Магистрант Нысанбайулы Абдрахман

Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Қазақстан, Астана

Керамикалық кірпіш құрлысының өзіндік құнын төмендету

Аннотация Бұл мақалада құрылыста пайдаланылатын керамикалық кірпіш құрлысының өзіндік құнын төмендету жайында қарастырылады.

Кілт сөздер: керамикалық бұйымдар, керамикалық кірпіш, бұйымдардың техникалық сипаттамасы, саз, каолиндер, хромофор иондары, фаянстық бұйымдар, фарфорлық бұйымдар.

Қазақстан Президентінің халыққа жолдауында, қазіргі қарқынды жүріп жатқан құрылыстың материалға қажеттілігін қамтамасыз ету мақсатында құрылыс материалдары мен бұйымдарын өндіру саласын ұлттық-инновациялық жүйе арқылы дамыту, жалпы елдің экономикалық өрлеуінің бір бағыты болатыны айтылды [1].

Осыған орай, қала құрылысының сәулетті жоспары, тұрғын үйлердің іргетасының нық қалануы, сапалы қабырғалардың тұрғызылуы, ғимараттадың барынша адам өміріне қауіпсіз, жайлысалынуы сәулетшілер мен құрылысшылардың қызметін молайтып, талаптарын күшейтеді. Қазіргі таңда құрылыс материалдарын өндірудегі ең басты көзделетін мақсат: жаңа технология арқылы қалдықсыз, энергия және еңбек ресурстарын аз жұмсау арқылы құрылыстың жоғарғы талаптарына жауап беретін жаңа өнім өндіру.

Керамикалық деп әр алуан ылғалдылықтағы, көпшілігінде минералдық немесе органиакалық қоспалары бар, саздың біркелкі массадан түрлі тәсілдермен қалыпталып және жоғарғы температурада күйдіріліп жасалатын жасанды тас материалдары мен бұйымдарын айтады. Тиімді бұйымдарды пайдалану арқылы қоршалаушы конструкция қалыңдығын, массасын және керамикалық материалдар мен оларды қалауға жұмсалатын ерітінді шығынын азайтуға, осының нәтижесінде құрылыс құнын төмендетуге мүмкіндік туады. Шартты тиімді керамикалық кірпіш орташа тығыздылығы 1400-1600кг/м³ арасында жылуоқшаулағыш қасиеті жоғары, салмағы жеңіл болып келеді [2].

Керамикалық кірпіш құрылыста жетіспейтін металлдарды, цемент және транспорт құралдарын үнемдеуге мүмкіндік береді. Жалпы өндіріс балансында және қабырға материалдарын қолдану бойынша керамикалық кірпіш 30%-ды құрайды. Кірпіш күн энергиясын қабылдай отырып, баяу және біркелкі жылуды таратып отырады, ол жаз мезгілінде тез ысып кетуден, ал қыс мезгілінде жылуды сақтауға мүмкіндік береді. Кірпішті қабырға өзінің қалыңдығынан буды өткізу арқылы тыныс алады. Нәтижесінде бөлмеде бірқалыпты ылғалдылық дәрежесі сақталады. Шартты тиімді керамикалық кірпіштің ең негізгі қасиеті де сол жылуоқшаулағыштығы. Яғни шартты тиімді керамикалық кірпіштен тұрғызылған ғимарат немесе үй қабырғасы жазда салқын, қыста жылы жайлылық береді.

Зауыт құрылысы шикізаттардың кен орнына барынша жақын орналасса өнімнің өзіндік құнын азайтуға, тасымалдау шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар зауытқа теміржол станцияларының жақын орналасуы, ол теміржол тасымалын жеңілдетеді. Экологиясы мен шум жағынан алсақ, зауыт тұрғындар қонысынан алыста орналасқаны дұрыс саналады. Сонымен қатар республикалық негіздегі көлікжолы өтетін жерлерде орналасса, ол арқылы зауыт өнімінін республиканың басқа да аймақтарына жіберуге болады.

Енді зауыттың жұмыс тәртібі жайлы тоқталайық. Жұмыс ауысымдары ауысымдағы жұмыс сағаттарымен сипатталады. Осы көрсеткішті көбейтіп, цехтың жылдық жұмыс уақытының қорын анықтайды. Өндірістік бағдарлама және қабылданған жұмыс ережесі шикізат мөлшерін технологиялық жабдықтар санын және жұмысшылар құрамын есептеу үшін басты мәлімет болып табылады. Жұмыс ережесін тағайындау негізінде осы өнеркәсіп саласындағы технологиялық жобалау нормаларын жетекшімен жасау керек. Цехтың жұмыс ережесі жылдағы жұмыс күндер, жұмыс ауысымдар, ауысымдағы жұмыс сағаттарымен сипатталады. Осы үш көрсеткішті көбейтіп цехтың жылдық жұмыс уақытының қорын анықтайды. Күрделі жұмысқа тоқтайтын үздіксіз жұмыс ережесіне сәйкес цехтың жұмыс уақытының қоры келесі формуламен анықталады. 365-жұмыс күні; 3-ауысым; 8-сағат.

Жұмыс ережесіне сәйкес цехтың жұмыс уақытының қоры келесі формуламен анықталады.

= (365-30)*3*8=8040 сағ/жыл

Шикізатты бөлімдер 3 ауысымда жұмыс істейді.

Жабдықтарды пайдалану коэффициенті

= 0,85 – 0,95

= *= 8040*0,85= 6834 сағ/жыл

n- жөндеу жұмыс күндері, n = 20-30 күн.

1 кесте -Зауыттың жұмыс тәртібі

№ п/п	Бөліс аталуы	Жылдағы жұмыс күндер саны	Тәулікте ауысым саны	Жұмыс ауысым ұзақтылығы, сағ.	Жылдық жұмыс уақыт қоры
					Тәулік	сағат
1	Шикізатты қабылдау	335	2	8	335	5360
2	Шикізатты дайындау	335	2	8	335	5360
3	Қалыптау	335	2	8	335	5360
4	Кептіру	335	3	8	335	8040
5	Күйдіру	335	3	8	335	8040
6	Сапаны бақылау	335	3	8	335	8040
7	Дайын өнім қоймасы	335	3	8	335	8040

2 кесте - Бұйымдарды шығару бойынша зауыттың өндірістік бағдарламасы

№	Бұйымның аталуы	Жылына	Тәулік	Ауысым	Сағат
1	Шартты тиімді керамикалық кірпіш	12000000	35820	11940	1492

Материалдың номенклатурасы және сипаттамасы. Шартты тиімді кірпіш тіктөртбұрышты параллелипед пішінді, беттік жақтары түзу, біркелкі қыры болуы керек. Қырларының беті бүдірлі. Кірпіштің аса қатты күйдірілуі немесе соңына дейін күйдірілмеуі стандартқа сай келмейді. МЕСТ 530-2007 стандартқа сәйкес кірпішке қойылатын талаптар: беріктігі бойынша (кг/см²) бойынша мынадай маркаларға бөлінеді: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75. Тығыздылығы 1400-1600кг/м³ тең болады [3].

3-кесте - Бұйымдардың техникалық сипаттамасы

№	Бұйымның атауы, эскизі	Өлшемдері
	Шартты тиімді керамикалық кірпіш	Ұзындығы, мм	Ені, мм	Қалыңдығы, мм	Массасы,кг
1		250	120	65	2,8
2		250	120	88	3,8

МЕСТ 530-2007 «Керамикалық кірпіштер мен тастар» стандарты бойынша номинальді өлшемдерден ауытқуы мен бұйымдардың геометриялық формалары мына шамалардан (мм) аспауы керек:

- ұзындығы, қалыңдығы және ені бойынша - ±2;

- параллель қыры бойынша - ±2.

Қатардағы бұйымдардың сыртқы түрінің ақаулары болмауы керек, өлшемдері мен мөлшері 2-ші кестеде келтірілген мәндерден аспауы керек.

Қуыс бұйымдардың бетіндегі қуыстылығының өлшемі 10мм-ден аспауы және бұйымдардың ақаулары болмауы керек. Сыртқы түрі:

1. Қатардағы бұйымдардың сыртқы түрінің ақаулары болмауы керек, өлшемдері мен мөлшері 2-ші кестеде келтірілген мәндерден аспауы керек.

2. Беттік бұйымдардың бетінде қабырғалар мен бұрыштарынның сынықтары, кедір-бұдырлығы, жарықтары болмауы керек.

3. Қарапайым бұйымдардың партиядағы жартылай бұйым мөлшері 5%-дан аспауы керек.

4-кесте - Ақау түрлері

№	Ақау түрлері	Мәні
1	Тереңдігі 10-15 мм бұрышының сынықтары, дана	3
2	Тереңдігі 5-10мм қабырғаларының сынықтары, дана	3
3	Кедір-бұдырлығы немесе қырларының бұзылуы	5
4	Бұйымның барлық тереңдігіндегі жарықтар, тегіс беті бойынша созымдылығы 40 мм-ге дейін, дана	1

Кірпіштің маркасы. Тастың беріктілік маркасын сығу кезіндегі беріктілігі, ал кірпіштің беріктілік маркасын кестеде келтірілген сығу және иілу кезіндегі беріктілігі боынша анықталады. Аязға төзімділік маркасын қатайту мен еріту циклінің санына байланысты анықталады, сығу кезіндегі беріктілігі 25%-дан аспауы керек. Бұйымның су сіңіргіштігі 6%-дан кем емес.

Құрғақ күйіндегі қалыңдатылған кірпіштің массасы 4,3 кг-нан аспауы керек. Өндірістік дайындаушы және тұтынушының шарттары бойынша массасы 4,3 кг толық денелі қалыңдатылған кірпіштерді өндіруге рұқсат етілген. МЕСТ530-2007 бойынша бұйымдарды жанбайтын құрылыс материалдар тобына кіргізеді [4]. Бұйымдарды дайындауға қолданылатын материалдар нормативтік және техникалық құжаттардағы талаптарға сәйкес және берілген техникалық сипаттағы материалдарды алуға мүмкіндік беруі тиіс. Шартты тиімді кірпіштер аязға төзімділігі бойынша мынандай маркаларға бөлінеді: Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.

Шикізатқа сипаттама. Керамикалық өнеркәсіпте қолданылатын негізігі шикізаттар – саздар мен каолиндер. Керамикалық бұйымдарды жасарда саздақ массадан, әдетте илеуі жұмсақ саздан, каолиннен және жұмсақтылығы жоқ қоспалардан тұратын құрамалардан дайындайды. Саздар мен каолиндердің керамикалық өндірісте саздақ материалдар деп біріктіре атайды. Химиялық құрамы бойынша ең таза, көпшілігінде каолинитен құралған сазарды каолиндер деп атайды. Каолиндік бағалы саздарды құрама ретінде фаянстық және фарфорлық бұйымдарды жасағанда қолданады. Каолиндік саздар дала шпаттарының мүжіліп бұзылуынан пайда болған жерінде құрылып жататындықтан бірінші саздар деп атайды. Қосындысыз таза болғандықтан, олар ақ түсті, созымталдығы және отқа төзімілігі жоғары болады. Каолиннің мөлшері 50% құрайды [4].

Саз – сумен араласқанда иілімді қамыр түзетін, кептірген кезде өзіне берілетін формасын сақтап қалатын, күйдіргеннен кейін берік тасқа айналатын топырақты және сынықты тау жыныстары. Саз – кең таралған тау жынысы. Саз өте күрделі, құрамындағы минералдары да, физикалық және техникалық қасиетері де тұрақсыз болып келетін тау жынысы. Саз-ылғал кезінде иілімді, құрғақ кезінде шаң тәріздес, ұсақ түйіршікті тау жынысы. Саздар-каолиниттің (Al₂O₃×2SiO₂ ×2H₂O), монтмориллонит (Al₂O₃×4SiO₂ ×2H₂O), және бірнеше қабатты алюминий силикатының минералдық тобынан тұрады, сонымен қатар оның құрамында құмды және карбонатты бөлшектер болуы мүмкін. Әдетте саздағы жыныс түзуші минералдар каолинит, кремний тотығы, алюминий тотығы және су болып табылады.

Al₂O₃ және SiO₂-саз түзуші минералдардың химиялық құрамының негізгі бөлігін құрайды. Саз бөлшектерінің диаметрі 0,005 мм-ден кем емес. Одан үлкен бөлшектері лесс сияқты классификацияланады. Көптеген саздар сұр түсті болады, бірақ олардың арасында ақ, қызыл, сары, қоңыр, көк, жасыл және қара түсті саздар да кездеседі. Олардың түстерін өзгерту үшін хромофор иондарының қоспаларын, негізінен темір қоспаларын қосады.

Сазды жыныстың негізгі қайнар көзі дала шпаты болып табылады, ол атмосфералық әсерлерден бұзылып, нәтижесінде каолинит және алюминий силикатының гидратын түзейді. Кейбір тұндырылған саздар жергілікті айтылған минералдар қорын жинау кезінде түзіледі, бірақ олардың көбі теңіздер мен көлдерден қалған қалдық түрінде болады.

Саздардың саздақ, үлес сары саз, отқа төзімділігі бойынша отқа төзімділер, баяу балқитын және оңай балқитын саздар деген түрлері бар. Отқа төзімділер - отқа төзімділігі 1600⁰С кем емес. Мұндай саздар құрамында глиноземнің көптігімен (40% және одан көп) және оңай балқитын қосындылардың аздығымен ерекшеленеді. Баяу балқитын саздардың отқа төзімділігі 1350-1580⁰С аралығында, құрамында аздаған кварц құмы, дала шпаты, слюдалар, карбонаттар болады. Мұндай саздарды көпшілігінде қаптаушы кірпіштерді, еден төсеуге арналған плиткаларды, канализациялық құбырларды және т.б. бұйымдар жасауға қолданады. Оңай балқитын саздардың отқа төзімділігі 1350⁰С төмен. Бұл саздар ең көп тараған және әр алуан құрамында құмның, ізбес тасының, темір оксидінің, слюдалардың, органикалық заттарың қосындылары болады. Мұндай саздардан кірпіштер, блоктар, черепицалар және т.б кермикалық материалдар мен бұйымдар жасауға пайдаланады [4].

5-кесте - Шартты тиімді керамикалық кірпіштің масса құрамы

Компоненттер	Пайыздық мөлшері,%
Баяу балқитын саз	70
Вермикулит	30

Баяу балқитын саздардың отқа төзімділігі 1350-1580⁰С аралығында, құрамында аздаған кварц құмы, дала шпаты, слюдалар, карбонаттар болады. Мұндай саздарды көпшілігінде қаптаушы кірпіштерді, еден төсеуге арналған птиткаларды, канализациялық құбыларды және басқа с.с. бұйымарды жасауға қолданады.

Қорыта айтқанда, керамикалық кірпіш құрлысының өзіндік құнын төмендету, құрылыста кеңінен пайдаланатындығына байланысты экономикалық жағынан тиімді болатыны сөзсіз. Өйткені керамикалық кірпіштің балшық материалдарда өлшемі 0,001 мм бөлшектер көбейген сайын, олардың пластикалығы өседі. Пластикалығы ең жоғары балшықтарда көп кездесетін қоспа – дала шпаты, олардың балқу температурасын төмендетеді. Темір тотығы оларға қызыл, ал басқа, әсіресе көміртегіне бай органикалық қоспалар қоңыр, т.б. түстер береді.

Әдебиеттер:

1. Қазақстан Республикасының Президенті Н.Назарбаевтың Қазақстан халқына Жолдауы. 2015 жылғы 30 қараша.

2. Попов К.Н. Строительные материалы и изделия: Учебник/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2005-438 с.

3. Үдербаев С.Н. Құрылыс материалдары мен бұйымдары. –Алматы, 2006, 169 б.

4. Сатеков Б.С. Табиғи және жасанды құрылыс матариалдары мен бұйымдары. 1том. 342-348 б.