Добыча глины для производства кирпича

Обновлено: 28.04.2024

Химический состав глины Садового месторождения для производства кирпича. Количество, размер и вид крупнозернистых включений. Дисперсный состав глины. Свойства образцов из глины. Способы увеличения содержания пластичности сырьевой массы для кирпича.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	10.03.2018
Размер файла	12,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Производство керамического кирпича на основе глины садового месторождения

Кирпичные глины распространены повсеместно. Сложность получения кирпича из глин заключается в уникальных свойствах каждой конкретной глины. В связи с этим для разработки проекта по производству строительных стеновых керамических материалов необходимо, прежде всего, определить свойства глинистого сырья и разработать технологию производства. В данной работе исследованы свойства глинистого сырья Садового месторождения. Определена пригодность его применения в производстве керамического кирпича. Разработана технология производства лицевого кирпича методом пластического формования.

Химический состав глины приведен в табл. 1.

Таблица 1. Химический состав глин.

Глина Садового месторождения по содержанию Al₂O₃ в прокаленном состоянии относится к полукислому сырью (16,75 %). В зависимости от содержания красящих оксидов (Fe₂O₃ и TiO₂) в прокаленном состоянии глина является сырьем с высоким содержанием красящих оксидов (6,73 %). Потери при прокаливании составляют 3,65 %.

По количеству, размеру и виду крупнозернистых включений глинистое сырье Садового месторождения относится к группе сырья с высоким содержанием крупнозернистых включений (40,4 мас. %). Преобладающий размер зерен в глине составляет более 5 мм (57,8 мас. %), что соответствует группе сырья с крупными включениями (табл. 2). Некоторый крупные включения в глине достигают размеров более 10 мм.

Таблица 2.Содержание крупнозернистых включений в садовой глине.

Содержание фракции (мм), мас. %

По данным дисперсного анализа глин (табл. 3) глина Садового месторождения является грубодисперсной. Содержание фракции менее 1 мкм составляет 7,76 мас.%.

Таблица 3.Дисперсный состав глины.

Содержание фракции (мм), мас. %

Для определения минерального состава глины был выполнен дифференциально-термический анализ (ДТА) и рентгенофазовый анализ (РФА) глины. По данным ДТА основным глинистым минералом исследуемой глины является монтмориллонит. Результаты РФА показали, что глина состоит из кварца на 23,3 %, иллита - 29,4 %, клинохлора - 6,5 %, полевых шпатов - 41 %.

Число пластичности глины составляет 6,6. Характеристики глин по числу пластичности (П), воздушной усадке (У_в, %) и по коэффициенту чувствительности к сушке (К_ч) приведены в (табл. 4). Глина Садового месторождения является малопластичной, хорошо сохнущей, малочувствительной, сильно запесоченной. Глина Бускульского месторождения является средне пластичной, средне сохнущей и средне чувствительной к сушке. Малопластичные глины можно применять для производства керамического кирпича при введении пластичных глин методом пластического формования. Также при использовании при производстве элементов полусухого прессования, что позволит повысить прочность готовых материалов [3].

Таблица 4.Характеристика глины.

Отношение глины к спеканию изучено при обжиге в интервале температур: 850-1150 °С. В табл. 5 приведены свойства образцов, изготовленных из глины и обожжённых при различных температурах.

Таблица 5.Свойства образцов из Садовой глины.

Температура обжига, °С

Кажущаяся плотность, г/см 3

Предел прочности при сжатии_,МПа

* - образцы темного цвета.

Глина Садового месторождения (табл. 5) неспекающаяся в интервале температур 850-1150 °С. При повышении температуры обжига выше 1150 °С образцы имеют темный цвет. На основе глины Садового месторождения можно получить керамический кирпич, соответствующий марке М100 [2], изготовленный методом пластического формования, обожжённый при температуре 1100 °С. При температуре обжига 1150 °С образцы по прочности относятся к марке М150, хотя и имеют темный цвет. Плотность образцов продолжает повышаться, признаков вспучивания не обнаружено. При меньших температурах обжига в интервале 850 - 1100 °С предел прочности на сжатие образцов не соответствует ГОСТ 530 - 2012 [1].

Предположительно добавка пластичной глины в состав масс для производства керамического кирпича на основе садовой глины позволит получить повышенные марки кирпича при меньших температурах обжига. В связи с этим предложено в качестве пластичной глины, использовать глину Бускульского месторождения, которая является светложгущейся, а следовательно, также позволит получить светлые тона кирпича. Методом пластического формования были изготовлены образцы разного состава (табл. 6).

Таблица 6.Состав масс.

Содержание глины, мас. %

Таблица 7.Свойства образцов глины с различным содержанием пластичной глины

Температура обжига, °С

Индекс 3 (10 % пластичной глины)

Индекс 4 (20 % пластичной глины)

Индекс 5 (30 5 пластичной глины)

По полученным данным введение глины Бускульского месторождения до 30 % в состав масс для производства керамического кирпича позволяет получить образцы повышенной прочности в сравнении с образцами, изготовленными полностью из глины Садового месторождения. При этом высокие марки кирпича по прочности получаются при меньших температурах обжига.

Таким образом, крупнозернистые включения, содержащиеся в глине Садового месторождения, не обладают высокой твердостью [2] и легко перерабатываются в валковых дробилках. На основе глины Садового месторождения возможно получения керамического кирпича с повышенной прочностью, обожжённых в интервале температур 850 - 1050 °С. С повышением температуры обжига и с увеличением содержания пластичной глины увеличивается и марка кирпича. Введение бускулськой светложгущейся глины в состав масс керамического кирпича позволяет получить образцы светлых тонов. В лабораторных условиях получены образцы керамического кирпича марок от М100 до М100 до М200.

глина кирпич пластичность

1. ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия. - Введ. 2013-07-01. - М.: Издательство стандартов, 2012. - 25 с.

2. Семериков И.С. Технология строительных керамических материалов / И.С. Семериков, Н.А. Михайлова, Н.Н. Башкатов Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. - 256 с.

3. Тарасевич Б.П. Оптимальные варианты производства кирпича. Линия полусухого прессования с пластической переработкой сырья // Строительные материалы, 1993. - № 9-10. - С.2-5.

Подобные документы

Подготовительные и вскрышные работы в карьере. Способы добычи глины для производства кирпича. Добыча глины в зимнее время в районах с суровым климатом. Добыча глины в закрытых и открытых карьерах. Предварительная подготовка и методы усреднения глины.

реферат [1,5 M], добавлен 25.07.2010

Изготовление облицовочного кирпича и контроль качества сырьевых материалов. Изучение химического состава и технологических свойств глины. Способы переработки сырья и подготовки массы. Расчет бункеров для промежуточного хранения глиняного порошка.

курсовая работа [341,7 K], добавлен 30.05.2019

Описание методов подготовки различных добавок. Технологическая схема получения дегитратированной глины во вращающейся печи. Естественные методы обработки глины и ее предварительное рыхление. Дозирования глины и различных добавок, схема ящичного питателя.

реферат [2,8 M], добавлен 25.07.2010

Особенности и отличительные черты технологии изготовления кирпича с обжигом глины и без обжига. Процесс изготовления керамического кирпича, его технические характеристики. Силикатный кирпич, его основные преимущества перед "красным" керамическим кирпичом.

реферат [22,9 K], добавлен 28.03.2014

Применение камневыделительных вальцов для первичного дробления глины и выделения из нее крупных твердых включений. Смешивание глины с добавками в лопастных горизонтальных смесителях. Увлажнение и разувлажнение глины. Добавление влаги в виде воды или пара.

Кирпич из глины обладает рядом уникальных свойств: он прочный, экологичный, устойчивый к температурным колебаниям, обладает прекрасной звукоизоляционной способностью, имеет высокую износостойкость. Если этот материал понадобился для строительства какого-то небольшого объекта, то чтобы немного сэкономить, можно сделать кирпичи самостоятельно.

Особенности и характеристики кирпичной глины

Кирпичная глина распространена повсеместно, это естественно, так как она относится к осадочным породам, и является, по сути, измельченными до порошкообразного состояния скальными породами. Места добычи ископаемого зачастую располагаются по берегам водоемов, выходы на поверхность многочисленны. В природных условиях данная разновидность имеет коричневый оттенок, его придает материалу железосодержащие соединения – оксиды феррума, которые содержатся в глине в количестве от 5 до 9%. Это, как правило, осадочные глины. Они образуются в результате нанесения водой разрушенных пластов горных пород.

В чистом своем виде кирпичная глина практически не содержит примеси. Диаметр ее частиц не превышает 0,01 мм, как правило, глина пластична. В состав всех разновидностей глин входит химически связанная вода, она удерживается в виде тончайших плёнок между частицами глинистого материала. Кирпичная глина имеет в своем составе глинозем. Кирпичи из такой глины получаются прочными, обладают огнеупорными свойствами.

В процессе обжига кирпичная глина становится красной или белой зависимо от условия процесса и типа обжигающего оборудования. Данная разновидность может выдержать нагревание до 1100 градусов. Этот сорт глины пластичный, хорошо разминается. Высокая эластичность материала обуславливает его применение в качестве сырья для производства кирпичей.

Кирпичной глине свойственны такие качества:

пластичность,
адсорбция,
набухание.

При намокании характерны усадка, вспучивание, эти свойства являются определяющими при применении материала в промышленности.

Внимание! Некоторые массивы глины могут быть радиоактивны. Во многих местах через земную кору пробиваются трещины, из которых на поверхность выходит радиоактивный газ радон. Вообще-то источники радона мизерные, и он, выходя на поверхность, быстро улетучивается в атмосферу. Но если поток газа в своем пути наверх натыкается на плотный пласт глины, он начинает под ней скапливаться, а со временем радиация пропитывает глину, и та становится радиоактивной, не сильно, но вполне достаточно для того, чтобы радиационный фон был повышенным. Не все месторождения глины расположены на радоновых источниках, но таковые попадаются. Поэтому при закупке глины, а тем более при разработке какого-либо собственного «месторождения», следует раздобыть где-то счетчик Гейгера и проверить глину на наличие радиоактивности.

Готовый саманный кирпич

Преимущества и недостатки

Производство кирпича из глины основано на наличии местных материалов, оно практически не требует затрат и относительно легко осуществимо.
Кирпичи из глины можно сделать своими руками. Для постройки достаточно маленького сооружения (сарайчика или чего-то подобного), или забора, можно изготовить кирпич из глины и соломы не обожженный, а просто высушенный. Его производство займет совсем мало времени.
Глиняный соломенный кирпич прочный, экологичный, устойчивый к температурным колебаниям, обладает прекрасной звукоизоляционной способностью, имеет высокую износостойкость.

Как и для любого строительного материала для глиняных кирпичей присущи некоторые минусы:

Изделия, полученные с нарушением технологического процесса, имеют неправильную форму.
Кирпич из глинистого материала с примесью известняковой породы после обжига покрывается вздутиями.
Материал подвержен химической коррозии.

Глиняные кирпичи обладают неоспоримыми достоинствами, а также сравнительно низкой стоимостью.

Применение

Кирпичи из глины – надежный, проверенный временем строительный материал из природного сырья.

Необожженный кирпич из глины и соломы уместно применять, если хотите строить достаточно маленькое сооружение (сарайчик или что-то подобное), или забор на участке.

Для капитальных построек следует использовать обожженный кирпич. Он прочный и не хуже фабричного.

Возведение домика из саманного кирпича

Изготовление кирпичей самостоятельно

В любом строительстве достаточно большой процент затрат приходится на материалы. Можно, однако, приобрести только часть из требуемого, а что-то изготовить своими руками. Самое разумное – заняться изготовлением кирпича самостоятельно, поскольку его производство основано на наличии местных материалов, оно практически не требует затрат и относительно легко осуществимо. Конечно, это оправданно, если вы затеваете небольшую стройку, например, домик на дачном участке, или баню.

При производстве кирпичей большое значение придается вылежке сырья. Данная процедура позволяет усреднить состав исходного материала. Кирпичи, сделанные из такой глины, не будут иметь отклонений, будут отличаться высокой прочностью, умеренным поглощением влаги и другим важным характеристиками керамической продукции. Добавление соломы, опилок, зерновой шелухи придает материалу пористость.

Инструменты, необходимые для изготовления кирпича:

лопата,
пила,
бадья для замешивания сырья,
мастерок.

Впитав в себя определенное количество влаги, готовый качественный кирпич более не пропускает воду, это свойство обуславливает водоупорность материала.

Для начала определитесь с тем, какой именно вид кирпича вам нужно изготовить. Самые распространенные варианты – это кирпич необожженный (так называемый сырцовый кирпич, или сырец) и обожженный (красный). Разница между обоими типами кирпича заключается в том, что обожженный кирпич более крепок, не боится влаги и, следовательно, более долговечен.

Подготовка глины для изготовления кирпичей

Подготовка сырья

Прежде всего, следует очистить глинистый материал от посторонних примесей и камней. Для приготовления качественного кирпича понадобится очень пластичная глина.

Чтобы увеличить пластичность материала нужно дать глине хорошо выстоятся в течение 2 – 3 недель во влажном состоянии.
В большую ёмкость кладут измельченную глину, тщательно разминают комочки, удаляют остатки растительного происхождения. При постоянном перемешивании в сырье вливают тоненькой струйкой воду.
Далее оставляют влажную глину на вылеживание. После окончания указанного срока проверяют сырье на качество и пригодность.
Качество сырья можно проверить следующим нехитрым способом. Рекомендуют скатать из глины небольшую колбаску в 2 см и намотать в виде спирали на карандаш. Если масса не рассыпается, не пристает к карандашу, то процесс вылежки прошел успешно, такая глина годится для дальнейшей переработки.
Для приготовления качественных кирпичей рекомендуют использовать «постную» глину. Если такого сырья нет в наличии, можно добавить в имеющееся сырье песок или отходы переработки зерна – пшеничную шелуху.

Если делаете кирпичи впервые, рекомендуется провести несколько пробных тестов на замешивание глины до нужной консистенции.

Тестирование глины

Для того чтобы протестировать глину с целью определения ее жирности можно прибегнуть к следующему тесту:

Берут пол килограмма глины, вливают в неё тонкой струйкой воду, тщательно перемешивают. После размокания материал становится пластичным, начинает липнуть к рукам.
Размоченную глину разделите ее на две части. Из одной части сделайте небольшую лепешку, а из другой части скатайте маленький колобок. Положите их сушиться в темное место на 2 – 3 дня. По истечении указанного срока внимательно осмотрите тестовые образцы.
Если на лепешки появились трещинки, порвались края, значит данная глина очень жирная. В такую глину следует ввести добавки. Тестовый шарик бросьте на землю с высоты 1,5 м. Если он не разобьется, то жирность данного материала отлично подходит для производства кирпичей.
В «тощую» глину нужно добавлять доброкачественную, более жирную глину, подмешивая последнюю в определенных пропорциях. После каждого замеса следует проверять материал по вышеописанной технологии.

Формовка кирпича

Первое, что потребуется – формы. В крышках, закрывающих формы, обязательно сделайте конусообразные вставки. Они необходимы для обеспечения лучшего контакта с соединяющим раствором при кладке.

Перед началом формовки емкости смачивают водой для того, чтобы готовые кирпичи с легкостью можно было достать. Подготовленный материал аккуратно утрамбовывают в формочки. При этом учитывают, что кирпич будет подсыхать, уменьшилась в объёме.

Заполнение форм

Следующий шаг – заполнение форм:

Сначала слегка посыпьте формы изнутри цементом, чтобы обеспечить легкое извлечение из них готовых изделий.
Заполнять формы нужно очень равномерно, несколько раз встряхивая, чтобы глина распространилась правильно и с одинаковой плотностью.
Для того чтобы повысить прочность готового изделия, моно в глиняную массу добавить резаную солому или опилки.
Правильно подобранная форма – половина успеха в производстве кирпичей. Для того чтобы получить кирпичи размерами 25х12х0,65 сантиметров следует взять ёмкость 26х13х0,75 см.

Сушка кирпича

Далее потребуется сушка. Лучше всего сушите материалы под навесом, не допуская попадания на них лучей солнца. Обеспечьте материалу нормальную вентиляцию. За время сушки кирпич потеряет примерно 15% массы, освободившись от лишней воды.

Высохший кирпич из глины и соломы хорошо держит форму, которую ему придали, при этом он незначительно уменьшается в объеме, уплотняется, затвердевает и стает прочным как камень. Благодаря этим свойствам с давних пор глина считается самым широко применяемым материалом для изготовления кирпичей и прочих гончарных изделий.

В зависимости от погоды процесс займет от 6 до 15 дней. Проверить кирпич на прочность очень легко – достаточно скинуть его на твердую землю с высоты 1,5-2 метров, если он не треснет, значит, материал готов к использованию.

Обжиг

Если в планах строительство более-менее большого дома, то выбирать лучше именно обожженный кирпич. Это более трудоемкое мероприятие, но зато оно обеспечит спокойствие по поводу того, что постройка будет надежной и долговечной.

Первым этапом будет процесс производства самих глиняных брусков таким способом, как описано выше, в случае с сырцовым кирпичом, только ничего добавлять в глиняную массу не надо.

Затем переходите непосредственно к обжигу:

Производить обжиг или спекание можно в обычной железной бочке без дна. Лучше всего поднять ее сантиметров на 20 над землей, установив на опоры.
Под бочкой нужно организовать костер в небольшом углублении в земле (около полуметра). Сырые кирпичи закладываются в бочку так, чтобы обеспечить между ними зазоры. Бочка накрывается металлической крышкой. Нагревать нужно постепенно доводя до максимальной температуры.
В процессе производства кирпичей в печи подаётся малое количество кислорода. В бескислородной среде происходят уникальные процессы, которые меняют цвет с темного до светло-коричневого цвета. Использование разнообразных видов глин позволяет придать оттенки от фиолетового до красно-бордового.

Процесс обжига каждой партии потребует примерно 17-20 часов.

В результате получите отличный прочный кирпич, который будет не хуже фабричного. И, конечно же, сэкономите свои средства, которые понадобятся на осуществление отделки и обустройства будущего дома. Кирпичи из глины своими руками сделать совсем не сложно.

Возможные причины дефектов при изготовлении и их устранение

Ниже перечислены самые распространенные дефекты и даны указания, как их устранить:

Глина относится к породам осадочного типа. В сухом состоянии она существует в виде глыб или пыли, которые при намокании приобретают пластичные свойства. Добыча глины – первый этап в процессе производства кирпича и многочисленных керамических изделий.

Происхождение глины

Данное ископаемое образуется вследствие разрушения скал. Основным материалом для образования глинистых пластов являются ископаемые, например, полевой шпат. После разрушения пласта под влиянием атмосферных факторов образуются силикаты из ряда глинистых минералов.

Глины состоит из каолинита, иллита и других алюмосиликатов, также в ней имеются вкрапления песка и карбонатов. Кремнеземы и глинозем являют собой основу глиногенных минералов.

Цвет породы может быть различный из-за пигментных примесей и органики. Чистая порода, как правило, серого цвета, распространены также красные, желтые, синие типы глин.

Часть глинистых пород получается в результате накопления вышеупомянутых минералов, но по большей части, это породы, которые представляют наносы водных течений, накапливающихся на дне водоемов.

По происхождению данный минерал разделяют на подгруппы.

Осадочные глины. Образовываются в результате нанесения водой разрушенных пластов горных пород.

Глины данного типа делятся на морские и материковые. По названию первого ясно, что глина образуется на морском дне, во втором случае образование происходит на материках, в донных отложениях рек и озер.

Ниже перечислены особенности морских групп глины.

Прибережно-морские.
Лагунные. Скапливаются в лагунах морских или пресных. В случае с морскими заливами, глина являет собой неоднородную массу, имеет многочисленные примеси.
В пресных лагунах пласты глины довольно тонкие, имеют меньше примесей. В таких лагунах часто встречаются залежи огнеупорной глины.
Шельфовые. Образуются на глубине около двухсот метров. Обязательное условие – отсутствие какого-либо рода течений. Имеет гранулометрическую форму.

Континентальные глины делятся на следующие группы:

Делювиальные. Имеют разнослойную гранулометрию;
Озерные. К глинам данного происхождения относятся наилучшие огнеупорные глинистые породы, которые залегают на дне озер. Плюсом данной породы является то, что в ней содержатся все глинистые минералы.

Выделяют еще одну категорию – остаточные глины. Это, как правило, малопластичные горные породы, образующиеся в результате выветриваний других ископаемых. К таким глинам относится каолин и иные иллювиальные глины.

Места добычи

Глина распространена повсеместно, это естественно, так как она относится к осадочным породам, и является, по сути, измельченными до порошкообразного состояния скальными породами.

Места добычи ископаемого зачастую располагаются по берегам водоемов. Выходы на поверхность многочисленны, однако далеко не все месторождения пригодны для промышленной добычи.

Где добывают глину в России? Самые известные месторождения – Кыштымское, Астафьевское, Палевское. Стоит отметить, что огнеупорная и каолиновая глины встречается значительно реже. Зачастую тугоплавкие разновидности соседствуют с огнеупорными видами.

Кыштымское месторождение глины

В настоящее время глину добывают карьерным способом. Глинистые карьеры могут быть различной глубины. Часто в одном карьере может производиться выработка различных типов глин.

Места добычи глины подразделяются на группы по степени сложности их разработок:

Уплотненная глина, насыщенная влагой – II;
Комковатая, с примесью гравия – III;
Затвердевшая сланцевая – IV;
Суглинок – II;
Промерзший глинистый грунт – IV;
Почва с растительными остатками – I.

Методы разработки карьеров

Методы разработки различны, они зависят от количества залежей породы, их расположения. Способы получения глины:

Самый распространенный метод добычи глины основан на выемке ископаемого с помощью зубофрезерных экскаваторов;
Подрывные технологии применяются при больших залежах;
Каолин и голубую глину добывают с применением гидромониторов. Это особенно актуально при высокой влажности слоя;
Для предприятий по производству керамики выработку ведут в карьерах с последующей транспортировкой авто- или железнодорожным транспортом.

Пласты содержат, как правило, не один тип глины. Выработка каждого типа производится отдельно.

Особенности добычи

Выработка, или иными словами, выемка глины осуществляется зубофрезерными экскаваторами срезанием слоев различной толщины.

Крутизна откоса является важным параметром, который характеризует угол наклона к горизонту или отношение высоты к слою залегающей породы.
Перед добычей горной породы проводятся подготовительные работы, которые включают очистку карьерного горизонта, снятие крышки, обустройство подъездных путей, доставку оборудование в забой.
Как правило, затраты на подготовительные работы составляют до 30% общего расхода по добыче глины.
Грунт и песок вывозятся из карьера в специальный отвал, а целевой продукт транспортируется в место потребления. Зачастую бывает так, что в слое залегает несколько разновидностей глин. В этом случае каждый пласт вырабатывают по-отдельности. Такая методика называется селективной выработкой глины, она намного эффективней валовой добычи, при которой производится срезание продукта одновременно со всех слоев.

Как добывают глину в летнее время

Летом добыча глины производится экскаваторами. Так как залегает она послойно, то срезку лучше проводить пластами различной толщины. Выработку ведут до тех пор, пока техника не достигнет пласта залегания суглинка, после чего экскаваторы направляют в другие места залежей горной породы.

Карьер по добыче глины может иметь различную глубину. В летний период года производится очистка места от почвы с растительными остатками. После чего обустраиваются транспортные подъезды к месту выработки. Пустые породы, такие как, песок, убирают. В случае залегания глины на уровне водоносного горизонта и ниже, оборудуется дренаж. Целевой продукт перевозят на место переработки.

При открытом способе добычи используют бульдозеры или ленточного типа конвейеры. При необходимости проводятся подрывные мероприятия.

Как добывают глину зимой

В холодное время года при больших объемах работ и высокой плотности глинистых пород используют взрывной метод добычи.

Чтоб не допустить промерзание почвы, место выработки утепляют материалами с низкой теплопроводностью – торфом или опилками.
При добыче глин высокой степени зыбкости и карьерной влажности добычу ископаемого ведут с применением гидромониторов.

На севере, где грунт промерзает достаточно глубоко, используют так называемые тепляки. Это закрытые сооружения, снабженные обогревателями – калориферами. При помощи калориферов разогревается место разработки. Тепляки оборудуют на специальных катках, их перемещают по мере надобности.

Самый экономичный способ разработки основан на применении отвалообразователей ленточного типа и транспортирующих мостов.

Транспортировка

Далеко не всегда карьер по выработке глины соседствует с производством. Часто месторождения расположены вне населенных пунктов. К тому же, каолинитовая глина высокого качества, которая добывается в глиняных карьерах РФ, явление не частое. Возникает потребность транспортировки сырья к месту переработки.

Перевозка глины осуществляется авто- и железнодорожным транспортом. При перевозке глины автотранспортом нужно помнить, что груз должен быть покрыт тентом. Объем перевозимой глины должен соответствовать грузоподъемности кузова, это поможет избежать нежелательных переплат за неиспользуемое пространство.

Перевозки на далекие расстояния лучше производить железнодорожным транспортом с использованием опрокидывающихся платформ.

Нюансы получения лицензии на добычу

Законодательство регулирует добычу полезных ископаемых, в том числе глины. Лицензия на пользование недрами – необходимое условие добычи породы в промышленных объемах.

Стоит отметить, что лицензия не нужна в том, случае, если добыча осуществляется лицами, не состоящими на государственном балансе, без подрывных работ не глубине не более пяти метров. Без лицензии могут добывать глину, к примеру, дачники на собственных участках.

Чтобы получить лицензию на добычу глины – обратитесь к специалистам

Чтоб процедура лицензирования прошла успешно, лучше всего обратиться к специалистам в данной области. Чтоб получить разрешение на пользование природными недрами нужно иметь определенные знания и немалый опыт в данной сфере, в противном случае существует риск возврата пакета документов заявителю.

Глина — довольно распространенная горная порода. Согласно последним данным, она составляет примерно 50 % от общего количество всех горных пород, обнаруженных на земле. Этот материал активно используется в разных сферах деятельности, поэтому вопрос его добычи во все времена актуален.

Из чего состоит глина

Глина принадлежит к так называемым землистым породам. В чистом виде она состоит из мелких (до 0,01 мм) частичек глинистых минералов: каолинита, гидрослюды и др. Помимо этого, в состав породы входят и другие вещества: вода, алюминий, кремний. Существует также отдельная категория минералов, загрязняющих глину, — кварц, доломит, рутил, гипс и др.

Виды и разновидности глины

От того, какие именно компоненты образуют конкретный вид глины, зависит ее цвет. Она бывает не только желтой, но и черной, бурой, зеленой, и многих других оттенков. Вещество, преобладающее в составе, также формирует различные названия глины: галлуазитовая, каолинитовая и др. Если примесей в исходнике очень много, можно говорить уже о новых породах: глинистых песках или углях, мергелях и др.

Наиболее распространенная классификация глины базируется на ее свойствах: огнеупорности, пластичности и т. д. Согласно такому подходу, выделяют следующие типы данной породы:

керамическая: применяется для создания посуды, статуэток;
бентонитовая: формируется из вулканического пепла, широко используется в промышленности;
абразивная: ее применяют для полировки металлических изделий;
обожженная: очень крепкая и прочная;
природная красная: в ее составе высокий процент железа, поэтому она отличается повышенной пластичностью;
строительная: ее используют в разного рода строительных работах, в частности, для фундамента;
тугоплавкая: из нее делают шамотные кирпичи;
шамотная: идеально подходит для работ, связанных с внешней отделкой домов;
монтмориллонитовая: обладает отбеливающими свойствами, применяется в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, фармацевтической отрасли.
порошковая: используется для создания разного рода смесей.

Преимущества и недостатки

Глина нашла широкое применения во многих сферах жизни и используется человечеством уже много столетий. Особенно часто она служит в качестве сырья для производства строительных материалов, например, кирпича. Среди ее главных преимуществ:

абсолютная экологичность;
повышенная устойчивость к высоким температурам;
способность сохранять оптимальный уровень влажности в помещении;
отличная воздухопроницаемость;
способность поглощать (адсорбировать) опасные или вредные элементы;
отсутствие отходов при эксплуатации.

Несмотря на неоспоримые плюсы, эта порода не лишена недостатков. Ее главный минус заключается в том, что она дает усадку во время высыхания. При использовании в строительстве это может вызвать деформацию стен или других элементов сооружения.

Технические характеристики и свойства

Глина обладает целым набором уникальных свойств, которые выделяют ее среди других пород. Речь идет о следующих особенностях:

Высыхая, этому материалу удается сохранить свою первозданную форму. При этом он немного уменьшается в объемах. В результате обжига прочность породы многоразово увеличивается. Это свойство используется при производстве кирпичей.
При контакте с водой глина расслаивается. При этом она может сохранить вид пластичной массы или же превратиться во взвесь.
Большинство видов глины обладают повышенной пластичностью, благодаря которой они могут принимать любую нужную форму.
Материал не пропускает воду (однако перед этим он должен быть достаточно увлажненным) и отличается хорошей связующей способностью и кроющими свойствами.
Глина отлично абсорбирует сторонние вещества.

Происхождение и добыча глины

Сама по себе глина — продукт земной коры. Она образуется как результат процесса распада полевого шпата. Глинистые породы могут иметь осадочное или остаточное происхождение. В первом варианте они образуются в результате накопления минералов на поверхности земли. Такие породы разделяют на континентальные и морские. Остаточное происхождение подразумевает формирование глины в результате выветривания горных пород.

Главное преимущество глины в том, что она широко распространена во многих регионах. Кроме того, она не залегает глубоко, что значительно удешевляет процесс добычи. Единственная проблема заключается в транспортировке. Порода довольно тяжелая, поэтому перевозить ее на дальние расстояния нецелесообразно. По этой причине производство, например кирпичный завод, зачастую строят неподалеку от мест добычи породы.

Разработка

Сегодня используются разнообразные варианты разработки карьеров для добычи глины. Чаще всего применяются экскаваторы, которые добывают породу с разной глубины карьерным методом. Если вещество залегает слишком глубоко или речь идет о больших залежах, специалисты пользуются подрывным методом. Для добычи голубой глины и каолина в условиях повышенной влажности необходимо применение гидромониторов.

глины может проходить селективным или валовым методом. Валовый метод подразумевает одновременную выемку разных пластов глины, а при селективной разработке пласты породы вынимаются раздельно.

Оборудование

Главным «участником» добычи глины является экскаватор или специальная зубофрезерная машина. Выбор того или иного механизма во многом зависит от свойств добываемой породы, особенностей конкретной местности. Наибольшим спросом пользуются три вида экскаваторов:

многоковшовые;
одноковшовые;
роторные.

Многоковшовые и одноковшовые экскаваторы используют преимущественно при валовой разработке месторождения, а роторные — при селективной. Кроме того, во время добычи активно используются канатные и транспортные скреперы, предназначенные для погрузки и перевозки породы.

Особенности добычи

Добыча глины начинается с подготовки территории. Этот процесс занимает довольно много времени и включают в себя: очищение территории от мусора и растительности, взрывные работы, сооружение путей для проезда машин и доставки оборудования.

При непосредственной разработке карьера большое внимание уделяется созданию правильной крутизны откоса. Этот параметр являет собой угол наклона откоса к горизонту или же соотношение высоты к слоям залегающей глины. В идеале при высоте 5 м он должен составлять 1:0,5, но если почва очень мокрая, то этот показатель может быть несколько иным — 1:1.

Как добывают глину в летнее время

Летом целесообразнее всего проводить добычу породы с помощью экскаваторов. Они снимают глину пластами, пока не достигнут мест залегания суглинка. На этом этапе работы в конкретном месте считаются завершенными, и экскаватор начинает работу в другой локации. Обычно глубина карьеров при добыче небольшая, но иногда порода залегает на уровне водоносного горизонта. В этих случаях необходимо оборудовать дренаж.

Как добывают глину зимой

В холодное время года при сильных морозах глину добывают посредством взрывного метода добычи. Кроме того, стараются не допустить глубокого промерзания грунта. Для этого почву в месте добычи укрывают опилками, торфом или другим материалом с низким уровнем теплопроводности. На далеком севере для этих целей используют тепляки — сооружения закрытого типа, оснащенные целым комплексом обогревательных устройств. Они эффективно разогревают почву в месторождения породы.

Транспортировка

Если производство расположено далеко от месторождения глины, возникает вопрос о ее транспортировке. Для этого лучше всего подходят железнодорожные вагоны. Однако нередко используются и грузовые автомобили. Если порода перевозится автотранспортом, необходимо позаботиться о тенте, которым накрывают груз.

Нюансы получения лицензии на добычу

Как и в случае с другими ископаемыми, добыча глины в нашей стране может осуществляться только при наличии лицензии. Исключение составляют частные лица, которые добывают породу для личных потребностей без использования спецтехники на глубине не более 5 м.

Для получения лицензии необходимо хорошо знать все нюансы процедуры, поэтому лучше всего воспользоваться услугами специалиста. Этот процесс состоит из следующих этапов:

Выбор конкретного участка.
Подготовка документов, которые свидетельствуют о финансовом состоянии компании.
Оплата всех необходимых государственных пошлин.
Участие в аукционных торгах.

Непосредственно после получение лицензии необходимо разработать проект, который будет содержать все необходимые сведения о будущей разработке залежей породы.

Применение глины

Глину используют в разных целях:

В строительстве как основной материал для создания глинобитных строений или в качестве сырья для производства разных видов кирпича. Также ее применяют для изготовления цемента и других строительных продуктов.
В гончарном производстве. Глиняная посуда, различные предметы быта пользуются большой популярностью во всем мире.
В медицине. Порода содержит много минеральных солей, кроме того, она является отличным адсорбентом. Пероральный прием показан при отравлениях, дисбактериозе, диарее. Кроме того, распространено наружное применение в виде лечебных обертываний и других полезных процедур.
В косметологии. Глиняные маски нормализуют работу сальных желез, очищают лицо, борются с признаками старения. Кроме того, некоторые разновидности породы часто добавляют в кремы, средства для умывания.

Благодаря тому, что глина обладает многими уникальными и полезными свойствами, вполне вероятно, что область ее применения будет расширяться. Особенно учитывая тот факт, что современные мастера постоянно экспериментируют с этим материалом, и каждый раз открывают в нем новые возможности.

Когда глина испытана и намечено место для организации производства, приступают к добыче и заготовке ее.

Кирпич можно вырабатывать из глины вылежавшейся и из свежей, только что взятой из карьера — «свежевки». Лучший кирпич получается из вылежавшейся, промороженной глины. Особенно необходимо вылеживание, если глина плотная, жирная, трудно размокающая. Добытая осенью глина обычно вылеживается и промораживается.

Рис. 1. Ступенчатая разработка карьера С глиняной залежи снимают растительный слой и весь не пригодный для выработки кирпича грунт. Затем начинают добычу глины уступами, как показано на рис. 1. Глину нагружают в тачку и отвозят к месту переработки, где укладывают в конус. Высота конуса не должна быть более 1 м,. так как иначе глина плохо промерзнет; длина и ширина конуса принимаются в зависимости от количества заготовляемой глины. При добыче глины в карьере ее обычно берут сразу па всю глубину, чтобы перемешать слои, имеющие различные свойства. При заготовке же глины в конусах в карьере ее можно брать не на всю глубину сразу, а на два-три штыка на всю длину брачи: первые два-три штыка надо развалить по земле там, где предполагается устройство конуса, затем на них сверху еще два-три штыка, а самые нижние — на верх конуса. Весною, при выборке глины из конуса на производство, ее следует брать на всю высоту конуса, чтобы она еще раз перемешалась. Тогда получается однородная глина, а из нее хороший кирпич. При послойной загрузке глины в конус каждый слой обильно поливают водой. Кроме того, :в конусе делают отверстия ломом или деревянным колом, чтобы вода проникала на всю толщину конуса.

Желательно на конусах глины, заложенной для промораживания, не допускать большого снежного покрова, чтобы глина могла хорошо промерзнуть.

Площадка для размещения конуса должна быть очищена от дерна, утрамбована и выравнена, чтобы с нее не стекала вода.

Если осенью глину не заготовили, можно подвергнуть ее летованию (выветриванию). Для этого глину также укладывают в гряды высотою около 0,5 м и замачивают, а затем, когда она подсохнет, неоднократно поливают водой. Чем жирнее глина, тем продолжительней должно быть ее вылеживание.

Летование рекомендуется производить в течение 15—30 дней.

Если глина не промораживалась и не подвергалась летованию, ее следует подвергнуть замачиванию. Замачивают глину в невысоких грядах (40—50 см), в кучах или в специальных траншеях, облицованных горбылями. Замочив послойно глину, ее покрывают рогожами, соломенными матами и т. п., чтобы влага из глины не испарялась. Малопластичные глины выдерживают в замоченном состоянии от 0,5 до 2 суток, более жирные — до 3 и 7 суток.

В Болгарии глину рекомендуют добывать за день до формовки из нее кирпича. При добыче глина хорошо раздробляется, затем ее расстилают вблизи от места формовки слоем толщиною около 40 см. Здесь же добавляют отощитель (песок, шлак, опилки, дробленый бой и брак кирпича) по объему, тщательно перемешивают (перелопачивают) до получения однородной смеси. Края расстила глины делают выше середины, чтобы не вытекала вода, которой заливают глину равномерно по всей площади. Количество воды определяют в зависимости от влажности глины, состояния погоды и пр. Заливают воду с вечера, за 10—12 часов до подачи глины в производство.

Замоченную глину на следующий день обрабатывают обычно: месят до получения однородной по влажности и по составу массы. В начале глину разбивают и перемешивают граблями, затем месят ногами. При этом рабочие имеют возможность удалять твердые включения, которые хорошо нащупываются ногой мяльщика.

Рис. 2. Конный круг для мятья глины Для перемешивания глины можно использовать Лошадь, приготовляя формовочную массу в конных мяльных кругах (рис. 2).

Конный мяльный круг -устраивается следующим образом: внутренняя часть его имеет радиус около 2 м и представляет собою оставленный в земле целик. Вокруг этого целика делают круговую дорожку шириною 2 м. Дорожку заглубляют в землю на 40—50 см. Стенки и дно дорожки обшивают досками или облицовывают кирпичом. В центре мяльного круга в землю вкапывают стойку, имеющую на верхнем конце металлический штырь, на который надевают водило для лошади. Водило делается из бревна длиною б—6,5 м. Толстым концом водило надевают на штырь центральной стойки, а к тонкому концу прикрепляют валек для упряжки лошади. Отверстие для штыря делают на расстоянии около 1 м от конца водила, а валек прикрепляется с таким расчетом, чтобы лошадь ходила вне круга. Для того, чтобы водило не перекашивалось, к толстому его концу прикрепляют груз, уравновешивающий длинную часть водила. Наискось к водилу прибивают жердь, к которой привязывают повод лошади.

Для мятья глины к водилу прицепляют двухколесный передок, взятый от телеги, или специально изготовленный. Передок нагружают камнями или другим грузом, чтобы колеса глубже входили в глину и лучше ее проминали. При мятье глины передок время от времени перемещают по водилу, на котором делают ряд штырьков в виде гребенки. Эта гребенка удерживает водило на нужном месте.

Дорожку мяльного круга загружают слоем глины толщиною 25—30 см. При такой загрузке круг вмещает около 8 м 3 глины, что достаточно для изготовления 2500—3000 кирпичей.

В мяльном круге можно не только мять предварительно замоченную глину, но и замачивать ее. В таком случае число мяльных кругов должно быть на один больше, чем дни вылеживания замоченной глины, а емкость каждого круга равна дневной потребности в глине.

Замоченную в круге глину освобождают от покрывающих ее рогож и прицепляют к водилу колесный ход так, чтобы колеса проминали глину у наружного края дорожки. Через несколько оборотов передок перецепляют примерно на 10 см ближе к центру круга, затем через такое же число оборотов еще ближе до тех пор, пока передок не дойдет до внутреннего края дорожки. Тогда мятье продолжают с передвижением передка от внутреннего края к наружному до тех пор, 4 пока глина не будет хорошо обработана.

Продолжительность мятья глины в круге от 1,5 до 3 часов в зависимости от жирности глины. В среднем колеса передка должны пройти по каждому месту дорожки около 20 раз.

Готовность глины определяют, разрезая промятую глину лопатой: в ней не должно быть заметно непромешанных комьев, слоистости, отощитель должен быть равномерно распределен по всей массе, вся глина должна быть однородно влажная. Хорошо промятая глина не прилипает к колесам передка.

При загрузке круга слоем глины толщиною около 25 см мятье глины производят одной лошадью, при толщине слоя глины 35—40 см необходимо две лошади.

Для работы с двумя лошадьми водило можно делать двойной длины и припрягать лошадей с противоположных концов.

По окончании мятья глины передок вытаскивают, очищают, а глину покрывают мокрыми рогожами и оставляют вылеживаться около 12 часов. Затем глину выгружают, подавая ее постепенно к месту формовки.

Для мятья глины вместо круга можно применить вертикальную конную мялку. Такую глиномялку следует использовать при мятье жирных плотных глин, трудно поддающихся обработке на мяльном круге.

Рис. 3. Вертикальная глиномялка Глиномялка состоит из деревянной кадки и вертикального металлического вала с лопастями. Вал имеет внизу штырь для подпятника и вверху штырь для водила, которое устраивается так же, как у мяльного круга. Размеры глиномялки и ее устройство показаны на рис. 3.

Кадку частично заглубляют в землю и укрепляют на врытых в землю стойках. Лопастной вал глиномялки изготовляется из круглого или квадратного железа толщиною 6—8 см.

При отсутствии железного вала можно сделать деревянный толщиною 14—15 см. Для прочности деревянный вал обтягивают по концам железными кольцами, а в торцы вставляют два штыря — для подпятника и для закрепления водила. По высоте на валу укрепляются лопасти из листового железа толщиной 8—12 мм. Лопасти имеют наклон в 20—30°. В результате этого они не только проминают глину, но и продвигают ее вниз. В нижней части вала укреплены выпорные лопасти.

Вокруг глиномялки устраивают приямок, разделенный на несколько отсеков, в которых глина замачивается до рабочего состояния послойно, вместе с отощителями. Количество отсеков зависит от времени, которое отводится для вылеживания замоченной глины. Один из отсеков, в который выходит выгрузочное отверстие глино;мялки, не загружается — он служит для приема промятой глины.

Замоченную и вылежавшуюся в приямках глину лопатами загружают в глиномялку. Производительность глиномялки 5—6 м 3 глины в смену.

Во избежание затруднений с загрузкой глины в глиномялку отсеки глиномялки не рекомендуется делать шириной более 2 м и загружать их на глубину более 1,2 м.

Глиномялку надо загружать равномерно, не переполняя се глиной и не допуская ее опорожнения, то есть работы вхолостую. При выборке глины из приямка следует лопатой прорезать все слои от верха до низа, чтобы перемешать составные части шихты и получить однородную массу.

Если глиномялка не забирает загружаемую глину, надо ее остановить и очистить цилиндр и лопасти от корней, а также проверить, не сработались ли лопасти. Сработавшиеся лопасти надо заменить новыми.

Когда очередной отсек полностью освобожден от глины, его снова загружают глиной и отощителями и послойно замачивают. Глиномялку очищают от глины только перед выходным днем, в остальные дни но окончании работы загрузочное и выгрузочное отверстия закрывают мокрыми тряпками, чтобы находящаяся в глиномялке глина не подсыхала.

Во избежание несчастных случаев нельзя чистить и смазывать движущиеся части во время работы глиномялки.

Глину, поступающую из выходного отверстия, нагружают на тачки и отвозят к месту формовки.

Вполне возможно даже при небольшом объеме производства организовать обработку сырья и формовку сырца механизированным способом.

Рис. 4. Кирпичеделательный агретат Для этой цели наиболее подходит кирпичеделательнын агрегат СМ-296А с ленточным прессом типа «Колхозный» (рис. 4). Агрегат состоит из подающего глину ленточного транспортера 1, двухзальной глиномешалки 2 для увлажнения и перемешивания глины, гладких вальцев и шнекового ленточного пресса с, ручного резательного столика 4.

Агрегат СМ-296А приводится в движение электродвигателем или трактором при помощи ременной передачи. Шкив 5, соединяемый ремнем с двигателем через систему зубчатых передач, приводит в движение все машины агрегата.

При механизированной формовке кирпича следует также применять вымороженную или замоченную вылежавшуюся глину. Качество кирпича от этого улучшается. Однако, особенно при наличии мягких легко размокающих глин возможно изготовлять кирпич из глин, получаемых непосредственно из карьера.

В агрегате СМ-296А глинообрабатывающими машинами являются лвухвальная глиномешалка и вальцы.

До начала работы агрегата обслуживающий его рабочий должен внимательно осмотреть все входящие в агрегат машины. Необходимо проверить их исправность, смазать подшипники, проверить заполнение солидолом штауферных масленок, заполнить жидким минеральным маслом подшипники с кольцевой смазкой.

Перед пуском агрегата дается сигнал, после которого агрегат пускают вхолостую, а затем через 3—5 мин. подают глину в загрузочный бункер транспортера.

Загружают глину на ленточный транспортер два заваль-щи ка. Если глина не смешивалась с отощителем при закладке в конуса или при замачивании, то эти же завалыцики одновременно с глиной подают на ленточный транспортер и отощитель (песок, шлак, опилки) в нужном количестве, например, одну лопату песка на четыре лопаты глины.

Ленточный транспортер подает глину в двухзальную глиномялку, которую обслуживает заливщик. В обязанности заливщика входит наблюдение за нормальной работой глиномялки и увлажнение глины. Глина должна заполнять корыто глиномялки так, чтобы лопасти, находясь в верхнем положении, были наполовину закрыты глиной.

В глиномялке глину увлажняют в том случае, если ее предварительно не замочили в грядах или замочили недостаточно. Над корытом мешалки находится водопроводная труба с отверстиями, через которые вода тонкими струйками поступает в глиномялку на 1/2 ее длины, считая от загрузочной воронки. Влажность массы заливщик определяет на ощупь. Если подача глины прекратилась или глиномялка остановилась, подачу воды немедленно прекращают.

Для того, чтобы лопасти глиномялки хорошо перемешивали и проминали глину, зазор между ними и кожухом глиномялки не должен превышать 10 мм, а угол наклона ножей должен быть около 20°.

Во избежание несчастных случаев корыто глиномялки должно быть накрыто съемной решеткой, а пробы глины для определения ее влажности заливщик должен брать не рукой, а ложкой с длинной ручкой.

Из глиномялки глина поступает в гладкие вальцы, которые раздавливают и перетирают ее. Зазор между валками должен быть около 4 мм. Скребки, очищающие валки от налипшей глины, должны плотно прилегать к валкам с тем, чтобы глина не выбрасывалась наружу.

При неравномерном срабатывании поверхностей валков на них образуются выемки, канавки, ухудшающие переработку глины. Для устранения этого дефекта надо регулярно шлифовать валки на ходу точилом.

Читайте также: