Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки



Оглавление

Введение

1. Общие сведения о производстве керамических изделий

1.1 История керамики

1.2 Свойства керамики

2. Производство керамической плитки

3. Системы очистки на производстве

Заключение

Библиографический список



Введение

Цель: провести оценку жизненного цикла облицовочной и напольной плитки.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:1) Рассмотрены общие сведения о производстве керамических изделий.

2) Рассмотрены технологические процессы и способы производства керамической плитки.

3) Анализ возможности повторного использования отработавшей продукции.



1. Общие сведения о производстве керамических изделий

1.1 История керамики

Керамика (этот термин объединяет изделия и материалы из обожженной глины, точнее, получающиеся спеканием глин с другими минеральными добавками) является одним из древнейших строительных материалов. Высокие эксплуатационные и художественно декоративные качества обусловливают ее широкое применение в технике и быту.

Керамическая плитка или кафель - это, как правило, прямоугольные пластины из обожжённой керамики.

Кафель часто используется для облицовки стен и пола, и может представлять собой как простые квадратные плитки, так и сложную мозаику.

Первые образцы керамической плитки были найдены в Междуречье Тигра и Евфрата. По мнению исследователей первая плитка по размерам и форме напоминала мозаику, которая во втором и третьем тысячелетии до нашей эры использовалась для отделки храмов и дворцов знати. Однако от мозаики такая плитка отличалась целостным рисунком, изображённым на каждой плитке. По толщине она была немного тоньше небольшого кирпича. На лицевую сторону плитки наносился орнамент в виде узоров различной формы. Современная плитка в восточном стиле унаследовала немало общих с плиткой Междуречья тенденций в изготовлении орнамента, однако значение большинства символов безвозвратно утеряно.

Долгое время отделка в вавилонских храмах и дворцах выполнялась покрытым глазурью кирпичом - предшественником керамической плитки. Толщина глазури на таких кирпичах превышала 10 мм, что придавало ей необычайную прочность. Применялась преимущественно бирюзовая и светло-зелёная глазурь, которая наносилась на рисунок. В Вавилоне популярными были рисунки, стилизовавшие растения, животных, геометрические фигуры.

Однако керамическая плитка в том виде, в каком её знаем мы, появилась только в эпоху Ахеменидов - древнеперсидской династии, самым известным представителем которой был Дарий III, наголову разбитый Александром Македонским. В древнеиранских городах Сузе и Персеполе была найдена керамическая плитка размером 15х15 см и толщиной 10 мм. С III века до н. э. по VIII век н. э. монополия на изготовление керамической плитки принадлежала древнеиранским государствам.

Термин "керамика" происходит от греческого "keramos", что означает "жженая земля" и служит для описания материалов для гончарного дела. Согласно последним исследованием, обработка глины началась около 19 тыс. лет до н. э. Наиболее древние находки керамических изделий на юге Японии относятся к 9 - 8 тысячелетиям до н. э. Уже в 4000 г. до н. э. обожженные кирпичи применяли при постройке храмов, дворцов и укреплений. Более 2000 лет назад римляне распространили технологию изготовления кирпича на обширной части территории Европы. Глазурованные керамические плитки использовали в Египте для украшения стен пирамид в 26 в. до н. э., а искусство создания фарфора известно в Китае начиная с 10 в. до н. э.

1.2 Свойства керамики

Механические характеристики основы

В данную группу объединяются прочностные характеристики по отношению к нагрузкам, которые облицовочное покрытие из керамической плитки способно выдержать без разрушения. Естественно, что в данном случае речь идет о характеристиках, необходимых для напольной плитки.

К механическим характеристикам основы относятся предел прочности на изгиб; максимальная нагрузка изгиба; ударная прочность материала.

Предел прочности на изгиб - это максимальная нагрузка, которую плитка выдерживает, прежде чем разрушиться. Предел прочности материала прямо пропорционален плотности плитки и ее водопоглощению. Чем ниже значение водопоглощения керамической плитки, тем больше ее предел прочности на изгиб. Например, у керамогранита, максимальное водопоглощение - 0,5%, величина предела прочности на изгиб в несколько раз выше, чем у пористой керамической плитки.

Максимальная нагрузка изгиба - это нагрузка, при которой разрушается керамическая плитка. В отличие от предела прочности на изгиб, данная характеристика является свойством не материала, а конкретной керамической плитки. Поэтому она зависит не только от водопоглощения плитки, но также от ее толщины. Чем толще керамическая плитка, тем выше значение ее максимальной нагрузки изгиба. С другой стороны, предел прочности на изгиб оказывает прямое воздействие на максимальную нагрузку изгиба.

Обратите внимание, что международный стандарт EN ISO 10545.4, определяющий прочностные характеристики плитки, рассчитан на отдельно взятую плитку. Плитка же в составе сплошного напольного покрытия имеет в несколько раз более высокое значение максимальной нагрузки изгиба.

Ударная прочность материала - прочность под воздействием падающих тел. Данный параметр керамической плитки оценивается международным стандартом EN ISO 10545.5. В целом керамическая плитка отличается невысокой ударной прочностью, поэтому с кафельными покрытиями необходимо быть предельно осторожными и не допускать падения на них острых и тяжелых предметов.

Ударную прочность следует отличать от хрупкости. Хрупким называется материал, который под воздействием механической нагрузки разрушается, исчерпав все свои возможности по упругой деформации.

Механические характеристики поверхности

В отличие от механических характеристик основы, данные свойства керамической плитки касаются только ее эксплуатационной поверхности. Опять же, особенно важны эти характеристики для напольной плитки. Самая важная механическая характеристика поверхности - это прочность на истирание, или износостойкость.

Износостойкость тестируется многократными оборотами абразивного материала, который имитирует шаги человека, обутого в туфли, ботинки или сапоги.

Износостойкость глазурованной керамической плитки определяется по методике PEI (EN ISO 105645.7), разработанной Американским институтом керамики. Собственно говоря, в данном случае речь идет не о стойкости керамики, а о стойкость слоя глазури. А потому под износостойкостью можно понимать необратимую тенденцию к изменению внешнего вида плитки, ухудшение ее эстетических свойств.

По международным стандартам в рамках прочности на истирание керамическая плитка подразделяется на 5 групп, соответствующих 5 степеням износостойкости:

-Группа 0 (PEI 0) - только для стен;

-Группа 1 (PEI I) - для мест с небольшим движением, в которых используется мягкая обувь (ванные комнаты); число оборотов - 150;

-Группа 2 (PEI II) - для помещений с движением небольшой интенсивности, где ходят в домашней обуви: для квартир, коттеджей, за исключением кухонь, прихожих, лестниц и балконов (полы в жилых комнатах, спальнях, ваннах и т.п.); число оборотов 300-600; Группа 3 (PEI III) для помещений с движением средней интенсивности, в которых ходят в обычной обуви, не имеющих непосредственного доступа с улицы. Керамическая плитка данной группы пригодна для укладки во всех помещениях дома или квартиры, гостиницах, небольших офисах, за исключением мест с большим движением - вестибюлей и лестниц в многоквартирных домах, мест для регистрации постояльцев гостиниц и т.п. (полы кухонь, любые помещения в коттеджах, квартирах и т.п.); число оборотов 750-1500; Группа 4 (PEI IV) - для помещений с интенсивностью движения от средней до высокой, подверженных большему истиранию, чем полы в группе 3. Керамическая плитка данной группы пригодна для применения в жилых и общественных помещениях: любые помещения жилых домов, залы регистрации гостиниц, рестораны, офисы, магазины, отели (лестницы и холлы в жилых домах, террасы, балконы, лоджии, полы в офисах и гостиницах и т.п.); число оборотов более 1500; Группа 5 (PEI V) - ISO 10545 плитки данной группы пригодны к применению на участках с движением любой интенсивности.

-Плитки, включенные в данную группу, заметно отличаются по износостойкости от группы 4. Используются в общественных помещениях с высокой проходимостью (бары, магазины, супермаркеты, торговые площади, станции метро, железнодорожные вокзалы, аэропорты и т.п.). Число оборотов более 12000.

Группа I (по международному обозначению "РЕМ") наименее устойчива к истиранию. На другом конце шкалы расположена группа V (PEI V) с повышенным сопротивлением к истиранию. На такой плитке не только не остается видимых следов истирания, но и не образуется пятен.

Есть еще группа U (О), которая предшествует группе I и означает, что данная плитка не может быть использована для создания напольного покрытия. Вообще, для облицовки внутренних стен подходит плитка любой группы износостойкости. Впрочем, покупать плитку группы V в данном случае является неоправданным расточительством.

Каждая последующая степень износостойкости означает увеличение срока службы напольного покрытия примерно на одну треть. Изнашиваемость плитки со светлой глазурью более очевидна, так как на ней лучше видны любые изменения глазури. При этом матовая глазурь является более стойкой к истиранию, чем блестящая, на которой следы видны уже на ранних стадиях эксплуатации независимо оттого, к какой группе принадлежит плитка.

Прочность на истирание применительно к неглазурованной плитке имеет несколько иную природу, а значит, и иные стандарты. В данном случае корректнее говорить о прочности на снятие материала. Дело в том, что в процессе эксплуатации неглазурованная плитка в целом сохраняет свои декоративные качества, в отличие от глазурованной, но все больше и больше истончается, обнажая ниже расположенные слои, одинаковые по составу и цвету с поверхностью. К тому же поврежденную поверхность из неглазурованных плиток можно реанимировать посредством полировки или прочей декоративной отделки. Требования к прочности на снятие материала неглазурованной плитки определяются международным стандартом EN ISO 10545.6.

Степень изнашиваемости неглазурованной плитки во многом зависит от типа завершающей обработки, которой лицевая поверхность плитки подверглась на заводе или после укладки - от шлифовки, полировки, пропитки синтетическим составом и пр. Важным для данной характеристики является и степень водопоглощения материала: чем она выше, тем ниже износостойкость неглазурованной плитки. Именно поэтому наибольшей износостойкостью отличаются неглазурованный керамогранит и клинкер.

Поверхностная стойкость керамической плитки, под которой подразумевается стойкость к образованию царапин, порезов и потертостей определяется по шкале Мооса. Выясняется стойкость поверхности путем воздействия на плитку природными материалами разной степени твердости.

Чем больше класс, тем выше поверхностная стойкость керамической плитки. Минимальные требования к поверхностной стойкости глазурованной плитки - 6 степень (Moос 6).

Другими важными показателями керамической плитки по международным нормам ISO являются влагопоглощение (способность плитки впитывать влагу за определенный промежуток времени в процентном отношении к ее массе) и способ изготовления (прессование или экструдирование.

Как видно из табл. 3.1, чем меньше номер группы, тем ниже влагопоглощение, а значит, выше морозостойкость плитки. Группы I и II считаются морозостойкими, а группа III годится только для внутренней отделки. В каталогах и на упаковке плитки должны стоять такие буквы с цифрами: A I или В I, например, A I для морозостойкой плитки или В III - для неморозостойкой. Понятно, что морозостойкая и более прочная плитка (ведь она наименее пористая) будет отличаться по цене от аналогичной неморозостойкой.

Величина показателя водопоглощения имеет значение только при выборе материала для облицовки бассейна. Во всех остальных случаях (при эксплуатации внутри помещений) этот параметр не оказывает заметного влияния на потребительские свойства керамической плитки. Совершенно иная ситуация складывается при использовании плитки вне помещения: морозостойкость керамических изделий напрямую зависит от водопоглощения материала.

Еще один важный критерий качества плитки, установленный европейскими нормами, - формат и внешний вид. Плитка должна иметь четко установленные размеры, абсолютно правильные углы, идеально ровную поверхность. Для глазурованной плитки очень важна равномерность глазурованного покрытия: одинаковая прокрашенность, отсутствие подтеков или белесых краев. Необходимо отметить, что плитка одного и того же артикула может отличаться двумя параметрами - тоном и калибром.

Тон - это хроматическая тональность данной партии плиток. При промышленном производстве плиток по причинам технологического свойства практически невозможно добиться того, чтобы все плитки были идентичной тональности. Обычно обнаруживаются небольшие расхождения в цвете.

Они становятся очевидными лишь при сопоставлении плиток друг с другом, причем во всем остальном плитки идентичны. Поэтому по окончании производственного цикла, еще до упаковки, производится сортировка, в ходе которой не только выбраковываются экземпляры с дефектом, но и группируются плитки, однородные по тону. Во многих случаях тон указан буквой, проштампованной на упаковке (например, тон А, тон В).

Калибр - это фактический (производственный) размер плитки в мм (W). По причинам, названным ранее, и особенно при производстве плиток с очень плотной основой на выходе из печи изделия могут отличаться по размерам. В таком случае они также сортируются по партиям одинакового размера с допуском разницы, устанавливаемой нормой. Фактический размер указывается на упаковке рядом с номинальным для данной плитки: например 20Ч20 см (W 198Ч198 мм), где 198 и есть фактический размер; или 20Ч20 см - калибр 01.

Очень важный параметр качества - сопротивление плитки растрескиванию. Плитка с так называемой цекой (мелкая паутинка трещин) является бракованной. Отклонения от установленных норм допускаются, но только микроскопические. От несоответствия плитки этим параметрам напрямую зависит ее сорт.

По международным нормам вся маркировка изделий 1-го сорта выполняется красной краской, 2-го сорта - синей, 3-го - зеленой.

Следует иметь в виду, что образование микротрещин на глазурованной поверхности плитки может быть вызвано некоторыми особыми условиями окружающей среды или эксплуатации. Этот дефект может уже присутствовать в плитке на момент укладки или проявиться позднее и может быть связан с несоответствием изделия требованиям норм или неквалифицированной укладкой (неправильно выбранные клеи и раствор, их нанесение в чрезмерном количестве и т.д.).

Термогигрометрические характеристики

Термогигрометрические характеристики - это стойкость к низким температурам; стойкость к тепловым ударам; стойкость к резким перепадам температур; тепловое расширение; расширение под воздействием влаги; стойкость к образованию кракелюроз.

Иными словами, в данную группу объединены характеристики стойкости по отношению к определенным температурным и влажностным условиям.

Стойкость к низким температурам - это способность керамической плитки выдерживать высокую влажность при температуре не выше 0 °С. Данная характеристика не имеет значения применительно к керамической плитки, предназначенной для облицовки внутри помещения. Международный стандарт для стойкости к низким температурам - EN ISO 10545.12. В первую очередь данный параметр зависит от водопоглощения материала.

Плотная плитка с низким водопоглощением отличается большей стойкостью к низким температурам. Из-за плотной структуры влага не впитывается плиткой, что исключает ее разрушение изнутри в результате превращения влаги в лед, обладающим меньшей плотностью и соответственно большим объемом. Однако не всякая пористая плитка является уязвимой к низким температурам. Так, экструдированная неглазурованная плитка котто с водопоглощекием, достигающим 15%, способна выдерживать низкие температуры без особого ущерба для себя. Причина - в особой форме и размерах пор, а также характере их распределения.

Стойкость к тепловым ударам - это стойкость к резким, повторяющимся скачкам температуры. Применительно к облицовочному покрытию это качество означает способность плитки переносить без разрушения и потери эстетических качеств временные контакты с нагретыми или, наоборот, охлажденными предметами. Данное качество особенно важно для кухонной плитки.

Тепловое расширение - это способность материала изменять размеры в условиях изменения температурного режима: расширяться - при повышении температуры и сжиматься - при ее понижении. Для керамической плитки коэффициент линейного теплового расширения соответствует следующей величине: при повышении температуры на ГС облицовка из керамической плитки удлиняется на 4-8 сотых миллиметра из расчета на каждый метр исходной длины.

Особенно важно тепловое расширение для плитки, предназначенной для наружной облицовки, так как снаружи помещения температура претерпевает довольно значительные колебания. Чтобы предотвратить разрушение наружной облицовки, особенно на большой площади, предусматривают специальные температурные швы.

Расширение под воздействием влаги - увеличение размеров керамической плитки в условиях повышенной влажности (в мм/м). Расширение под воздействием влаги обусловлено пористой структурой плитки.

Стойкость к образованию кракелюров тестируется только у глазурованной плитки. Кракелюры - это микроскопические трещины в толще глазури. Они либо появляются в процессе эксплуатации плитки, и в данном случае являются дефектом, либо наносятся на глазурь специально с целью создания эффекта "старения". Но и во втором случае кракелюры нарушают непрерывность глазури, а значит, и водопроницаемость плитки. Причин образования кракелюров в процессе эксплуатации может быть несколько. Например, несоответствие коэффициентов линейного расширения основы и глазури, неправильная укладка плитки (в частности на плохой раствор), эксплуатация плитки в определенных температурных и гигрометрических условиях.

Химические характеристики

Химические характеристики связаны с сопротивляемостью керамической плитки агрессивному воздействию веществ, способных войти в соприкосновение с ее поверхностью. Речь идет о следующих свойствах плитки: стойкости к воздействию химических реагентов (кислот и щелочей); стойкости к образованию пятен.

Химические характеристики керамической плитки являются характеристиками ее поверхности и зависят главным образом от структуры и прочих параметров поверхностного слоя. Чем более пористой является поверхность плитки, тем ниже ее стойкость к воздействию агрессивных сред, так как она активно впитывает в себя химические реагенты и грязь. Более того, форма пор затрудняет удаление химических реагентов и грязи с поверхности плитки.

В связи с вышесказанным становится очевидным, что глазурованная плитка с точки зрения химической стойкости является более предпочтительной, чем неглазурованная. Не пропускающая жидкость глазурь делает поверхность керамической плитки более плотной и неуязвимой для некоторых химических веществ, особенно щелочей. В целом защитная способность глазури во многом зависит от ее цвета (некоторые пигменты делают плитку уязвимой к действию кислот) и наличия рисунка. В некоторых случаях поверхность плитки намеренно пропитывают защитными составами.

Стойкость к воздействию химических реагентов подразумевает стойкость поверхности керамической плитки к воздействию химически агрессивных веществ, нарушающих эстетические достоинства плитки и приводящих к ее разрушению. Речь идет о кислотах и щелочах, а также продуктах, включающих эти вещества в свой состав (в том числе моющих средствах, продуктах питания и пр.).

Химические реагенты могут оказывать на керамическую плитку двойственное воздействие:

-с поверхностью плитки или одной из ее составляющих в химическую реакцию (большинство покрытий керамической плитки являются химически инертными, а потому применительно к ним данное воздействие неактуально);

-впитываться в поверхность плитки и оставаться в ней на протяжении длительного времени.

Наибольшей стойкостью к воздействию химических реагентов отличаются керамогранит и в чуть меньшей степени клинкер, которые обжигают при высоких температурах, благодаря чему плитка приобретает не только плотную структуру, но и химическую инертность.

Стойкость к образованию пятен - это частный вариант стойкости к воздействию химических реагентов, а именно стойкость к веществам, вызывающим образование пятен. В целом керамическая плитка относится к тем облицовочным материалам, которые отличаются повышенной стойкостью к образованию пятен и легко поддаются чистке, что во многом и определяет ее популярность.

Наибольшей стойкостью к образованию пятен обладают плитки с плотной структурой. Ибо чем плотнее поверхность плитки, тем меньше возможностей для проникновения в нее пятнообразующих веществ.

По критерию устойчивости к агрессивным средам выделяют несколько классов керамической плитки:

АА - нет изменений внешнего вида;

А - незначительные изменения внешнего вида;

В - средние изменения внешнего вида;

С - частичная потеря внешнего вида;- полная потеря внешнего вида.

Это совсем не означает, что плитка класса С обязательно потеряет свой внешний вид до безобразного состояния. Многое зависит оттого, как вы будете ухаживать за облицовочным покрытием, и будете ли это делать вообще. Понятно, что в заботливых руках даже плитка класса D будет долго сохранять свои декоративные достоинства.

Характеристики безопасности

Данные характеристики отвечают за безопасность применения керамической плитки.

Главная характеристика безопасности - коэффициент трения и скольжения поверхности плитки. С ростом коэффициента трения уменьшается риск поскользнуться.

Согласно международным нормативам, выделяют 4 категории безопасности керамической плитки:

-0,19 - опасно;

,2-0,39 - на грани опасного;

,4-0,74 - удовлетворительно;

,75 и выше - отлично.

Самые жесткие требования к коэффициенту трения поверхности предъявляются к напольной плитке, предназначенной для облицовки общественных помещений с интенсивным трафиком и возможностью занесения на ее поверхность воды и других скользких сред, а также для уличных мостовых.

Высокий коэффициент трения достигается приданием поверхности как не глазурованной не глазурованной, так и глазурованной плитки шероховатости, рельефности и шершавости. Одновременно это влечет за собой ухудшение санитарно-гигиенических свойств плитки, так как затрудняет ее чистку.

Уменьшение коэффициента трения происхоит при попадании на поверхность плитки масел, жиров и т.п. веществ, а также воды, особенно если поверхность керамической плитки является гладкой и полированной.

Еще одна важная характеристика глазурованной керамической плитки - это выделение свинца и кадмия. Эти опасные для здоровья человека металлы иногда входят в состав глазури. Контроль за их содержанием особенно важен, если облицовка предполагает контакт с продуктами питания (например, плитка на столешнице кухонного стола).



2. Производство керамической плитки

Керамическая облицовочная и напольная плитка - это важные изделия для покрытия стен и полов в коммунальном и жилищном строительстве, поэтому особое значение для ее сбыта имеет сфера обслуживания и ремонта зданий и помещений. Также плитка применяется для облицовки фасадов зданий, бассейнов и общественных мест.

Европа является крупнейшим производителем и экспортером керамической плитки. Европейская промышленность занимает три четверти мирового рынка плитки, четверть всей выпускаемой продукции экспортируется за пределы ЕС. В 2001 г. объем продаж приблизился к отметке 1400 млн. м2 на сумму 10000 млн. евро, численность персонала составила 71000 человек. Значительная часть производства сосредоточена в двух регионах: Сассуоло в Италии (Emilia-Romagna) и Кастельон в Испании (Comunidad de Valencia).

Технология облицовочной и напольной плитки включает ряд последовательных стадий, которые можно кратко описать так:

1) хранение сырья;

2) подготовка сырья (пресс-порошка сухим или мокрым способом либо массы для пластического формования);

3) формование;

4) сушка заготовок;

5) приготовление и нанесение глазури;

6) обжиг (с глазурью или без);

7) полировка;

8) сортировка и упаковка.

Рис 1. Схема производства керамической плитки

Порядок операций глазурования и обжига может меняться в зависимости от того, покрывают ли изделия глазурью и проводится ли обжиг в одну, две или три стадии. На рисунке приведены различные схемы производства облицовочной и напольной плитки.

1) Сырье в зависимости от его свойств и того, на какой стадии процесса оно применяется, хранят в открытых буртах или на складах, подразделяемых на боксы, крупнотоннажные питатели, смесительные, вылежные, раскислительные и сухие силоса. Силоса оборудуют датчиками уровня, разгрузочными клапанами и фильтрами или устройствами сброса газа, через которые удаляется запыленный воздух. Некоторые материалы, поступающие на завод в виде жидкостей или шликеров, хранят в цистернах и иных емкостях.

Оборудование для транспортировки внутри производства выбирают, исходя из таких параметров, как зернистость материала, износостойкость и текучесть, температура, производительность и доступные площади. Для перемещения материалов применяют такие виды подъемных устройств, как ковшовые элеваторы, цепные, шнековые и пневмоконвейеры, тележки. Литьевой шликер нередко подают по шликеропроводам.

2) Подготовка сырья, в зависимости от типа и формы изделия, включает различные операции и технологические приемы.

Сырьевые материалы дозируют по весу с учетом их влажности. Для окрашивания массы вводят небольшие количества пигментов, оксидов металлов или красящих веществ. Крупные куски материала предварительно дробят в валковых мельницах или шнековых дробилках. После дозирования дробленое сырье измельчают с добавкой воды и электролитов в шаровых мельницах мокрого помола непрерывного или периодического действия. Вариантом данного процесса является приготовление и гомогенизация суспензии в бассейнах, откуда ее перекачивают насосами в шаровые мельницы. Влажность такой суспензии составляет 35 %.

После тонкого измельчения (до размера частиц менее 0,1 мм) суспензию процеживают через сита и хранят в приемных бассейнах с мешалками. Из приготовленной суспензии получают либо массу для пластического формования ("пластическую массу"), либо порошок для полусухого прессования. В производстве плитки шликерное литье не применяют.

Пластическую массу готовят в бегунах или в валковых дробилках, для этого суспензию обезвоживают на фильтр-прессах или в барабанных фильтрах до влажности 20 - 25 %. Для повышения пластичности в массу вводят органические и неорганические добавки: альгинаты, декстрин, лигнин, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, парафин.

Особый способ приготовления пластической массы заключается в тонком измельчении сырья в мельницах сухого помола, смешивании и добавлении воды в количестве около 20 %.

Плитку преимущественно производят методом полусухого прессования. Пресспорошок готовят по сухому или по мокрому способу.

По мокрому способу суспензию из бассейнов насосами подают в распылительные или термосушилки. Сушку осуществляют при температуре 350 - 450 °C до остаточного влагосодержания 5 - 9 %. Обогрев сушилок ведут сжиганием природного газа или мазута. Для повышения сыпучести пресс-порошка в его состав вводят снижающие трение добавки органической или неорганической природы, наиболее широко применяют силикат и триполифосфат натрия, акрилаты. Связующие добавки (карбоксиметилцеллюлозу, метилцеллюлозу, поливиниловый спирт и др.) в связи с высокой связующей способностью глин в состав массы обычно не вводят, за исключением особых случаев (например, при производстве изделий больших размеров).

При сухом способе подготовки пресс-порошка сырье измельчают в конусных и молотковых дробилках и кольцевых мельницах и затворяют порошок водой до средней влажности 5 - 7 %.

3) Пластичной массе протяжкой придают правильную форму и разрезают на куски. Таким способом обычно производят разрезную керамическую плитку. Фаянсовую и керамическую плитку изготавливают преимущественно полусухим прессованием. Изделия формуют в ударных коленно-рычажных прессах, винтовых и гидравлических прессах при давлении порядка 35 МПа. Как правило, применяют многоштамповые прессы, которые позволяют изготавливать 4 плитки в одном цикле. Сырые заготовки чистят и вручную или автоматически загружают на вагонетки или в роликовую сушилку.

4) Прессованные заготовки сушат преимущественно в горизонтальных туннельных и роликовых или в вертикальных сушилках. Температура сушки колеблется в зависимости от применяемой технологии: так, в вертикальных сушилках она составляет 200 - 220 °C, в туннельных - 300 - 350 °C. Продолжительность сушки определяется влажностью заготовок и составляет от 1 до 4 ч. Во избежание растрескивания и образования дефектов глазури при обжиге остаточное влагосодержание не должно превышать 1 %.

5,6) Керамическая плитка - это глазурованная или неглазурованная продукция однократного обжига или глазурованная продукция двух- или даже трехкратного обжига. При технологии двукратном обжига плитку сначала обжигают на бисквит. Эту операцию осуществляют в традиционных туннельных печах при температуре 1050 - 1150 °C в течение 20 - 50 ч или в роликовых печах в течение 1 - 2 ч. Печи периодического действия для бисквитного обжига применяют редко. Далее плитку автоматически сортируют и подают на участок глазурования. Глазурь наносят методом распыления или полива. Для создания мраморного рисунка глазуровочные автоматы оборудуют специальными валиками. Также для декорирования поверхности плитки применяют шелкографию (трафаретную печать), гравировку (нанесение рисунка при помощи гравированного силиконового валика), флексографию (способ нанесения рисунка, подобный гравировке, где резиновый штамп с рисунком наклеен на жесткий валик). Часто сырье для глазури поступает в виде фритт, где все компоненты уже смешаны, сплавлены и подвергнуты измельчению. Такие вещества, как свинец, во фритте связаны на молекулярном уровне, поэтому на данной стадии процесса их вымывания не происходит.

Окончательный обжиг проводят в роликовых и туннельных печах или в печах периодического действия. Покрытую глазурью плитку размещают на огнеупорных подставках и обжигают при температуре 1050 - 1300 °C, обжиг в роликовых печах ведут без подставок. Плитку особой формы обжигают в печах с выкатным подом или в туннельных печах при температуре не выше 1100 °C.

7) После окончательного обжига некоторые виды плитки (в основном, неглазурованную фарфоровую или каменную) подвергают шлифовке и полировке. Затем плитку вручную или автоматически сортируют, упаковывают и собирают на поддоны, которые укрывают термоусадочной пленкой.

Мокрая шлифовка

Этот прием используют для обработки изделий, имеющих крайне жесткие допуски по размерам. Шлифовка - это групповой процесс, в котором несколько изделий укрепляют на станине и пропускают под алмазной шпиндельной головкой. Этим способом часто обрабатывают нижнюю грань строительных кирпичей и блоков для более прочного схватывания с тонким слоем вяжущего.

Сухая шлифовка

Сухую шлифовку нижней грани строительных блоков алмазными дисками также проводят для улучшения сцепления с тонким слоем раствора. В этом случае вся шлифовальная машина герметично закрыта.

Полировка

В ряде случаев, в частности, при производстве фарфоровой плитки, обожженную поверхность полируют для получения блестящей, однородной неглазурованной плитки.

8) На ряде производств, в частности, керамических камней, черепицы, огнеупорных изделий специальной формы, посуды и декоративных изделий, сортировку и упаковку по-прежнему выполняют вручную. Впрочем, за последние годы более тщательный контроль обжига привел к снижению количества боя, и возникла тенденция к автоматизации данного процесса. В настоящее время разработаны системы инструментального контроля цветности, что особенно важно для керамической плитки. При автоматической загрузке кирпича и керамических блоков в печь уровень потерь крайне мал, а садка позволяет осуществлять упаковку термоусадочной пленкой (при этом потребителя уведомляют о возможном получении 1 - 2 % брака).

Керамические изделия правильной формы (кирпич, камни, трубы, огнеупорные изделия) собирают в штабеля стандартного размера, которые затем упаковывают в полиэтилен и складируют на поддонах.

Наиболее дорогая керамическая продукция - посуда и декоративные изделия - нуждается в тщательном контроле и сортировке и требует сложной защитной упаковки. Напротив, неформованные огнеупоры обычно засыпают в мешки по весу и складируют на поддонах. Также для хранения используют металлические бочки.

Керамические плитки сами по себе являются сравнительно хрупкими, однако при плотной упаковке в картонные коробки плитка легко выдерживает хранение и транспортировку.

Грубокерамические изделия массового производства обычно хранят на открытом пространстве, однако продукция, упакованная в мешки или ящики, а также чувствительные к воздействию влаги огнеупоры требуют складского хранения.

Повторное использование использованной плитки

Остатки керамической плитки можно использовать для декора чего не будь. Например, ваз или цветочных горшков. Так же из кусков можно сделать мозаику, или мозаичную картину. Целые плитки можно использовать в качестве разделочной доски, или подставки под горячее. Еще очень интересный способ, когда у вас осталось много плитки. Можно ее положить на старый кухонный стол. На него нанести раствор, положить плитку, после за фуговать, ножки украсить кусочками плитки. И вас получится новый стол.



3. Системы очистки на производстве

Важными участками снабжения и переработки отходов на предприятиях по производству керамических изделий являются установки по удалению пыли и дымовых газов, переработки технической воды и топливные хранилища. В зависимости от уровня пылеобразования пылесборные установки представляют собой централизованные или локальные центробежные сепараторы, волокнистые тканые фильтры, сепараторы мокрой очистки и электрофильтры. Для различных типов выбросов при производстве керамических изделий применяют следующие установки по очистке дымовых газов: скрубберы, установки сухой очистки, термические и каталитические дожигатели. Эти установки преимущественно размещают в непосредственной близости от основного источника выбросов, т. е., печи. отработавший керамический пыль газ

Сточные воды, образующиеся в процессе изготовления керамики, как правило, содержат взвешенные частицы, поэтому установки по их очистке часто устраивают в виде отстойных бассейнов. Седиментацию неорганических минеральных частиц ускоряют путем введения флокулянтов и коагулянтов.

Тип топливного хранилища зависит от вида используемого топлива. Кусковой уголь хранят на открытом пространстве и под навесами, измельченный - в силосах. Сжиженный газ содержат в специальных резервуарах под давлением. Для хранения мазута служат цистерны, причем тяжелый мазут подогревают для обеспечения его перекачиваемости. Природный газ поступает по газораспределительной сети от компаний-поставщиков. Дополнительную информацию по хранению топлива можно найти в Справочном документе по НДТ "Выбросы и сбросы (вредных веществ при хранении сыпучих и опасных материалов)".

На некоторых предприятиях, например, при выпуске черепицы, необходимы и другие вспомогательные участки, в частности, производство гипсовых форм, где выпускаются формы для массового применения.

В большинстве отраслей производства керамических изделий такие отходы, как обрезки, стружка и некондиционные изделия, возвращают на стадию подготовки сырья. Обожженные изделия низкого качества используют внутри предприятия, получая после дробления и рассева так называемый "бой". Этот материал относится к непластичным, и его введение в массу облегчает сушку и способствует уменьшению усадки благодаря повышению проницаемости заготовок. Даже если такой бой неприменим в том технологическом процессе, в котором он образовался, его можно использовать в процессах других производств.

Отработанные огнеупорные изделия, образующиеся при перефутеровке печей, как правило, загрязнены шлаками, солями, стеклом или металлами, поэтому их введение может ухудшить огнеупорные характеристики любого изделия.

Аналогичным образом, материалы, содержащие другие виды загрязняющих веществ (например, тяжелые металлы, выделяющиеся из глазурей), невозможно использовать повторно. Гипсовые формы по истечении срока службы также непригодны к повторному использованию, однако иногда их применяют как сырье для цементной промышленности.

Впрочем, восстановление и повторное использование иных изделий, - а именно, лицевого кирпича и черепицы - широко распространено, а восстановленный кирпич пользуется большим спросом. Во многих странах Европы большое количество изготовленного римлянами кирпича до сих пор используют в строительстве.

Следует отметить, что гранулированный или тонкоизмельченный бой кирпича и черепицы можно использовать в качестве замены продукции других отраслей производства керамических изделий, имеющей тот же зерновой состав. В частности, отходы производства после измельчения и рассева применяют как заполнитель в бетонах или наполнитель в асфальте для дорожного строительства.

Загрязняющие вещества, поступающие с заводов по производству керамических изделий, в зависимости от конкретных технологических процессов могут попадать с выбросами в воздух, со стоками в водные объекты и накапливаться на поверхности земли в виде отходов. Воздействие на окружающую среду также оказывают шум и неприятные запахи. Характер и уровень загрязнения воздуха, количество твердых отходов и сточных вод зависят от различных параметров, в частности, от вида используемого сырья, вспомогательных веществ, топлива, а также от способа производства:

Выбросы в воздух: при транспортировке и обработке сырья и готовой продукции могут выделяться пыль / твердые частицы, сжигание мазута и твердого топлива приводит к образованию сажи. При обжиге или распылительной сушке сырье или топливо могут стать источником газообразных выбросов, наиболее опасными из которых являются оксиды углерода, азота, серы, неорганические соединения фтора и хлора, а также органические вещества. Также возможны выбросы тяжелых металлов за счет применения в качестве топлива тяжелого мазута либо при использовании для декорирования содержащих тяжелые металлы веществ;

* сбросы в воду: такие загрязнения преимущественно образуются в ходе процесса производства керамики, в особенности традиционной. Сточные воды по большей части содержат минеральные примеси (нерастворимые твердые частицы).

В зависимости от способа производства в воде могут присутствовать и иные неорганические компоненты, небольшое количество различных органических соединений, а также тяжелые металлы. Помимо производственных сточных вод, которые нередко очищают и используют по замкнутому циклу, сбросы предприятия также включают дождевые и канализационные стоки;

* технологические потери / отходы производства: отходы при производстве керамики в основном представляют собой следующее:

• Различные виды шлама (шлам, образующийся при переработке сточных вод, и при помоле, глазурный, гипсовый);

• Бой изделий после формования, сушки, обжига, а также обломки огнеупоров;

• Пыль из установок очистки дымовых газов и обеспыливания;

• Отработанные гипсовые формы;

• Отработанные сорбенты (гранулированный известняк, известняковая пыль);

• Отходы упаковки (пластик, дерево, металл, бумага и др.);

• Твердые остатки (зола, образующаяся при использовании твердого топлива).

Некоторые стадии процесса производства керамических изделий характеризуются высоким уровнем шума, что обусловлено работой оборудования и выполнением технологических операций.



Заключение

Облицовочная и напольная плитка, огнеупоры, посуда и декоративные изделия, техническая керамика, керамические трубы и санитарно-технические изделия служат предметом активной международной торговли.

Важность керамической промышленности с позиций занятости и роли в экономике очень высока.

Керамическая облицовочная и напольная плитка - это важные изделия для покрытия стен и полов в коммунальном и жилищном строительстве, поэтому особое значение для ее сбыта имеет сфера обслуживания и ремонта зданий и помещений.

Также плитка применяется для облицовки фасадов зданий, бассейнов и общественных мест.

В рамках проведенной оценки можно судить о важности поиска наилучших безотходных технологий производства, утилизации и переработки сырья и продукции.



Библиографический список

1) Voland, T., Leuenberger, C., Roque, R. "Statistic correlations between two methods of pollutant emission evaluation No 994 - Mai-Juin 2004, pp. 54 - 66.

2) http://14000.ru/brefs/BREF_Ceramics

3) Пиевский И. М., Гречина В. В., Назаренко Г. Д., Степанова А. И, Сушка керамических стройматериалов пластического формования. -- Киев: Наукова думка, 1985.-- 141 с.

Размещено на Allbest.ru