạng thái khô, hoàn toàn đặc

- Độ đặc biểu kiến (khối lợng thể tích): 1700 1900 (kg/m3) Là khối lợngcủa một đơn vị thể tích gạch ở trạng thái khô có kể cả lỗ rỗng

- Độ đặc tơng đối: là tỷ lệ giữa độ dặc biểu kiến và độ đặc thực

3.2 Độ xốp: là thể tích các lỗ rỗng trong một đơn vị thể tích sản phẩm gạch Cóhai loại độ xốp:

- Độ xốp thực: là tỷ lệ của toàn bộ thể tích các lỗ rỗng kín và các lỗ rỗng hở

so với thể tích của sản phẩm Độ xốp thực của gạch xây 32%

- Độ xốp biểu kiến: là tỷ lệ thể tích của các lỗ rỗng hở thông nhau, thông ramặt ngoài so với thể tích của sản phẩm Độ xốp biểu kiến của gạch từ 1020%.3.3 Độ dẫn nhiệt: là khả năng dịch chuyển dòng nhiệt trong sản phẩm khi có sựchênh lệch nhiệt độ giữa các bề mặt Độ dẫn nhiệt đợc đặc trng bằng hệ số dẫnnhiệt , đối với gạch xây hệ số dẫn nhiệt dao động trong khoảng 0,6 0,8(W/m.0C)

4 Phạm vi sử dụng:

Gạch xây(đặc và rỗng) đất sét nung đợc sử dụng phổ biến và rộng khắptrên toàn quốc Dùng để xây móng, xây tờng chịu lực, tờng bao che và các bộphận khác có trát hoặc ốp bên ngoài cho công trình nhà ở dân dụng và côngnghiệp

V Ngói lợp

Ngói là một trong vật liệu dùng để lợp Ngói có một số u điểm so với vậtliệu khác: nó có tuổi thọ cao, bền lửa, có tính chất kiến trúc – mỹ thuật cao.Tuổi thọ của ngói là 75 – 80 năm, tuổi thọ của ngói còn có thể nâng cao hơnnữa khi ngời ta sử lý nó bằng các hợp chất silic hữu cơ Nhợc điểm của ngói làkhối lợng của nó ở trạng thái bão hoà nớc khá lớn đến 50kg/m2 lợp thậm chí đến65kg/m2 lợp Với việc phát triển chủng loại vật liệu lợp nh: vật liệu lợp cuộnmềm (vải, giầy dầu), tấm lợp amiăng…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tíchviệc chuyển sang vật liệu lợp có diện tíchlợp lớn cũng nh việc giảm diện tích lợp do xây dựng các nhà nhiều tầng, nêntrong những năm trớc đây sự phát triển sản xuất ngói giảm đi Tuy nhiên hiệnnay việc sản xuất và sử dụng ngói với những u điểm truyền thống của nó khá phùhợp với điều kiện khí hậu và kinh tế của nớc ta, vẫn đợc duy trì với sản lợng khácao

Trang 11

- Ngói có dãnh

- Ngói có bề mặt phẳng

- Ngói bò1.3- Theo công dụng, chức năng

- Ngói lợp để bao che công trình

16 viên/ m2 Loại ngói úp gồm hai kiểu : ngói bò có sống và ngói bò không cósống Các kích thớc có ích để lợp, kích thớc bao và sai số cho phép của ngóiTheo TCVN 1452 – 2004 ngói đất sét đất sét nung không phủ men làm vật liệulợp có các dạng: ngói lợp và ngói úp Kích thớc tiêu chuẩn cho ở bảng sau:

Bảng 6: Hình dạng kích thớc tiêu chuẩn của ngói

Kiểu ngói Chiều dài(a)Kích thớc bao (mm)Chiều rộng(b) Chiều dài(c)Kích thớc hữu ích (mm)Chiều rộng(d)

335

205210

250260

130170

450

-

-333425

150200

3.Yêu cầu kĩ thuật: Theo TCVN 1452:2004 áp dụng cho các loại ngói đất sét

nung không phủ men làm vật liệu lợp

Về âm thanh màu sắc: có tiếng kêu thanh và đanh khi gõ nhẹ bằng búakim loại (trọng lợng búa 250 g); ngói cùng lô màu sắc phải đồng đều, khônghoen ố trên mặt

Trang 12

3-Các chỗ vỡ, dập gờ hoặc mấu có kích thớc:

+ Lớn hơn 1/3 chiều cao gờ, mấu

Không cho phép

1 vết4-Vết nứt:

+ có chiều sâu lớn hơn 3mm, chiều dài nhỏ hơn 20mm

+ có chiều sâu nhỏ hơn 3mm,chiều dài nhỏ hơn 20mm,

Thời gian xuyên nớc, đơn vị tính giờ, không nhỏ hơn 2

Khối lợng 1m2 ngói ở trạng thái bão hoà nớc, đơn vị tính

Độ bền băng giá khi thử theo phụ lục A đạt yêu cầu

Theo nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp sản phẩm ngói lợp của nhà máy là loại ngói lợp 22 viên/m 2

+ Khối lợng thể tích: k

0

 = 1900 kg/m3

+ Khối lợng một viên ngói khô khi đem cân là: 2,1 kg

+ Vậy thể tích thực của 1 viên ngói khô

2,1/1900 = 1,11.10-3 m3

+Thể tích bao của viên ngói là:

a x b x h = 340 x 205 x 50 = 3486.103 mm3 = 3,486.10-3 m3

Trong đó : a là chiều dài viên ngói

b là chiều rộng viên ngói

h là chiều dày viên ngói có tính đến kích thớc mấu và gờ

3 Phạm vi sử dụng

Ngói là một trong vật liệu dùng để lợp nó có tác dụng bảo vệ các kết cấu phầnmái của các công trình dân dụng và công nghiệp sử dụng ngói với những u điểmtruyền thống của nó khá phù hợp với điều kiện khí hậu và kinh tế của nớc ta.Ngoài ra các loại ngói còn đợc sử dụng với mục đích trang trí kiến trúc cho côngtrình

vI Đặc trng về cấu trúc và kết cấu sản phẩm

Cấu trúc - đó là đặc điểm về cấu tạo của vật liệu Nó xác định bởi kích

thớc hạt, hình dạng, cách phân bố, hớng và sự tiếp xúc giữa các hạt, bởi số lợng

và chất lợng của thành phần pha và bởi độ rỗng xốp

Kết cấu – là đặc điểm của sự sắp xếp, phân bố tơng hỗ giữa các cấu tử

trong cấu trúc vật liệu

Tính đồng nhất của xơng cao cho khả năng tăng tính chất vật lí – kĩ thuậtcủa sản phẩm Cấu trúc xơng sản phẩm là một hệ thống nhiều pha phức tạp baogồm các pha thuỷ tinh, pha tinh thể và pha khí Tỉ lệ số lợng của các pha này là tỉ

Trang 13

Trong những sản phẩm gốm thô, thạch anh vẫn giữ nguyên số lợng nh lúc

đa vào phối liệu, phần lớn những hạt quắc còn lại có kích thớc từ 23 đến1025m Phần quắc còn lại làm tăng độ bền của sản phẩm (khi hàm lợng quắcnằm trong khoảng 2228%), nếu hàm lợng lớn thì nó làm giảm mạnh độ bềnnhiệt bởi vì nó có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn pha thuỷ tinh Hạt quắc có đờngkính trên 1030m mất một phần độ bền do biến đổi đa hình và bị nứt vỡ dới tác

động của ứng suất, do đó làm giảm độ bền của sản phẩm Sự nghiên cứu chothấy rằng khi kích thớc của hạt thạch anh dới 10m thì ứng suất giữa chúng vớipha thuỷ tinh dới 10 MPa Khi kích thớc của các hạt dới 20m, do sự chênh lệch

hệ số dãn nở nhiệt của pha thuỷ tinh và của hạt thạch anh mà ứng suất giữa phathuỷ tinh và mulít khoảng 0,5 đến 1,2 MPa

Ngoài ra do sự biến đổi thù hình của  quắc thành  quắc mà thể tích hạtquắc tăng đến 0,02%, còn ứng suất phát sinh trên ranh giới giữa các pha tăng đến

30 MPa Các ứng suất này tỉ lệ với tổng bề mặt của tất cả các hạt quắc trong một

đơn vị thể tích sản phẩm Chúng đạt giá trị lớn nhất khi bán kính của các hạtquắc lớn hơn 3 lần chiều dày của lớp bị hoà tan

2 Pha thuỷ tinh:

Khi nung sản phẩm gốm sẽ hình thành chất nóng chảy alumosilicat kiềmvới số lợng khác nhau, làm ảnh hởng đến quá trình hình thành cấu trúc sản phẩm

và các tính chất khác của chúng Chất nóng chảy nguội đi đông đặc lại tạo nênpha thuỷ tinh của xơng sản phẩm nh là một trong những đơn vị cấu trúc của nó

Pha thuỷ tinh trong cấu trúc gốm đợc đặc trng bởi độ cứng, độ vững trắc

và độ dòn Pha thuỷ tinh tinh khiết về mặt cấu trúc có đặc điểm là các nguyên tốsắp xếp hỗn loạn, đã làm cho pha thuỷ tinh có tính đẳng hớng cao Là chất lỏngquá lạnh, pha thuỷ tinh không có nhiệt độ nóng chảy biểu thị rõ ràng Các tínhchất có ở nó đặc trng cho vật chất ở trạng thái thuỷ tinh: tính đẳng hớng, không

có sự lỡng chiết, có nội năng d, có khả năng đóng rắn thuận nghịch khi chuyển

từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn Tính dòn của pha thuỷ tinh đông đặc đợcthể hiện khi độ nhớt trên 1013Pa.s (poiz), nghĩa là đã chuyển sang trạng thái rắn.Trong những sản phẩm gốm thô nung ở nhiệt độ 95010500C, pha thuỷ tinh chỉchiếm 810%, không thấy có mulít hoặc rất ít ảnh hởng của pha thuỷ tinh đếncác tính chất vật lí – kỹ thuật của xơng gốm không những xác định ở tính chấtcủa nó, số lợng, các tính chất lí – hoá mà còn ở tỉ lệ giữa pha tinh thể và phathuỷ tinh Càng tăng nhiệt độ và thời gian nung thì sự hình thành pha thuỷ tinh

và số lợng của nó tăng mạnh Pha thuỷ tinh làm giảm độ bền nhiệt của sản phẩm,tăng độ dòn của chúng

3 Pha khí:

Trang 14

Là thành phần cấu trúc thứ ba của xơng gốm Nó chiếm đầy trong các lỗrỗng kín thờng có trong vật liệu, ngay cả khi độ rỗng hiệu dụng bằng không.Nguyên nhân sự hình thành pha khí này là không khí chứa trong các lỗ rỗng, cácsản phẩm dạng khí của quá trình khử (đehyđrat), do quá trình phân li, quá trìnhkhử cácbonát, quá trình phân huỷ sunfat, sunfua và các loại khoáng vật khác th-ờng có mặt trong nguyên liệu ban đầu, quá trình khử ôxit sắt, quá trình ôxy hoáchất hữu cơ còn lại trong nguyên liệu và cháy mùn than trong các lỗ rỗng, táchkhí trong quá trình nóng chảy các cấu tử của phối liệu và những quá trình khác

Số lợng các lỗ rỗng kín và hở phụ thuộc vào mức độ đặc xít của vật liệunung Vật liệu kết khối khi đạt 85% độ đặc tơng đối thì lỗ rỗng xốp hoàn toàn

hở, các lỗ rỗng kín chỉ chiếm một lợng không đáng kể Ban đầu lỗ rỗng kín xuấthiện chậm, sau đó càng về sau càng nhanh dần Khi vật liệu đạt 95% độ đặc tơng

đối thì tất cả những lỗ rỗng trở thành lỗ rỗng kín Độ đặc và độ rỗng của xơngsản phẩm không chỉ là chỉ tiêu chất lợng quan trọng mà còn là dấu hiệu xác địnhphân loại của sản phẩm gốm

Chơng II: giới thiệu về Nguyên liệu và nhiên liệu

I giới thiệu về nguyên liệu sản xuất chính

1 Giới thiệu nguyên liệu:

Trong ngành sản xuất gốm, nguyên liệu sử dụng chủ yếu là các loại đất sétdẻo dễ chảy Đất sét là các loại sản phẩm phong hoá của các khoáng trầm tích,chủ yếu từ các khoáng Caolinhít, Môntmôri-lônhít, Thuỷ mica…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tích Nguyên liệu

đất sét dễ chảy: khoáng đất sét, đá phiến sét, đất sét hoàng thổ…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tích

Đất sét là loại đa khoáng hợp lại, có độ phân tán rất cao, nó đợc tạo nên do

sự phong hoá của các mảnh vỡ quặng trầm tích và thuộc về loại HyđrôAlumôsilicát Có khả năng khi nhào trộn với nớc hình thàh khối vữa dẻo, khốivữa này duy trì đợc hình dáng của mình sau khi ngừng tác dụng lực, có độ bềnnhất định sau khi sấy và có các tính chất nh đá sau khi nung

2 Đất sét:

Đợc tạo nên do quá trình phân hủy vỏ trái đất, là sản phẩm phân hủy vàtác động tơng hỗ với nớc của nhóm khoáng Fenspat (Granít, đá nai, Focfia) vàmột số khoáng khác (tro núi lửa) Sự phân huỷ đó xảy ra do tác động nhiều nămcủa tác nhân khí quyển (không khí, ma, gió, mặt trời, băng tuyết…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tích), lí hoá, sinhhoá xảy ra trên bề mặt quả đất và có thể biểu diễn dới dạng công thức đơn giảnsau:

R2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 + H2O = Al2O3.2SiO2.2H2O + R2CO3 + 4SiO2 Fenspát Caolinnit

Trang 15

Quá trình phong hoá xảy ra trong nhiều năm sinh ra các loại đất sét nh sau:

+ Đất sét Đêluvi: đặc trng cho các lớp khoáng có tính phân vỉa, thành

phần đồng nhất và bị lẫn bẩn bởi các tạp chất hạt nhỏ

+ Đất sét băng hà: có độ tạp chất lớn, bao gồm đá có các kích thớc khác

nhau từ đá tảng đến đá dăm nhỏ

+ Đất sét hoàng thổ: đặc trng cho các lớp khoáng có tính đồng nhất cao.

Đất sét có độ phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn

Ngời ta thấy rằng thành phần vật chất của đất sét bao gồm có sự tham gia của vậtchất sét và tạp chất

Tất cả các khoáng tạo thành đất sét là loại alumôsilicát ngậm nớc Mạng

l-ới tinh thể của các khoáng đất sét này có tính chất lớp, bao gồm các lớp hay là

tấm lặp lại của cụm các khối bốn mặt [SiO4] với tâm là cation Si+4 và khối tám

mặt [AlO6] với tâm là cation Al+3 Sự kết hợp của các lớp từ cụm các khối bốn

mặt [SiO4] và tám mặt [AlO6] có nhiều kiểu khác nhau Sự tổng hợp các lớp hay các tấm từ cụm các khối này hình thành cụm phân tố Tổng hợp n cụm phân tố

hình thành dạng tấm khoáng sét Sự phối hợp các kiểu khác nhau của các lớp haytấm từ cum các khối là dấu hiệu đầu tiên, là quy ớc chủ yếu phân loại khoáng đấtsét ở các lớp của cụm khối bốn mặt [SiO4] và cụm khối tám mặt [AlO6] có sự thay đổi vị trí của các ion đồng hình, điều này có thể giải thích đợc một số hiện tợng và tính chất của khoáng sét

2.1.1Thành phần khoáng

Khoáng caolinít

Là thành phần chính của đất sét, có công thức (Al2O3.2SiO2.2H2O) vớiphân tử lợng là 259, mạng lới tinh thể của nó bao gồm một lớp khối bốn mặtxen kẽ với một lớp khối tám mặt nhờ sự phân bố của các ion điện tích này đã tạolên cấu trúc mạng lới tinh thể caolinít cân bằng điện tích Sự có mặt của các ionHiđrôxyn ỏ bề mặt của các cụm của caolinít là điều kiện để hình thành sự thấm

ớt bề mặt của nó Tuy nhiên các phân tử nớc ở giữa các cum rất ít vì vậycaolinhít không có khả năng liên kết với nớc và không chứa nhiều nớc khi sấy nó

dễ dàng tách lợng nớc liên kết này hơn Chiều dày của các cụm phân tố trungbình 7,2Ao Kích thớc riên biệt của các tấm caolinhít từ 0,13m Nhómkhoáng cao lanh có dikit, nacrit

Khoáng môntmôrilônhít (Al2O3 .4SiO2.nH2O):

Đây là công thức đơn giản nhất tuy nhiên không biểu thị chính sác thànhphần Môntmôrilônhít bởi vì trong cấu trúc mạng lới tinh thể của nó có sự thamgia của các ion khác nh Mg, Fe, Na mạng lới tinh thể đợc hình thành bởi hai lớp

Trang 16

khối bốn mặt bên ngoài và một lớp khối tám mặt 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 điện tích yếu chiều dày các cụm phân tố

Môntmôrilônhít theo chiều dọc từ (9  21,4) AO và chiều dày này có thể tăng

do cụm của các lớp riêng biệt có thể tách ra dới tác dụng nêm tách của các phân

tử nớc hay nói cách khác mạng lới tinh thể của Môntmôrilônhít có tính linh

động (phồng trơng) Do vậy nên khoáng này có khả năng hút một lợng nớc lớn

và giữ nó, khó tách ra khi sấy cũng nh khả năng phồng trơng mạnh khi làm ẩm tăng thể tích lên 16 lần Nớc xâm nhập vào mạng lới tinh thể Môntmôrilônhít có

độ bền liên kết không đồng đều Nhóm khoáng Môntmôrilônhít làm cho đất sét

có khả năng phân tán, trơng nở, độ dẻo, độ nhạy khi sấy khá cao, dễ gây cong

vênh, nứt tách nên thờng phải dùng phụ gia gầy khi sử dụng

Khoáng thuỷ mica (K2O.MgO.4Al2O3.7SiO2.2H2O):

Là sản phẩm phong hoá rất nhiều năm của mica, mạng lới tinh thể tơng tựmạng lới tinh thể của khoáng Môntmôrilônhít Đặc điểm đặc trng của nhómkhoáng này là có sự tham gia trong thành phần các ôxýt kin loại kiềm và kiềmthổ và khả năng thay thế đồng hình của các cation riêng biệt (Si+4 thay bằng Al+3

hay Mg+2) Kích thớc các phần của khoáng tuỷ mica đế 1 m Theo cờng độ liênkết với, nớc khoáng thuỷ mica đứng trung gian giữa caolinít vàMôntmôrilônhít.Hàm lợng các khoáng chính trên trong đất sét yêu cầu lên tới40%

2.1.2 Các tạp chất:

Trong các tạp chất ngời ta phân chúng ra: phần phân tán mịn và tạp chất.Các tạp chất là các hạt có kích thớc lớn hơn 0,5mm Đối với đất sét sử dụngtrong công nghệ gốm xây dựng (loại gốm thô) các tạp chất thờng là các hạt cókích thớc lớn hơn 2mm

Tạp chất quắc:

Thờng gặp trong đất sét ở dạng cát quắc và bụi cát quắc, bụi cát quắc phântán mịn Chúng làm gầy đất sét, làm xấu tính chất tạo hình của nó Cát quắc hạtlớn làm tốt hơn tính chất sấy của đất sét, còn cát quắc hạt nhỏ làm xấu tính chấtsấy của đất sét Các tạp chất cát quắc làm xấu tính chất nung của đất sét, làmgiảm tính bền nứt của sản phẩm mới nung khi làm nguội chúng Tạp chấtFenspat ít gặp trong đất sét mà chỉ gặp trong đất sét nguyên sinh ở dạng tàn d(vẩy) của quá trình phong hoá

Hàm lợng cát quắc cho thấy trong nguyên liệu đất sét có chứa một lợnglớn cát làn giảm khả năng dính kết gây khó khăn cho việc tạo hình sản phẩmmộc làm xốp xơng sản phẩm, làm giảm độ bền cơ học của sản phẩm

Tạp chất cácbonát:

Thờng gặp trong đất sét ở 3 dạng cấu trúc: dạng hạt bụi phân tán mịn phân

bố đồng đều trong thành phần của phối liệu đồng nhất Dạng hạt rời tơi và dạngSinh viên thực hiện: Chu Văn Tiếp – Lớp 42VLHN

Trang 17

bột liên kết, dạng đá dăm cấu trúc đặc – loại này là tạp chất có hại

Các tạp chất các bonát, phân tán mịn bị phân tích khi nung theo phơng

trình

CaCO3 CaO + CO2

Quá trình này làm tăng độ rỗng của xơng gốm và làm giảm độ bền của nó.Chúng không có hại khi sản xuất vật liệu gốm tờng tuy nhiên chúng làm xấu tínhchất của đất sét khi sản xuất các sản phẩm có xơng kết khối và sản phẩmKeamzít Loại tạp chất cácbonát ở dạng rời tơi, dạng bột chúng dễ bị phân huỷ

và chuyển hoá khi gia công cơ học đất sét, trở thành dạng phân tán mịn phân bố

đồng đều trong phối liệu, số lợng của chúng thờng không lớn và vì vậy chúnghoàn toàn không ảnh hởng đến tính chất của đất sét không có hại khi sản xuấtgốm tờng Các tạp chất cácbonát là tạp chất có hại nếu hàm lợng của chúng lớnlại phân bố không đều sẽ gây ra trong sản phẩm có lỗ rỗng và nứt tách sản phẩm

do quá trình tách khí Mặt khác lợng CaO (vôi sống), MgO lẫn trong sản phẩmtrong quá trình xây dựng sẽ hút ẩm tạo thành Hyđrô xýt (vôi tôi) có thể tăng thểtích (2 ữ 3) lần so với thể tích ban đầu gây ứng suất phá hoại kết cấu sản phẩm

Đối với sản phẩm ngói lợp tạp chất này phải đợc loại bỏ bằng cách gia côngnguyên liệu kỹ hơn đối với gạch xây

Tạp chất sắt:

Thờng gặp trong đất sét ở dạng các khoáng phân tán mịn, phân bố đồng

đều là limônhit ở dạng Hyđrôxýt sắt và tạp chất pyrít Tạp chất sắt phân tán mịncho đất sét có màu nâu nhạt đến màu đỏ sẫm, còn xơng gốm nung có màu từmàu kem đến mầu hồng nhạt rồi đến màu đỏ

Khi nung đất sét trong môi trờng ôxi hoá, tất cả sắt chuyển sang dạng ôxýt còn trong môi trờng khử các ô xít chuyển thành dạng hợp chất sắt thấp (bịkhử), sản phẩm có mầu xanh lá cây với việc tăng hàm lợng sắt trong đất sét sẽlàm sản phẩm sau nung có mầu sẫm hơn và có thể chuyển thành mầu đen Tácdụng nhuộm mầu của ô xít sắt rất yếu khi có mặt trong đất sét tạp chất cácbonátphân tán mịn Phụ thuộc vào tỉ lệ giữa Fe2O3 và CaO xơng sản phẩm sau khinung có mầu hồng nhạt (có giá trị 0,4) mầu vàng (có giá trị 0,3) , mầu vàng nhạt(có giá trị 0,2) Các hợp chất ô xít sắt thờng có phản ứng lớn hình thành các phanóng chẩy silicát sắt (pha tinh thể), có khả năng làm chặt lớn nhất xơng gốm (kếtkhối) Sự có mặt của tạp chất sắt phân tán mịn rất có hại cho xơng gốm trắng(nh sành ,sứ, sản phẩm ốp mặt), ngợc lại có lợi đối với sản phẩm có xơng kếtkhối nh ống cống, tấm lát nền, cũng nh gạch xây, Keramzit và aglôporít

Tạp chất pyrít sắt (FeS2) cũng gây ra cho các sản phẩm khi nung các hợpchất nóng chẩy ô xít sắt thấp còn các tập chất sắt hạt nhỏ gây ra các vết lấm tấm

đen, vết đầu ruồi, tơng tự tạp chất xôđêrít (FeCO3) cũng gây ảnh hởng nh pyrítnhng yếu hơn

Những hợp chất sắt đều là chất trợ dung chúng có khả năng làm giảmkhoảng nhiệt độ kết khối nếu hàm lợng này lớn sẽ gây khó khăn cho quá trình

Trang 18

Muối sunfatnatri (Na2SO4) là loại tạp chất có hại nó kết tinh với 10 phân tửnớc trong các lỗ rỗng của sản phẩm đã nung có thể gây ra phá huỷ sản phẩm (khihàm lợng đến 1,5%)

Các tạp chất hữu cơ:

Chúng nhuộm màu đất sét thành màu đen Trong khi nung chúng bị cháy

và đồng thời tách khí và là nguyên nhân hình thành môi trờng khử bên trong

x-ơng Hiện tợng này có lợi trong sản xuất Kezamzít, ngợc lại chúng có tác dụngxấu đối với sản phẩm xơng kết khối, nó hình thành các lỗ rỗng khuyết tật trongxơng

Chất hữu cơ trong đấ sét dễ chẩy là 15 % Các tạp chất có kích thớc lớn (xác

động thực vật) đợc tách ra khi gia công đất sét , phần còn lại sẽ bị cháy khi nung

2.1.3.Thành phần hoá của đất sét:

Thành phần hoá của đất sét đợc biểu thị bằng phần % ( khối lợng số mol) của các ô xít có trong nguyên liệu

Là đặc trng quan trọng của đất sét, trong một mức độ lớn nó xác định phạm vi sửdụng thích hợp của các loại đất sét sản xuất các loaị sản phẩm xác định thôngqua việc đánh giá và biểu thị ở mỗi phần trong biểu đồ của A I Avgustinhik Thành phần hoá của đất sét sản xuất gạch và đá gốm bao gồm các loại ôxyt:SiO2, Al2O3 , CaO , MgO , Fe2O3 , Na2O , K2O

5-Vùng sản xuất gạch clanhke 6-Vùng sản xuất gạch xây 7-Vùng sản xuất keramzít

1

Trang 19

Ôxit silic (SiO2):

Có mặt trong đất sét dới dạng liên kết (trong thành phần của cáckhoáng hình thành đất sét) và ở dạng tự do (cát quắc) hàm lợng lớn ô xít silíc tự

do cho thấy trong nguyên liệu sét có chứa một lợng lớn cát, làm tăng độ xốp củaxơng và làm giảm độ bền cơ học của sản phẩm Một nguyên liệu nh vậy ít cóhiệu quả hoặc hoàn toàn không dùng đợc để sản xuất các sản phẩm có hình dángphức tạp Hàm lợng chung của ô xít silíc trong đất sét trong khoảng 55  65%trong đất sét pha cát đạt đến 80  85 % đất sét để sản xuất gạch có SiO2 5075% Hàm lợng hàm lợng lớn ô xít silíc tự do cho thấy trong nguyên liệu đất sét

có chứa một lợng lớn cát làm giảm độ dẻo của đất sét, giảm khả năng dính kếtgây khó khăn cho việc tạo hình sản phẩm mộc làm xốp xơng sản phẩm, làmgiảm độ bền cơ học của sản phẩm

sẽ giảm, để sản xuất các khối gốm thành mỏng hàm lợng Al2O3 phải nằm trongkhoảng 13  20% còn SiO2 50  75% còn khi hàm lợng Al2O3 trong nguyên liệu

ít hơn thì cần phải gia công cẩn thận hơn Hàm lợng Al2O3 trong gạch từ 10 15%.Còn trong đất sét chịu lửa loại quí thì hàm lợng Al2O3 đến 32  35% haycao hơn Hàm lợng Al2O3 trong đất sét càng cao thì đô dẻo và độ chịu lửa củanguyên liệu cao dễ tạo hình đối với sản phẩm có hình dạng phức tạp, tạo điềukiện dễ dàng cho quá trình nung sản phẩm do khoảng kết khối rộng, độ bền củasản phẩm đợc nâng cao nhờ sự tạo thành khoáng mulít, nếu hàn lợng Al2O3 cần

đa thêm vào phối liệu phụ gia gầy để điều chỉnh độ co khi sấy và nung của sảnphẩm

Ôxit canxi (CaO) các sunfat (CaSO4):

Tham gia vào trong thành phần của các vật liệu dới dạng đá vôi (CaCO3)

đá đôlômit (Ca,Mg(CO3)2) và các khoáng khác Khi ở trạng thái phân tán mịn vàphân bố đồng đều trong đất sét, CaO làm giảm khả năng liên kết và hạ thấp nhiệt

độ nóng chảy của đất sét Khi nung ở nhiệt độ cao CaO phản ứng cùng với Al2O3

và SiO2 hình thành chất nóng chảy ơtecti ở dạng thuỷ tinh alumôsilicat canxi,làm giảm đột ngột nhiệt độ nóng chảy của đất sét ôxyt canxi làm khoảng nóngchảy của đất sét bị thu hẹp (khoảng nung bé) và gây khó khăn cho quá trìnhnung sản phẩm do khả năng có thể bị biến dạng Khi hàm lợng CaCO3trong đấtsét khoảng 10%, đất sét có khoảng kết khối là 30400C Khoảng nóng chảy của

đất sét trong những trờng hợp nh vậy có thể mở rộng hơn bằng cách thêm phụgia cát thạch anh vào Khi nhiệt độ nung sản phẩm dới 10000C, tác dụng của đávôi đợc thể hiện chủ yếu ở sự thay đổi độ xốp và độ bền của sản phẩm và ít khithể hiện nh là một chất trợ dung Do sự phân ly hình thành khí CO2 mà độ xốp

Trang 20

của xơng sản phẩm tăng lên, đồng thời độ bền giảm xuống Hàm lợng đáng kểcủa CaO làm cho sản phẩm tơi màu hơn (màu vàng, màu kem) ngay cả khi cómặt ôxyt sắt chẳng hạn khi tỷ lệ giữa Fe2O3 và CaO không < 0,4% thì mầuvàng, còn khi tỷ lệ này là 0,2% thì có mầu vàng nhạt Đất sét có chứa nhiều tạpchất đá vôi dới dạng kết hạt phải đợc nghiền rất mịn (kích thớc hạt cần phải nhỏhơn 0,6 mm), tốt hơn là gia công theo phơng pháp hồ Phơng pháp này đảm bảoloại bỏ hoàn toàn tạp chất

Đối với sản phẩm gạch ngói nếu hàm lợng CaCo3 và MgO nhiều trongnguyên liệu đất sét sẽ làm cho sản phẩm gạch, ngói bị nứt tách do quá trình thoátkhí, mặt khác lợng Cao(vôi sống) và MgO lấn trong sản phẩm trong quá trìnhxây dựng sẽ hút ẩm tạo thành các Hyđrô xýt(vôi tôi) có thể tăng thể tích lên 2

đến 3 lần so với thể tích ban đầu gây ứng suất phá hoại kết cấu sản phẩm

Ôxit manhê (MgO):

Đợc coi nh là một chất trợ dung có tác dụng tơng tự nh CaO, chỉ có ảnh ởng ít hơn đến khoảng kết khối của đất sét

h-Ôxit kim loại kiềm (Na2O, K2O):

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 xơng sản phẩm và tăng

độ bền của nó Các ôxyt kiềm này tham gia trong thành phần của một số khoángtạo thành đất sét, nhng trong đa số các trờng hợp chúng có mặt trong tạp chất ởdạng các muối hoà tan và cát fenspat Sự có mặt trong nguyên liệu sét muối hoàtan (đến 1,5 %) sunfat và các muối NaCl, Mg, Ca, Fe sẽ gây ra sự bạc màu (cácvết trắng) trên bề mặt của sản phẩm, điều đó không những làm hỏng hình dạngbên ngoài mà còn góp phần phá huỷ lớp bề mặt của sản phẩm

Các ôxit sắt:

Thờng gặp trong đất sét ở dạng các hợp chất ôxit (hêmatit, hyđrôxyt ) cáchợp chất ôxit thấp (xiđêrit, ankirit, pyrit ), các hợp chất ôxyt hỗn tạp (manhêtit,glaucônit ) Những hợp chất này là những chất trợ dung mạnh, chúng có khảnăng làm giảm khoảng nhiệt độ kết khối của đất sét, làm giảm khoảng nóngchảy của đất sét (trừ các ferôsilicat) Bằng cách thay đổi môi trờng lò từ ôxy hoá

đến môi trờng khử (ở giai đoạn cuối của quá trình nung) ngời ta có thể nhận thấytác dụng lớn của các hợp chất sắt nh là những chất trợ dung Các hợp chất nàylàm cho sản phẩm sau khi nung có màu từ kem nhạt đến đỏ thẫm, tuỳ theo hàmlợng của chúng trong đất sét

Các sunfua thờng gặp trong đất sét dễ chảy chủ yếu là pyrit (FeS) vàmackarit (FeS2) Hàm lợng ôxyt sắt trong đất sét (tính quy đổi ra Fe2O3) dao

động từ một phần trăm trong đất sét trắng tinh khiết, đến 8 10% trong đất sétlàm gạch chúng là ô xýt tạo mầu cho sản phẩm

Ôxit Titan (TiO2):

Trang 21

Tham gia vào trong thành phần đất sét dới dạng các tạp chất, hàm lợng của

nó không quá 1,5% TiO2 cho xơng có màu sắc xanh Tác dụng cờng độ nhuộmmàu của TiO2 vào khoảng 2/3 cờng độ nhuộm màu của Fe2O3

a.Theo TCVN 1451-86 đất sét để sản xuất gạch phải có thành phần hoá học nh sau:

Thành phần hạt của nguyên liệu đất sét rất đa dạng, bao gồm:

số hạt có kích thớc nhỏ hơn Do đó trong một số trờng hợp thành phần này lànguyên nhân của một số đặc tính khi đất sét tác dụng tơng hỗ với nớc Sự phânloại theo 3 thành phần hạt này có thể biểu diễn trên biểu đồ tam giác thành phầnhạt, mỗi đỉnh là một thành phần hạt Biểu đồ tam giác thành phần hạt rất thuậnlợi để biểu diễn kiểm tra thành phần phân tích cỡ hạt của đất

Trang 22

Các hạt có kích thớc nhỏ hơn 5m là phần vật chất sét, chúng quyết địnhcác tính chất cơ bản của nguyên liệu sét Tăng hàm lợng của những cỡ hạt cókích thớc dới 1m làm cho đất sét khó tan rữa trong nớc, độ dẻo và độ nhậy khisấy tăng, độ co không khí và co toàn phần tăng Với loại đất sét này ngời ta th-ờng đa vào nguyên liệu gầy – cát, samốt Tăng hàm lợng của những nhóm hạtbụi trong đất sét làm tăng độ nhậy của đất sét đối với quá trình sấy và nung, làmgiảm độ bền của sản phẩm.

Đặc trng của nguyên liệu sét phụ thuộc vào hàm lợng của các nhóm hạt sét,hạt bụi, hạt cát đợc giới thiệu ở bảng sau

a.Theo TCVN 1451 – 86 đất sét sản xuất gạch phải có chỉ tiêu cỡ hạt nh sau:

lợng các hạt: hạt mịn kích thớc nhỏ hơn 0,005 mm: 10-64%; hạt kích thớc 0,05 mm: 16-43%; hạt lớn hơn 0,05 mm là 3-18% Các cỡ hạt mịn

0,005-(0,005-0,05) gây khó khăn cho quá trình sấy và nung ngói, làm tăng khả năngxuất hiện cong vênh, hình thành vết nứt Các cỡ hạt lớn làm giảm độ bền cơ học,làm tăng độ hút nớc và độ xuyên nớc Hàm lợng của các kích thớc nhỏ hơn haybằng 2m trong hỗn hợp phải đạt 23 – 55% Kích thớc của các hạt bé nhất trongnguyên liệu cần nhỏ hơn hoặc bằng 2m là tốt nhất, nhng hàm lợng phần cỡ hạt 2– 20 m không đợc vợt quá 50% Các hạt có đờng kính lớn hơn 20m ảnh hởngrất lớn đến đặc điểm kết cấu và cấu trúc của ngói Hàm lợng cỡ hạt này cần nằmtrong khoảng 8 – 50%

b.Theo TCVN 1451 – 86 đất sét sản xuất ngói phải có chỉ tiêu cỡ hạt nh sau:

Trang 23

2.1.5 Các tính chất công nghệ của đất sét:

+ Độ dẻo: là khả năng của đất sét khi nhào trộn với nớc tạo thành hỗn hợp

dẻo, cho phép tạo hình với hình dáng bất kỳ Dới tác dụng của ngoại lực nó có

độ bền nhất định Độ dẻo của đất sét đợc đánh giá qua chỉ số dẻo D đợc tính nhsau:

D = W1 – W2 (%)

Trong đó: W1 : Độ ẩm của đất sét ở giới hạn dới độ lu động

W2 : Độ ẩm của đất sét ở giới hạn lăn vê

Theo giá trị này độ dẻo của đất sét đợc chia làm 5 nhóm:

+ Đất sét dẻo cao: D > 25+ Đất sét dẻo trung bình: D = 15  25 + Đất sét dẻo thờng: D = 7  15+ Đất sét kém dẻo: D = 1  7+ Đất sét không dẻo: D ≈ 1

Độ dẻo của đất sét phụ thuộc trớc hết vào thành phần cơ học của nó Vớiviệc tăng độ phân tán của đất sét thì tính dẻo cũng tăng, khi này ảnh hởng

mạnh nhất đến tính dẻo của đất sét là hàm lợng các hạt kích thớc nhỏ hơn 0,5

m Tính dẻo của đất sét còn phụ thuộc rất lớn vào loại khoáng sét

Trong đồ án tốt nghiêp sử dụng đất sét Hơng Nộn – Tỉnh Phú Thọ có độ dẻo

D = 20,6%

+ Tính tạo hình: là khả năng chịu sự biến dạng của nó mà không bị phá huỷ cấu

trúc

+ Tính chịu kéo: là giới hạn sự dãn dài tơng đối của đất sét khi mẫu có xuất

hiện nứt, hoặc đứt Ngời ta đã xác lập trị số chịu kéo của đất sét hoàn toàn ảnh ởng đến tính bền, nứt của sản phẩm gốm

h-+ Nhiệt độ kết khối: là nhiệt độ nung mẫu thử để sản phẩm gạch hoặc ngói có

độ hút nớc không quá 5% nhng vẫn giữ ngyên hình dáng ban đầu không bị biếndạng Khoảng nhiệt độ kết khối T là hiệu giữa nhiệt độ kết khối T1 và nhiệt độbiến dạng T2 có ý nghĩa quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ nung cần đạttrong quá trình gia công sản phẩm

2.1.6- Các chỉ tiêu kỹ thuật của đất sét để sản xuất gạch rỗng.

100200

Trang 24

200Các chỉ tiêu trên thử theo TCVN 4344 : 1986 và TCVN 4352 : 1986.

3- Vật liệu phụ gia

Trong sản xuất gạch ngói ngời ta còn sử dụng các loại vật liệu phụ gia,chúng đợc chia ra các loại:

- Các loại phụ gia cải thiện tính chất tạo hình của phối liệu (đất sét có độ dẻocao, các chất hoạt tính bề mặt)

- Các loại phụ gia cải thiện điều kiện nung (tro nhiệt điện, xỉ than đá)

- Các loại phụ gia cải thiện tính chất sấy (samốt, cát, đất sét đã khử nớc, mùn a )

- Các loại phụ gia làm tăng độ bền cơ cho sản phẩm (mảnh vỡ thuỷ tinh, quặngpyrit, quặng sắt)

- Các loại phụ gia có tính chuyên dùng để cải thiện tính chất màu sắc của sảnphẩm, ngăn cản quá trình bạc màu, làm trung hoà ảnh hởng của các tạp chất tựnhiên có trong đất sét (những chất nhuộm màu, thuỷ tinh lỏng )

- Các phụ gia gầy không chứa các cỡ hạt lớn (trên 2 mm) và hàm lợng cỡ hạt cókích thớc nhỏ hơn 0,25 mm không vợt quá 20% Các nhóm hạt kích thớc 0,3 –1mm cần chiếm khoảng 60% Tốt nhất là chất làm gầy có bề bặt nhám và hìnhdạng thì không cân đối Sử dụng cát hạt nhỏ với việc tăng hàm lợng các nhómhạt bụi có thể làm tăng khả năng phân lớp của phối liệu Khi đa vào 25% cát thì

sẽ làm giảm mác của sản phẩm, tăng độ giòn của chúng và đôi khi khả năng bịnứt cũng tăng lên Khi đa vào đất sét độ dẻo thấp trên 18 – 20% mùn ca thì độbền sản phẩm giảm Khi đa vào những vật liệu có độ ẩm thấp (mảnh vỡ viên mộc

đã nghiền, đất sét đã sấy sơ bộ, đất sét đã khử nớc ) sẽ làm giảm độ ẩm tự nhiêncủa sản phẩm đem nung Số lợng phụ gia cháy đa vào phụ thuộc vào nhiệt lợngcủa chúng và có thể chiếm tới 60% hay hơn lợng nhiên liệu cần thiết cho quátrình nung (con phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu và yêu cầu của sảnphẩm)

- Hiện nay ngời ta chú ý đến nhiều việc nghiên cứu và sử dụng rộng rãi các loạiphế thải của các ngành sản xuất khác trong sản xuất gốm xây dựng nh: tro và xỉnhiệt điện, phế thải của ngành khai thác và làm giàu nhiên liệu rắn Tuy nhiênvấn đề này ở nớc ta còn ít đợc quan tâm Việc sử dụng tro xỉ, phế thải của quátrình làm giàu than cho phép giảm chi phí nhiên liệu trong sản xuất gạch Chẳnghạn khi cho vào phối liệu 15% tro than thì hầu hoàn toàn không phải đa thêmnhiên liệu khi nung (chiếm khoảng 2 – 33% lợng nhiên liệu cần thiết cho quátrình nung) Điều này cho phép giảm giá thành sản phẩm, giữ đợc sự trong sạchcho môi trờng

Trong đồ án tốt nghiệp: loại phụ gia sử dụng đó là các mảnh vỡ sản phẩm.

Việc tận dụng lại nguồn mảnh vỡ sản phẩm là một vấn đề đợc nhiều ngời quantâm vì nó liên quan đến vấn đề môi tròng phải giải quyết Có thể tận dụng phếthải này làm phụ gia gầy

II nguyên liệu sử dụng

1 Đối với gạch hai lỗ rỗng

1.1 Nguyên liệu dẻo

Trang 25

Từ yêu cầu với nguyên liệu dẻo để sản xuẩt gạch hai lỗ (mục II.1.1) ta lựachọn đất sét Hơng Nộn – Tỉnh Phú Thọ

Bảng thành phần hoá của đất sét Hơng Nộn (%):

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN 

WTN

(%)

Màusắc saunung

0 (g/cm3)

nhiên

Tựnhiên

Saunung

1.2 Nguyên liệu gầy

ở đây ta sử dụng là phế phẩm sản xuất Phế phẩm sản xuất có thành phầnhoá tơng tự thành phần hoá của phối liệu, nó có tác dụng làm giảm độ co sấycũng nh độ co nung Lợng nguyên liệu gầy đa vào trong phối liệu với hàm lợngnhỏ là 3%

1.3 Phụ gia cháy

Sử dụng than cám 5 (Quảng Ninh-Việt Nam) có nhiệt trị Q=5510Kcal/kg.Bảng thành phần hoá của than cám 5

Thành phần (%) Alv Slv Clv Hlv Nlv Olv Wlv Σ

Than cám 5 25,53 1,65 62,65 1,45 0,83 1,45 6,5 100

MKNthan = 100 - Alv = 100 – 25,53 = 74,47

Bảng thành phần hoá của tro than cám 5.

SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 CaO MgO SO3 MKN ∑

III.TíNH TOáN THàNH PHầN PhốI LIệU:

1 Tính toán thành phần phối liệu để sản xuất gạch xây 2 lỗ rỗng:

Nguyên liệu để sản xuất gạch xây hai lỗ rỗng bao gồm:

- Đất sét Hơng Nộn – Tỉnh Phú Thọ

- Mảnh vỡ sản phẩm

-Than cám 5 (Quảng Ninh)

1.1 Bảng thành phần hoá của đất sét Hơng Nộn (%):

- Quy thành phần hoá của đất sét về sau nung

% 38 , 63 2 , 8 100

100 2

, 19 3

Trang 26

% 58 , 9 2 , 8 100

100 8

, 8

100 2

100 1

100 6

, 2

100 7

, 0

Bảng thành phần hoá của đất sét qui về sau nung

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 

63,38 20,91 9,58 1,31 1,23 2,83 0,76 100

1.2 Bảng thành phần hoá của tro than cám 5.

SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 CaO MgO SO3 MKN ∑

- Quy thành phần hoá của tro than sau nung

9 , 95

100 61

9 , 95

100 4 , 28 3

AL

9 , 95

100 4 , 4 3

9 , 95

100 3 ,

100 8 , 0

SO Bảng thành phần hoá của tro than qui về 100%.

SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 CaO MgO ∑

Số liệu tính toán:

- Khối lợng thể tích của 1 viên gạch đặc: 0=1,85 g/cm3

- Sản phẩm ở đây là gạch có 2 lỗ rỗng, đờng kính mỗi lỗ là: 2,5cm

1.3 Xác định khối lợng của 1 viên gạch không pha than sau khi nung

2 ) 4

2 2

L: chiều dài của viên gạch

B: chiều rộng của viên gạch

H: chiều cao của viên gạch

D: đờng kính lỗ rỗng

- Khối lợng thể tích của 1 viên gạch đặc không pha than sau nung: 0=1,85 g/cm3

Suy ra khối lợng của viên gạch không pha than sau khi nung

Trang 27

§å ¸n tèt nghiÖp GVHD: PGS TS Vò Minh §øc

KÝch thíc cña viªn méc:

Dµi =

5 100

100 220



 = 231,58 (mm)

Réng =

5 100

100 105



 = 110,53 (mm)

Cao =

5 100

100 60

100 2165

100

100 0

100 2

, 8 100

100 2165

100

100 100

100 0

s

W MKN

* Khèi lîng thÓ tÝch :

01 =

6 , 1411

2620

1

' 1

100 58

, 231



 = 236,3 (mm)

Réng =

2 100

100 53

, 110



 = 112,8 (mm)

Cao =

2 100

100 16

, 63

10 100 2620 100

100

' 1

Trang 28

1.4 Xác định lợng than cần dùng để nung 1 viên gạch mộc:

Theo yêu cầu thì phải cần thì lợng than tiêu tốn để nung 1000 viên gạchchuẩn là từ 70190 kg, dự tính dùng 115 kg than/1000 viên gạch chuẩn có nhiệttrị tiêu chuẩn Q=7000Kcal/kg Vậy với loại than sử dụng (Q= 5510 Kcal/kg) thì

142,51x0,7 = 99,756 (Kg)

Suy ra khối lợng than dùng cho 1 viên gạch là:

 1000

756 , 99

0,1 (Kg)

Vậy %đất và %than có trong phối liệu khi cha phối hợp phụ gia:

 2 , 3584 1

, 0

3584 , 2

96%

%Than1 = 0,1 02,1,3584

Ta có:

Khi cha phối hợp phụ gia gày thì % (đất sét + than) là 100%

Phối hợp 3% phụ gia gầy vào phối liệu thì % (đất sét + than) là: 100- 3 = 97%.Vậy:

100% (đất sét + than) thì có 96% đất sét và 4% than

97% (đất sét + than) thì có x% đất sét và y% than

x = 97%

% 100

% 96 = 93,12%

y = 97%

% 100

% 4 = 3,88%

Kết luận :Vậy phối liệu có thành phần (theo khối lợng) là:

% 68 , 58 64 , 7 100

100 2

100 88

, 17 3

% 87 , 8 64 , 7 100

100 19

100 12

100 02

100 42

, 2

100 65

, 0

Trang 29

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O 

+ Than = 3,88%

Bảng thành phần hoá của tro than cám 5.

Cấu tử SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 CaO SO3 MKN ∑

Tro

than

0,630 0,293 0,045 0,014 0,008 2,889 3,880Quy thành phần hoá của tro than về sau nung:

% 65 , 0 889 , 2 100

100 008

, 0 100

100 63

100 008

, 0 100

100 293

100 008

, 0 100

100 045

100 008

0 100

100 014

Bảng thành phần hoá của mảnh vỡ sản phẩm đã chuyển về sau nung

Cấu tử SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O 

100 31 ,

59

54 , 93

100 88

, 17 3

AL

% 53 , 9 92 , 8

100 19

100 12

100 02

100 42

, 2

0 , 75 %

54 , 93

100 65

, 0

Na

Trang 30

1.6- Với % các cấu tử trong phối liệu nh đã tính ta có bảng thành phần hoá

của phối liệu.

Cấu tử %Đất sét %Tro than %P.Gia %Đất+%Tro+%P.Gia

100 01

, 0 100

100 73

, 56

100 01

, 0 100

100 8

, 18 3

% 52 , 9 53 , 10 100

100 01

, 0 100

100 58

, 8 3

100 01

, 0 100

100 17

100 01

, 0 100

100 06

100 01

, 0 100

100 50

, 2

0 , 75 %

53 , 10 100

100 01

, 0 100

100 67

, 0

Cấu tử SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O ∑

Phối liệu

sau nung 63,41 21,02 9,52 1,31 1,18 2,79 0,75 100

+ Kiểm tra trên biểu đồ Avgustinhik

Quy thành phần hoá của phối liệu sau khi nung về số Mol theo công thức:

xýt

ô xýt

ô PTL

xýt

ô Σ

=

Trong đó: PTLôxýt là phân tử lợng của Ôxýt đó

Sau khi tính toán thu đợc kết quả nh sau:

Trang 31

Tính tỉ số:

056 , 1

206 , 0

2

3 2



SiO

O Al

= 0,195

RRR

1 Đất sét cho gốm tinh và các sản

phẩm chịu lửa (Samốt)

4 Đất sét để sản xuất ngói

5 Đất sét để sản xuất gạch Clanh ke

6 Đất sét để sản xuất gạch xây

7 Đất sét để sản xuất Keramzít

2 ) 4

2 2



L

 Vg =Vtp-Vr=1386 - 215,875 = 1170,125 cm3.Trong đó:

L: chiều dài của viên gạch

B: chiều rộng của viên gạch

H: chiều cao của viên gạch

D: đờng kính lỗ rỗng

Khối lợng thể tích của viên gạch có pha than sau khi nung là 0 =1,8g/cm3

Suy ra khối lợng của viên gạch đã pha than sau khi nung

100 220



 = 231,58 (mm)

Rộng =

5 100

100 105



 = 110,53 (mm)

Cao =

5 100

100 60

0,154

0,1 0,2 0,3

A

Trang 32

100 53

, 10 100

100 2106

100

100 100

100

0

S

W MKN

*Khối lợng thể tích:

on =

6 , 1411

4 , 2615

100 58

, 231



 = 236,3 (mm)

Rộng =

2 100

100 53

, 110



 = 112,8 (mm)

Cao =

2 100

100 16

, 63

10 100 4 , 2615 100

Sau sấy TN 231,58 110,53 63,16 10 1850 1,617.10-3 2,62Sau tạo hình 236,3 112,8 64,4 20 1940 1,72 10-3 2,94

2 Tính toán thành phần phối liệu để sản xuất ngói lợp:

Nguyên liệu để sản xuất ngói lợp bao gồm:

- Đất sét Hơng Nộn

- Mảnh vỡ sản phẩm

2.1 Bảng thành phần hoá của đất sét Hơng Nộn (%):

Trang 33

- Quy thành phần hoá của đất sét về sau nung

% 38 , 63 2 , 8 100

100 2

, 19 3

% 58 , 9 2 , 8 100

100 8

100 2

100 1

100 6

, 2

100 7

, 0

Bảng thành phần hoá của đất sét qui về sau nung

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 

63,38 20,91 9,58 1,31 1,23 2,83 0,76 100

2.2- Mảnh vỡ sản phẩm.

+Đất sét sau nung và mảnh ngói vỡ nghiền mịn do vậy chúng có cùng thànhphần hoá với nhau:

Bảng thành phần hoá của mảnh vỡ sản phẩm đã chuyển về sau nung

Cấu tử SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O 

Đất sét 58,68 19,36 8,87 1,21 1,11 2,62 0,71 92,56

Phụ gia 59,33 19,66 8,82 1,22 1,11 2,62 0,71 93,54 Quy thành phần hoá của phụ gia về 100% sau nung:

% 4 , 63 54 , 93

100 31 ,

59

54 , 93

100 88

, 17 3

AL

% 53 , 9 92 , 8

100 19

100 12

100 02

100 42

, 2

0 , 75 %

54 , 93

100 65

, 0

+ Gọi phần trăm phụ gia trong phối liệu là : y

x + y = 100%

+ Khi phối hợp 3% phụ gia gầy(mảnh vỡ sản phẩm) vào phối liệu

ta có: y = 3%

 x = 100% - y = 100% - 3% = 97%

Vậy %đất sét = 97% %phụ gia = 3%

+ Với % các cấu tử trong phối liệu nh đã tính ta có bảng thành phần hoá củaphối liệu:

+% Đất sét = 97%

Cấu SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O MKN Tổng

Trang 34

100 45

, 56

100 62

, 18 3

% 28 , 9 8 100

100 54

100 16

100 07

100 52

, 2

100 68

, 0

SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O 

100 26

, 63

87 , 98

100 87

, 20 3

AL

% 58 , 9 87 , 99

100 57

, 9 3

87 , 99

100 3

100 2

100 82

, 2

K

0 , 76 %

87 , 99

100 76

, 0

+ Kiểm tra thành phần phối liệu trên biểu đồ Avgustinhik

Trang 35

ô PTL

xýt

ô Σ

=

Trong đó: PTLôxýt là phân tử lợng của Ôxýt đó

Sau khi tính toán thu đợc kết quả nh sau:

Ôxýt SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O

Phối liệu 63,42 20,92 9,59 1,30 1,21 2,83 0,76Phân tử lợng 60,06 101,9 159,7 56,1 40,3 94,2 62

Tính tỉ số:

055 , 1

205 , 0

2

3 2



SiO

O Al

= 0,194

RRR

1 Đất sét cho gốm tinh và các sản

phẩm chịu lửa (Samốt)

4 Đất sét để sản xuất ngói

5 Đất sét để sản xuất gạch Clanh ke

6 Đất sét để sản xuất gạch xây

7 Đất sét để sản xuất Keramzít

Trên biểu đồ Avgustinhik ta thấy rằng

điểm A(0,194; 0,156) nằm trong vùng 4 nên phối liệu có thành phần hoá đảmbảo để sản xuất ngói lợp

2.3.Tính toán các thông số của ngói lợp.

a/ Thông số cho trớc

Wtạohình = 20%

Wsấy tự nhiên = 10%

Độ co khi sấy: CSTN = 2%

Độ co khi nung(sấy nung cùng thiết bị): CTP = 5%

Mất khi nung: MKNpl = 8%

5

6 7

0,156

0,194

0,1 0,2 0,3

A

Biểu đồ Avgustinhik

Trang 36

100 340



 = 357,9 (mm)

Rộng =

5 100

100 205



 = 215,8 (mm)

Cao =

5 100

100 50

100 10

11 , 1 5 100

100 8

100

100 1

, 2 100

100 100

100

0

S

W MKN

54 , 2



 = 2190 (kg/m3)

+ Sau khi tạo hình trớc sấy tự nhiên:

Viên mộc sau khi tạo hình, đạt độ ẩm Wth= 20% ; Wsau STN = 10%

co sấy tự nhiên CSTN = 2%

- Kích thớc bao của viên ngói mộc:

Dài =

2 100

100 9

, 357



 = 365,2 (mm)

Rộng =

2 100

100 8

, 215



 = 220 (mm)

Cao =

2 100

100 6

, 52

100 10

17 , 1 2 100

10 100 54 , 2 100

86 , 2

Trang 37

19 , 1 100

32 , 4 100

chơng III: Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.

Việc xây dựng nhà máy sản xuất gốm xây dựng cần phải gắn liền nguồncung cấp nguyên liệu chính đó là đất sét và phải gắn với thị trờng tiêu thụ Thị tr-ờng tiêu thụ các loại sản phẩm này là các khu đô thị, các trung tâm côngnghiệp…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tíchĐịa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với các nguyên tắc thiết kếcông nghiệp, phải đảm bảo cho chi phí vận chuyển nguyên vật liệu, tiêu thụ sảnphẩm thấp Đó là cơ sở để hạ giá thành sản phẩm, tạo sự cạnh tranh tốt Đồngthời địa diểm nhà máy không đặt quá gần trung tâm vì tại đó không thuận tiệncho việc vận chuyển nguyên vật liệu, giá thành đất xây dựng lớn làm tăng chi phí

đầu t, hiệu quả kinh tế giảm Sau khi xem xét các địa điểm xây dựng, tìm hiểunhu cầu thực tế xây dựng của các tỉnh, thành phố lân cận, cũng nh nguồn cungcấp nguyên vật liệu, nhiên liệu, hệ thống giao thông vận tải…việc chuyển sang vật liệu lợp có diện tích Nhận thấy địa

điểm xây dựng nhà máy tại xã Hồng Đà - huyện Tam Nông – Tỉnh Phú Thọ,cách quốc lộ số2 Sơn Tây – Lai Châu 500 m là khá hợp lý Sở dĩ ta chọn địa

điểm ở đây là do nơi đây có những u điểm sau:

1 Diện tích xây dựng

Mặt bằng xây dựng rộng 3,5 (ha) đủ cho điều kiện xây dựng và đầu t mở rộng

2 Về hệ thống giao thông vận tải

Xã Hồng Đà - Huyện Tam Nông –Tỉnh Phú Thọ là huyện nằm ở cửa ngõ

phía đông của tỉnh Phú Thọ giáp ranh với Huyện Ba Vì – Hà Tây, nằm dọcquốc lộ số2 Đây là một quốc lộ quan trọng nối liền Hà nội - Hà tây- Hoà Bình– Phú Thọ và các tỉnh phía tây bắc Tổ Quốc Có hệ thống giao thông liênhuyện, liên tỉnh thuận lợi, cách trung tâm Thành phố Sơn Tây của Tỉnh Hà Tây

12 km về phía đông, Về phía nam cách cầu Trung Hà bắc qua sông Hồng 2km

Đây là những xã của Tỉnh Phú Thọ sẽ chuyển về Hà Nội trong năm 2008 Dovậy rất thuận lợi cho việc đi lại trong thời gian xây dựng cũng nh trong sản xuấtsau này

Trang 38

3 Nguồn cung cấp nguyên vật liệu

Địa điểm nhà máy nằm ở huyện Tam Nông, là nơi thuận tiện cho giao thông

vận tải Do vậy rất thuận tiện cho việc cung cấp nguyên vật liệu từ nơi khác đếnnhà máy

+ Đất sét là nguyên liệu chính đợc khai thác ở địa phơng với trữ lợng lớn cóthể sử dụng trong vòng 50 - 60 năm

+ Than: sử dụng than Quảng Ninh lấy từ cảng Sơn Tây sau đó dùng ôtô đa

về nhà máy với khoảng cách vận chuyển là 20 km

4 Nguồn cung cấp điện, nớc và nhân lực

+ Điện: sử dụng nguồn điện 6,5 Kw đi qua Nhà máy do trạm điện HuyệnTam Nông – Tỉnh Phú Thọ quản lý, đủ phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt chotoàn Nhà máy

+ Nớc: đợc cung cấp từ hệ thống giếng khoan của Nhà máy với trữ lợng đápứng đủ nhu cầu cho toàn Nhà máy

+ Nhân lực cho Nhà máy đợc tuyển chọn từ các xã lân cận của huyện TamNông và các khu vực dân c của huyện Ba Vì tỉnh Hà Tây Việc xây dựng nhàmáy gần Thành Phố SơnTây là trung tâm lớn về kinh tế và văn hoá của Tỉnh HàTây sau này nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp đào tạo, nâng caotrình độ cho đội ngũ cán bộ, công nhân lành nghề

5 Thị trờng tiêu thụ sản phẩm:

Theo dự báo nhu cầu gạch ngói và các sản phẩm trang trí khác của khu vựcphía tây Hà Nội trong những năm sắp tới đây là rất lớn Nhiều khu công nghiệp

và các trung tâm công nghệ cao đang đợc hình thành tại khu vực này Theothống kê sơ bộ hiện nay có các công ty gốm sứ trên địa bàn tỉnh đang hoạt độngsản xuất

+ Nhà máy gạch Hơng Nộn – Tỉnh phú Thọ : 12 triệu viên/năm

+ Nhà máy gạch Đồng Trúc- Hà Tây : 12 triệu viên /năm

Về tơng lai thị trờng tiêu thụ sản phẩm của nhà máy là rất khả quan Thị ờng chính của nhà máy là các khu vực dân c tập trung trên địa bàndọc quốc lộsố2,Tỉnh Phú Thọ và Hà Nội và các tỉnh thành lân cận nhà máy nh Hà Tây, HoàBình, Thanh Hoá, Việt trì

tr-Do có thuận lợi về giao thông nên sản phẩm đợc vận chuyển đi tiêu thụ dễdàng, làm giảm chi phí vận chuyển nên tổng giá thành sản phẩm giảm Tăng đợcsức cạnh tranh trên thị trờng Mặt khác trong những năm tới thành phố Hà Nội

mở rộng sang phía Tây nên trong tơng lai gần ở đây sẽ hình thành các khu dân c

và khu công nghiệp mới Do vậy nhu cầu sử dụng các sản phẩm của nhà máy choxây dựng các công trình là rất lớn, chiến lợc phát triển lâu dài của nhà máy là rất

có triển vọng

6 Vệ sinh môi trờng

Địa điểm nhà máy xây dựng cách khu dân c chính khoảng 200 m Do đóhoạt động của nhà máy ở vị trí này ít gây ảnh hởng đến sản xuât công nghiệp vàcác hoạt động đời sống cũng nh sinh hoạt của nhân dân

Trang 39

Để đảm bảo vệ sinh môi trờng trong và xung quanh nhà máy, ta bố trí trồngnhiều loại cây xanh làm giảm bụi và tiếng ồn

7 Đặc điểm địa hình, địa chất xây dựng nhà máy

Theo các số liệu khảo sát của sở địa chính, địa hình xây dựng nhà máybằng phẳng, cấu tạo địa chất tơng đối đồng đều thể hiện ở cờng độ chịu lực của

đất lớn hơn 1 Kg/cm2, không có hang động hoặc mạch nớc ngầm lớn, không phải

xử lý nhiều khi thi công xây dựng

Nhà máy đợc xây dựng gần sông sông Hồng nên việc thoát nớc rất tốttrong mùa ma do đó sẽ không xảy ra trờng hợp ngập úng

8 Đặc điểm khí hậu

Khu vực xây dựng nhà máy nằm trong khu vực có khí hậu mang đặc tínhkhí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ, chịu ảnh hởng của nhiệt đới gió mùa, thời thiếtchia làm 2 mùa rõ rệt Mùa đông lạnh (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau), mùa

hè ẩm ớt ma nhiều từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình hàng năm là

240C, lợng ma bình quân là 1473 mm/năm, tháng ma nhiều nhất đạt đến 270 mm

và thờng tập trung vào các tháng 6, 7, 8, 9 Độ ẩm tơng đối trung bình của khuvực là 80%, thời gian ẩm ớt vào các tháng 2, 3 , 4 Có khi độ ẩm tơng đối trungbình đạt đến 92% Hớng gió chủ đạo là hớng Đông và Đông Nam, tốc độ giótrung bình khoảng 2,3 m/s

Kết luận: việc chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Xã Hồng Đà – Huyện

Tam Nông – Tỉnh Phú Thọ là hết sức hợp lý, thuận tiện Giá thành đất xây dựngkhông cao làm giảm chi phí đầu t Điều kiện cung cấp về nguyên vật liệu, lao

động và tiêu thụ sản phẩm rất thuận lợi

Chơng IV: Thiết lập dây chuyền công nghệ

I lựa chọn phơng pháp sản xuất

Các tính chất của nguyên liệu, loại sản phẩm, khối lợng sản phẩm sản xuất,các phơng pháp chuẩn bị nguyên vật liệu và phối liệu sẽ quyết định nhữngnguyên tắc chung của sơ đồ công nghệ chế tạo sản phẩm Các phơng pháp giacông nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu nh: phơng pháp dẻo, phơng pháp bán khô

và phơng pháp hồ, có tính quyết định đầy đủ nhất những sự khác biệt giữa các sơ

đồ công nghệ chế tạo sản phẩm, bởi vì các quá trình tiếp theo là: tạo hình; sấy vànung sản phẩm không có sự khác biệt về bản chất

1 Lựa chọn phơng pháp gia công nguyên liệu:

Mục đích của việc gia công nguyên liệu là dùng các máy móc thiết bị đểgia công cơ học để phá vỡ mạng lới cấu trúc của các khoáng sét để cho cáckhoáng sét tác dụng trực tiếp với các phân tử nớc tạo tính dẻo của đất sét nhanhhơn và có tính dẻo cao hơn nếu không có thiết bị cơ học thì việc ngâm ủ đất sét

và nớc phải lân (thời giian từ 2  3 tháng)

1.1.Đối với sản phẩm gạch xây:

Là sản phẩm thuộc loại gốm thô, ngoài các yêu cầu về cờng độ, còn có cácyêu cầu về các khuyết tật (độ cong, số lợng vết nứt, số lợng vết tróc ) và các yêucầu về tính chất sản phẩm (độ đặc, độ xốp, độ dẫn nhiệt), vì vậy khi gia công

Trang 40

nguyên liệu và tạo hình sản phẩm phải đợc tiến hành kĩ lỡng trên các thiết bịmáy móc nhằm đạt đợc độ đồng nhất phối liệu cao, tạo độ chặt sít của phối liệutrong sản phẩm gạch Hiện nay ngời ta thờng gia công chế biến nguyên liệubằng cơ giới với 3 phơng pháp:

 Phơng pháp dẻo,

 Phơng pháp bán khô và

 Phơng pháp ớt

Tuy nhiên phơng pháp ớt rất ít sử dụng trong sản xuất gạch xây, ngói lợp

Do đó chỉ lựa chọn giữa phơng pháp dẻo và phơng pháp bán khô

1.1.1 Phơng pháp dẻo:

Phơng pháp này có u điểm là có thể sản xuất đợc nhiều loại sản phẩm cóhình dạng, kích thớc khác nhau và cả những hình dạng phức tạp, chẩn bị phốiliệu đơn giản, nguyên liệu đợc sử lý đồng đều, thiết bị ít, không cồng kềnh Đốivới phơng pháp này trong quá trình gia công nguyên liệu và tạo hình thì sảnphẩm có độ ẩm lớn thờng từ 18  22% lợng không khí lẫn vào trong phối liệunhiều do đó sản phẩm dễ co ngót và xuất hiện ứng suất trong sản phẩm Tuynhiên ta có thể khắc phục hiện tợng này bằng cách tạo hình gạch bằng máy épLentô chân không Tuỳ theo tính chất của nguyên liệu mà ngời ta sử dụng cácloại thiết bị chuyên dùng để chế biến thờng đầu dây chuyền ngời ta dùng máycấp liệu hình hộp mục đích định lợng và cung cấp đất sét đều đặn cho các máytiếp theo làm việc liên tục tiếp đến là khâu đập hay nghiền sơ bộ để phá cấu trúcban đầu của đất máy thờng dùng là máy cắt thái,máy đập trục thô có răng haytrơn ngoài ra nếu trong nguyên liệu có lẫn tạp chất dá cần phải sử dụng các máyvừa đập vừa tách đá sau qua máy nhào trộn để làm đồng đều thành phần khoánghoá và thành phần hạt tiếp đến máy nghiền con lăn Để tạo hình dẻo thì trị số dẻophải đảm bảo yêu cầu cũng nh đảm bảo độ ẩm tạo hình

Nhợc điểm chính của phơng pháp này là có độ co khi sấy và khi nung lớn,

do đó ảnh hởng không tốt đến kích thớc sản phẩm và hình dạng chính xác củasản phẩm Độ ẩm tạo hình cao nên quá trình sấy lâu làm tăng giá thành sảnphẩm, giảm chất lợng sản phẩm,

1.1.2 Phơng pháp bán khô

Phơng pháp này có độ ẩm phối liệu thấp từ 711%, đất sét sau khi đợc chếbiến sơ bộ (cắt thái) đợc sấy khô trong thiết bị sấy thùng quay độ ẩm còn 8% đợcnghiền phơng pháp nàycho ta kích thớc và hình dạng của sản phẩm chính xác.Sản phẩm ít co sấy và co nung, cho độ bền nhiệt cao Cho phép rút ngắn thờigian sấy, sử dụng cả nguyên liệu dẻo và không dẻo Cờng độ viên mộc cao, cóthể cho phép cơ giới hoá khâu thao tác đa gạch vào va-gông

Nhợc điểm của phơng pháp này là: độ ẩm tạo hình từ 711%, nh vậy độ

dính kết của đất sét không cao bằng phơng pháp dẻo Do đó để tạo hình tốt cầngia công nguyên liệu rất kỹ và thận trọng, khi tạo hình đòi hỏi phải nén dới áplực cao, vốn đầu t cho thiết bị lớn

Qua phân tích nh trên, dựa vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật và thành phầnphối liệu chọn phơng án gia công nguyên liệu theo phơng pháp dẻo để sản xuấtgạch

Định dạng
Số trang	156
Dung lượng	4,78 MB