Wie Ziegel ist aus - Material, Herstellungsverfahren, der Herstellung, Herstellung, verwendet, die Verarbeitung, Dimensionen
Hintergrund
Für die oben genannten praktischen Gründen und weil es auch ein ästhetisch ansprechendes Medium ist, Ziegel als Baustoff ist seit mindestens 5.000 Jahren verwendet. Der erste Stein wurde wahrscheinlich im Nahen Osten, zwischen Euphrat und Tigris Flüssen im heutigen Irak. Ohne den Stein ihre Zeitgenossen in anderen Regionen für dauerhafte Strukturen verwenden, verließ sich früher Bauer hier auf den reichlich vorhandenen natürlichen Materialien, um ihre Sonne gebacken Ziegel zu machen. Diese waren jedoch nur von begrenztem Nutzen, weil sie Haltbarkeit fehlte und konnte nicht im Freien verwendet werden; Aussetzung zu den Elementen verursacht sie zerfallen. Die Babylonier, der später Mesopotamien dominierte, waren die ersten Steine zu feuern, von dem viele ihrer Turm Tempel errichtet wurden.
Vor der Mitte der 1800er, die Menschen aus Ziegel in kleinen Chargen, die sich auf relativ ineffizient Brennverfahren. Eines der am häufigsten verwendeten war eine offene Klammer, in dem Ziegel auf einem Feuer unter einer Schicht von Schmutz und verwendeten Ziegel gelegt wurde. Als das Feuer über den Verlauf von mehreren Wochen abgeklungen, feuerte der Ziegel. Solche Verfahren wurden allmählich obsolet nach 1865, wenn der Hoffmann Ofen in Deutschland erfunden wurde. Besser geeignet für die Herstellung von großen Stückzahlen von Ziegeln, enthielt dieser Ofen eine Reihe von Kammern, durch die gestapelten Ziegel wurden zum Vorwärmen übertragen, Brennen und Kühlen.
Ziegelei Verbesserungen ins zwanzigste Jahrhundert hinein fortgesetzt. Verbesserungen umfassen Rendering Ziegel Form absolut gleichmäßige, Gewicht verringert, und den Brennprozess zu beschleunigen. Zum Beispiel sind moderne Ziegel selten solide. Einige sind in Form gepresst, die einen Frosch verlässt oder Depression, auf deren Oberseite. Andere sind mit Löchern extrudiert wird, die den Brennvorgang beschleunigen wird später durch eine größere Menge von Oberfläche zu Wärme ausgesetzt wird. Beide Techniken verringern Gewicht, ohne die Festigkeit zu verringern.
Zur Herstellung von Backstein, werden die Rohstoffe zunächst zerkleinert und gemahlen in einem Backenbrecher. Als nächstes werden die Bestandteile unter Verwendung eines von mehreren Verfahren gebildet. Bei der Extrusion werden die pulverisierten Bestandteile werden gemischt togther mit Wasser, geleitet in eine Entlüftungskammer (der die Luft entfernt Rissbildung zu vermeiden), verdichtet, und aus einer Düse mit der gewünschten Form extrudiert.
Holz, Stuck, Aluminium, Gips und Vinyl sind starke Konkurrenz, da sie bis zu 50 Prozent weniger kosten, und einig (insbesondere Stuck und Gips) bietet Einbau-Isolierung. Doch diese Systeme können bis zu 1,75-fache kosten, dass der Ziegel, die auch weniger Wartung erfordert. Andere Materialien, die mit Ziegel trotz ihrer in der Regel höher Kosten konkurrieren umfassen Betonfertigplatten, Glas, Stein, Kunststein, Beton Mauerwerk, und Kombinationen dieser Materialien, da Fortschritte in der Herstellung und Design solche Materialien attraktiver für den Bauherrn gemacht haben. Nach Angaben des US-Industrie Outlook, die Verwendung von Ziegel als Abstellgleis Material für Einfamilienhäuser sank von 26 Prozent im Jahr 1984 auf 17 Prozent im Jahr 1989.
Rohes Material
Natürliche Tonmineralien, einschließlich Kaolin und Schiefer, machen den Hauptkörper des Ziegels auf. Kleine Mengen von Mangan, Barium, und andere Additive werden mit dem Ton gemischt verschiedene Schattierungen zu erzeugen, und Bariumcarbonat verwendet wird Ziegel # x0027 zu verbessern; s chemische Beständigkeit gegenüber den Elementen. Viele andere Additive wurden in Backstein, einschließlich Nebenprodukten aus der Papierherstellung, Ammoniumverbindungen, Netzmittel, Flockungsmittel (die Teilchen lose Clustern führen bilden) verwendet, und deflocculents (was solche Cluster zu dispergieren). Einige Tone erfordern die Zugabe von Sand oder Grog (pre-Boden, vorgebranntes Material wie Schrott Ziegel).
Eine große Vielzahl von Beschichtungsmaterialien und Verfahren wird verwendet zur Herstellung von Ziegel einer bestimmten Farbe oder Oberflächenbeschaffenheit. Zum Erstellen eines typischen Beschichtungs, Sand (die Hauptkomponente) mechanisch gemischt mit irgendeiner Art von Farbstoff. Manchmal kann ein Flußmittel oder Fritte (a Glas enthaltende Färbemittel) zugegeben Oberflächentexturen zu erzeugen. Das Flussmittel senkt die Schmelztemperatur des Sandes, so dass es auf die Ziegeloberfläche binden kann. Andere Materialien, einschließlich abgestuft gebrannt und ungebrannte Ziegel, Nephelinsyenit und benotet Aggregat kann auch verwendet werden.
die Herstellung
Verarbeiten
Schleifen, Schlichten und Kombinieren
rohes Material
- 1 Zuerst wird jedes der Bestandteile zu einem Separator befördert, das Grobgut entfernt. Ein Backenbrecher mit horizontaler Stahlplatte drückt dann die Partikel, wodurch sie noch kleiner. Nachdem die Rohstoffe für jede Charge von Ziegeln ausgewählt wurden, wird ein Grobsieb oft verwendet, um die verschiedenen Größen von Material zu trennen. Material der richtigen Größe an Lagersilos geschickt und übergroße Material geht zu einem hammermill, die es mit sich schnell bewegenden Stahlhämmer pulverisiert. Die Hammermühle verwendet einen anderen Bildschirm die maximale Größe der Teilchen zu steuern, um die Mühle zu verlassen, und die Entladung geht auf eine Anzahl von Vibrationssiebe, die Material von unangebrachter Größe abzutrennen, bevor es in die nächste Phase der Herstellung geschickt wird.
Beim Formen ist weich, nasser Ton in einer Form geformt, in der Regel einer Holzkiste. Das Innere des Kastens ist häufig mit Sand beschichtet ist, die die gewünschte Textur ermöglicht und erleichtert die aus der Form des gebildeten Ziegel entfernen. Wasser kann auch helfen Freisetzung verwendet werden. Pressen, erfordert die dritte Art des Ziegel bildet, ein Material mit geringen Wassergehalt. Das Material wird in einer Form gegeben und dann mit einem Stahl Plunger bei einem gewünschten Druck eingestellt verdichtet. Weitere regelmäßige Form und schärfer in Umrissen als Ziegel mit den beiden anderen Verfahren hergestellt, gepressten Steine verfügen auch Frösche.
Anfasen des Ziegel
- 3 Anfasen Maschinen wurden entwickelt, eine Furche in Ziegel für Anwendungen wie Pflaster herzustellen. Diese Maschinen verwenden Walzen die Ziegel einzurücken, wenn es extrudiert wird. Sie werden manchmal mit Drahtschneidern ausgestattet, um das Abschrägen und Schneiden in einem einzigen Schritt zu tun. Solche Maschinen können bis zu 20.000 Einheiten pro Stunde produzieren.
- 5 Bevor die Ziegel gebrannt wird, muss getrocknet werden, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen. Wird diese Feuchtigkeit nicht entfernt wird, wird das Wasser brennen zu schnell während des Brennens ab, was zu Rissbildung. Zwei Arten von Trocknern verwendet. Tunneltrockner benutzen Autos die Ziegel durch feuchtigkeitsgesteuerten Zonen zu bewegen, die Rissbildung zu verhindern. Sie bestehen aus einer langen Kammer, durch die die Ware langsam gedrückt wird. Externe Quellen von lüfterwälzten Heißluft in den Trockner gezwungen, den Prozess zu beschleunigen.
- 6 Automatische Kammertrockner werden auch verwendet, vor allem in Europa. Die extrudierten Ziegel werden in Reihen auf zwei parallelen Stangen automatisch platziert. Die Ziegel werden dann auf speziellen Gestellen mit fingerartigen Vorrichtungen zugeführt, der mehrere Paare von Stäben in mehreren Lagen zu halten. Diese Racks werden dann von Schienentransportwagen oder Hubwagen in den Trockner übertragen.
- 7 Nach dem Trocknen wird der Ziegel auf Autos (in der Regel automatisch) und gebrannt geladen
Nach dem Formen und Beschichten werden die Steine entweder getrocknet Tunneltrockner oder automatische Kammertrockner verwendet wird. automatisch und zog in großen Öfen genannt Tunnelöfen Als nächstes werden Steine auf Autos geladen. Brennen verhärtet und stärkt den Ziegel. Nach dem Abkühlen werden die Steine gesetzt und verpackt.
hohe Temperaturen in Öfen genannt Öfen. Im Allgemeinen sind die Autos, die die Steine durch den Trocknungsprozess bewegt werden auch zu vermitteln, sie durch den Tunnelofen verwendet. Diese Fahrzeuge sind durch den Brennofen # x0027 geschoben; s kontinuierlich aufrechterhalten Temperaturzonen bei einer bestimmten Rate, die von dem Material abhängt. Die Mehrheit der Brennöfen in den Vereinigten Staaten verwendet Gas als Energiequelle, obwohl ein Drittel der Ziegel zur Zeit für feste Brennstoffe mit wie Sägemehl und Kohle erzeugt wird. Tunnelöfen haben im Design von hoher Last und geringer Breite Brennöfen zu kürzeren, unteren Satz größeren Öfen geändert, die mehr Ziegel abfeuern kann. Diese Art der Konstruktion hat auch zu hohen Geschwindigkeit, langer-Flamme, und die Niedertemperaturflammenbrennern, die Temperaturgleichförmigkeit und absenkbar Kraftstoffverbrauch verbessert.
Einstellung und Verpackung
Qualitätskontrolle
Obwohl die Ziegelindustrie oft naiv betrachtet, viele Hersteller die Teilnahme an Total Quality Management und statistische Kontrollprogramme. Letzteres beinhaltet eine bestimmte Prozesssteuerungsgrenzen zur Festlegung (wie Temperatur während des Trocknens oder Brennens) und Verfolgen des Parameters um sicherzustellen, dass die relevanten Prozesse innerhalb der Grenzen gehalten werden. Daher kann der Prozess gesteuert werden, wie es geschieht, Defekte zu verhindern und die Erträge zu verbessern.
Die Zukunft
Auch wenn diese Forderung weiter, sowohl die Ziegelindustrie im In- und Ausland steht vor eine neue Herausforderung: es wird bald gezwungen sein, die Umweltvorschriften einzuhalten, insbesondere im Bereich der Fluoremissionen. Fluor, ein Nebenprodukt der Ziegelei Prozess, ist ein hochreaktives Element, das für den Menschen gefährlich ist. Langzeitexposition kann Nieren- und Leberschäden, Verdauungsprobleme verursacht, und Veränderungen in Zähnen und Knochen, und die Environmental Protection Agency (EPA) hat folglich maximale Expositionsgrenzen festgelegt. Um die Risiken im Bereich der Fluor-Emissionen zu verringern, kann Ziegelei Wäscher installiert hat, aber sie sind teuer. Während einige Pflanzen, die bereits solche Systeme installiert haben, versucht die US-Ziegelindustrie eine immer wichtigere Rolle bei der Entwicklung kostengünstige Emissionen Testmethoden und Festlegung von Emissionsgrenzen zu spielen. Wenn die Ziegelindustrie nicht Bundes-Regulierungsbehörde davon überzeugen kann, ihre Anforderungen zu senken, ist es durchaus möglich, dass die Industrie in der Größe schrumpfen könnte, da einige Unternehmen nicht einhalten können es sich leisten und werden aus dem Geschäft.
Wo Erfahren Sie mehr
Bender, Willi und Frank Griff. Ziegelherstellung. Bauverlag GmbH, 1985.
Jones, J. T. und M. F. Berard. Keramik: Industrielle Verarbeitung und Prüfung. Iowa State University Press, 1972.