Требования к керамическим материалам

Строительная керамика характеризуется широкой номенклатурой изделий с разнообразными физико-механическими свойствами. Требования к свойствам керамических материалов и изделий в зависимости от их назначения различны. Для стеновых изделий основное свойство — прочность, так как они воспринимают большие нагрузки в зданиях и сооружениях, а также морозостойкость. Для фасадных и кровельных изделий определяющее свойство — морозостойкость, для дорожного кирпича, канализационных труб и плиток для полов — плотность, для теплоизоляционных изделий — теплопроводность, для дренажных труб — пористость и т. д.

Свойства керамических изделий определяются видом и качеством исходного сырья, способом его переработки, условиями формования, тепловой обработки, степенью спекания, обусловливающей структуру черепка, соотношение кристаллической, стекловидной (аморфной) и газообразной фаз и их физико-химическую природу.

Прочность строительной керамики колеблется в широких пределах. Так, предел прочности при сжатии стеновой керамики изменяется от 7,5 до 30 МПа, дорожного кирпича — от 40 до 100 МПа.

Водопоглощение керамических изделий — косвенная характеристика их пористости, а следовательно, и плотности. Оно оказывает значительное влияние на другие свойства: морозостойкость, воздухо- и паропроницае- мость, прочность сцепления с раствором и др. Водопоглощение плотных керамических изделий со спекшимся черепком не превышает 5% по массе, пористых— 5— 30 %. Стеновые керамические изделия для надежного сцепления со строительным раствором должны иметь водопоглощение не менее 6—8 %.

Плотность керамических изделий определяется в основном степенью спекания. По средней плотности стеновые материалы в сухом состоянии делят на классы: А — с плотпостью 700—1000 кг/м3, Б — 1000—1300 кг/м3, П — 1300—1450 кг/м3, Г —более 1450 кг/м3. С понижением средней плотности уменьшается теплопроводность керамических изделий, что позволяет сократить толщину наружных стен.

Морозостойкость керамических изделий обусловливает их долговечность, так как определяет способность изделий в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного понижения прочности (не более 15%). Вода, замерзшая в порах материала, увеличивается в объеме почти на 9 %, в связи с чем давление льда в порах может достигать 280 МПа. Марки керамических материалов по морозостойкости: 15, 25, 35, 50, 75, 100.

Морозостойкость керамических материалов зависит от их предела прочности при растяжении, модуля упругости и структуры.

Теплопроводность керамических изделий зависит от их средней плотности, структуры черепка и его влажности. Теплопроводность абсолютно плотного черепка равна 1,1бВт/(м-°С). Уменьшение средней плотности с 1800 до 700 кг/м3 путем повышения пористости и создания пустот в керамике приводит к снижению ее теплопроводности с 0,8 до 0,21 Вт/(м-°С). Увлажнение керамических изделий и замерзание воды в их порах приводит к резкому повышению теплопроводности изделий, так как теплопроводность воды [0,58 Вт/(м-°С)] выше теплопроводности воздуха в 2 раза, а теплопроводность льда выше теплопроводности воздуха в 8 раз.

В настоящее время основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий
Фасадные плиты изготовляют различной формы: плоские — для облицовки плоскости стен, угловые
3. санитарно-технические изделия и канализационные трубы.
Технология производства, технические показатели, строительные свойства и способы.

Глава 3. Керамические материалы и изделия. Керамика как облицовочный строительный материал.
§ 3.7. Изделия керамические для внутренней облицовки. § 3.8. Кровельная черепица.
Плитки керамические фасадные и ковры из них (ГОСТ 13996-93).

Керамические материалы и изделия объединяют в группы по назначению и свойствам, по
карнизов, сливов, поясков, сандриков, тяг и т.д. Фасадные керамические изделия укладывают
§ 3.6. Прочие керамические изделия. Кровельная черепица. Этот вид изделий является.

Керамическими называют материалы и изделия, которые получают из порошкообразных
Она содержит примеси, влияющие на ее цвет и термические свойства.
назначению выделяют изделия стеновые, фасадные, отделочные, для перекрытий, для пола, кровельные изделия.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Изделия керамические для облицовки фасадов зданий

Для облицовки фасадов зданий применяют различные керамические материалы, отличающиеся не только своими формами и размерами, но и декоративными качествами. Широкое использование получили изделия фасадной керамики, которые отличаются небольшой массой, высокой прочностью и красивыми естественными окрасками. К таким материалам относятся кирпич и камни керамические лицевые, ковровая керамика, плитки керамические малогабаритные, плиты керамические фасадные и другие изделия.

Кирпич и камни керамические лицевые являются не только художественно-декоративными изделиями, но укладываются вместе с кладкой стены и служат конструктивным несущим элементом наряду с обычным кирпичом. Сырьевым материалом для производства лицевого камня и кирпича являются легкоплавкие или тугоплавкие глины, приобретающие после обжига различную окраску. Предпочтение имеют глины, которые после обжига имеют более светлые тона. Обычный цвет лицевого кирпича от темно-красного до светло-красного. Технология производства лицевого кирпича аналогична производству обыкновенного керамического кирпича пластическим или полусухим способом. За последние годы проведены экспериментальные исследования и внедрен на ряде предприятий новый эффективный метод получения лицевого кирпича и керамических камней из легкоплавких красножгущихся глин с помощью ангобирования. Процесс ангобирования заключается в нанесении специальными форсунками на свежесформованный или высушенный кирпич тонкого цветного лицевого слоя, усиливающего или маскирующего после обжига структуру и цвет черепка.

Для окрашивания поверхности лицевого кирпича применяют морозостойкие различные по цвету составы ангобов (белый, серый, зеленый, голубой, ярко-красный, кремовый, коричневый и др.). Для получения ангоба используют часовярскую или веселовскую глины и люберецкий песок. Эту смесь тщательно измельчают в шаровых или вибрационных мельницах и к ним добавляют краситель. Так, для получения зеленого ангоба добавляют к указанной смеси до 10% оксида хрома, а для получения ангоба голубого цвета — до 3% оксида кобальта.

Кирпич и камни лицевые изготовляют сплошные и пустотелые. Лицевая поверхность кирпича и камней может быть гладкая, рифленая и офактуренная. Рельефное офактуривание поверхности производят путем обработки еще влажного кирпича сырца специальными металлическими ершами, гребенками, рифлеными валиками.

Кирпич и камни лицевые сплошные и пустотелые применяют для лицевой кладки фасадов и внутренних стен, ведущейся одновременно с кладкой стен, а также для внутренней облицовки складов, заводских цехов, садово-парковых ограждений. Для бассейнов, водоемов и других подобных сооружений применяют глазурованный кирпич или кирпич с водопоглощением не более 5%.

Ковровая керамика глазурованная и неглазурованная представляет собой мелкоразмерные тонкостенные плитки различного цвета, наклеиваемые в виде ковров на бумажную основу. Плитки могут быть изготовлены различных цветов, блестящими и матовыми, покрыты прозрачными или глухими глазурями; их выпускают 32 типоразмеров, квадратной, прямоугольной, треугольной, ромбической и трапециевидной формы со стороной 25. 125 мм, массой 1 м2 плитки до 4,5 кг.

В нашей стране значительное распространение получило производство мозаичных облицовочных плиток методом литья. Сущность этого метода заключается в нанесении на пористые керамические формы-подставки трех слоев: разделительного, основного слоя плиточной массы и глазури. Формы-подставки перемещаются на литейном конвейере, при этом влага шликеров впитывается ими и на их поверхности образуется плиточный слой толщиной 2,5. 3,5 мм. В дальнейшем плиточный слой разрезают дисковыми ножами на плитки установленной формы и размеров.

С литейного конвейера подставки с отлитыми плитками поступают на сушку. Сушка продолжается около 15 мин при температуре 220. 250°С. Далее плитки поступают в щелевые роликовые печи на обжиг, который продолжается 35 мин при температуре 950. 1050°С. После обжига плитки снимают с подставок, наклеивают на листы бумаги, очищают от разделительного слоя и подают на склад готовой продукции.

Плитки ковровой керамики должны удовлетворять следующим требованиям: водопоглощение — не менее 6 и не более 12%, морозостойкость — 25 циклов, масса 1 м2 плиток в зависимости от толщины — 6. 8 кг, лицевая поверхность — гладкая, без трещин, зазубрин и расслоений. Набор ковров производят как из одноцветных, так и разноцветных плиток, с относительным сопротивлением продавливанию не менее 0,3 МПа, наклеенных на крафт-оберточную бумагу клеем, обеспечивающим прочность приклейки. После облицовки клей должен легко смываться. Плитки ковровой керамики применяют для облицовки крупных блоков и панелей, стен вестибюлей и лестничных клеток жилых и общественных зданий.

Смотрите так же:  Ликвидация вредных привычек

Плитки фасадные керамические изготовляют из беложгущихся или цветных глин. Изделия небольших размеров формуют из тощих (малопластичных) кирпичных глин. Во всех случаях Й сырье добавляют шамот. Подготовку глиняной массы производят по сухому способу: вначале сырье высушивают, измельчают и увлажняют, после чего тщательно перемешивают до получения однородной массы. Наиболее простой способ изготовления облицовочных плиток — формование на ленточном вакуум-прессе.

Облицовочные плитки изготовляют также и полусухим способом. При полусухом способе сушка исключается, изделия после формования идут на обжиг. Обожженные изделия сортируют по типу и цвету и хранят в штабелях на деревянных подкладках, защищая их от загрязнения и увлажнения.

В настоящее время фасадные плитки выпускают в ограниченном количестве, так как они сложны в изготовлении, громоздки и требуют высококачественного сырья. Развитие крупнопанельного домостроения требует массового выпуска красивых и долговечных облицовочных материалов, которые обеспечивали бы возможность отделки стеновых панелей в процессе изготовления сборных элементов. Таким требованиям отвечают тонкостенные керамические плитки, обладающие высокой прочностью, имеющие разнообразную окраску н красивую поверхность. Наиболее распространенным способом производства облицовочных плиток является полусухое прессование. Большинство заводов выпускает неглазурованные и глазурованные плитки размером 120 X 65 мм, небольшая масса которых позволяет изготовлять на них керамические ковры, что обеспечивает отделку панельных конструкций в процессе их изготовления.

В настоящее время разработано два способа получения дешевых коврово-мозаичных плиток размером 22 X 22 X 4 мм с Одинаковой фактурой лицевой и тыльной сторон. По первому способу мелкоразмерные керамические плитки изготовляют полусухим прессованием в пресс-формах, в верхней и нижней частях которых предусмотрены клиновидные выступы, образующие С обеих сторон отпрессованной плитки надрезы глубиной 2 мм. После обжига плитки раскалывают специальным устройством на более мелкие плитки размером 22 X 22 мм. За один цикл с пресса снимают при прессовании в таких пресс-формах 450 см 2 плиток, в то время как при прессовании плиток размером 20 X 20 мм в 15-гнездной пресс-форме съем составляет 60 см 2 ; плиток размером 23 X 23 мм в 20-гнездной пресс-форме — 105 см 2 ; плиток размером 120 X 65 мм в 4-гнездной пресс-форме — 312 см 2 .

По пластическому способу мелкоразмерные керамические плитки получают напластованием массы на подставки, идущие по конвейеру. Возможность получения тонкостенных плиток напластованием из пластических масс основывается на высокой адгезии между влажной глиняной массой и керамическими подставками. Установка для получения плиток состоит их шнекового нагнетателя со специальной головкой для напластования масс, устройства для подачи подставок и транспортера с поворотным и резательным устройствами.

При непрерывной подаче подставок и равномерной загрузке пресса на подставке получают пластмассы толщиной 3. 4 мм которые легко разрезают резательными устройствами на плитки разных размеров: 22 X 22, 48 X 48, 22 X 48 мм и др.

Для получения мозаичных плиток различного цвета можно использовать глины, дающие после обжига окрашенный черепок (белый, желтый, красный), или добавлять красители для получения плиток серого, голубого и других цветов. Отформованные плитки высушивают в радиационной сушке, обжигают на подставках в щелевых печах или навалом в капсельных периодических или туннельных печах.

Производство мелкоразмерных плиток путем пластического напластования имеет ряд преимуществ по сравнению с методом полусухого прессования или литьем: короткий цикл технологического процесса (8. 10 ч), упрощенный способ подготовки массы и малые производственные площадки. Малая масса и одинаковая лицевая и тыльная стороны позволяют укрупнить ковры и этим повысить индустриальность изготовления панелей.

Требования к керамическим материалам

К керамическим материалам предъявляются различные требования соответственно тем воздействиям, которые они испытывают при использовании их в строи­тельстве. В связи с этим необходимо знать основные свойства керамического материала и пути их регулирования в процессе изготовления различных керамических изделий.

Водопоглощение керамических материалов характеризует количественную величину их пористости и соответственно степень спекания, которая в свою очередь влияет на многие рабочие свойства изделий строительной керамики: морозостойкость, парои воздухопроницаемость, сцепление с раствором, загрязняемость и др. Диапазон этого показателя для изделий строительной керамики в зависимости от их вида и назначения довольно велик—от 1—30%.

Предел прочности при сжатии Rcж керамических материалов зависит от их состава и структуры и уменьшается с увеличением размера образца. Наиболее важное значение Rсж имеет для изделий стеновой керамики, которые воспринимают большие нагрузки в зданиях и сооружениях. По этому показателю стеновые изделия маркируют, принимая за марку среднюю величину по результатам испытания пяти образцов.

Для изделий строительной керамики находится в пределах 7,5—70 МПа.

Предел прочности при изгибе керамических материалов зависит от тех же факторов с той лишь разницей, что здесь структура материала оказыва­ет более резкое влияние на его сопротивляемость изгибу. Так, например, кирпич полусухого прессования имеет меньшую величину предела прочности при изгибе, чем кирпич пластического формования, изготовленный из тех же глин, хотя Rcж последнего ниже, чем у кирпича полусухого формования.

Предел прочности при изгибе регламентируется ГОСТами для кирпича, поскольку в стене он испытывает не только сжимающие, но и изгибающие нагрузки, вслед­ствие неровностей своей поверхности. Этот показатель регламентируется и для некоторых других керамических изделий. По нему также судят об относительной прочности испытуемого материала и используют его как косвенный показатель для характеристики некоторых других свойств глинистого сырья и обожженных изделий (связность, связующая способность, термостойкость)

Для керамических материалов находится в пределах 0,7—5 МП а.

Морозостойкостью называют способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и без значительного понижения прочности. Показателем морозостойкости является количество теплосмен, которое выдерживает материал без признаков разрушения.

Обстоятельные исследования по влиянию грануло-метрии пор на морозостойкость керамических материалов выявили следующие положения:

все поры в керамическом материале (с точки зрения морозостойкости) могут быть разделены на три категории: опасные, безопасные и резервные;

опасные поры заполняются водой при насыщении на холоду. В них она удерживается при извлечении материала из воды и замерзает при температуре от —15 до —20° С. Диаметр этих пор от 200 до 1 мк для глиняного кирпича пластического прессования, от 200 до 0,1 мк для глиняного кирпича полусухого прессования;

безопасные поры при насыщении на холоду водой не заполняются, либо заполнившая их вода не замерзает при указанных температурах. Это обычно мелкие поры. Заполняющая их вода становится по существу пристеночной адсорбированной влагой, имеющей свойства почти твердого тела и температуру замерзания су­щественно ниже (—20° С);

резервные поры при насыщении на холоду полностью заполняются водой, но из них при извлечении образца из насыщающего сосуда вода частично вытекает вследствие малых капиллярных сил. Это крупные поры диаметром более 200 мк.

Согласно этим исследованиям, керамический материал будет морозостойким, если в нем объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах.

Морозостойкость определяет долговечность керамических материалов при их службе в условиях воздействия на них внешней среды. Поэтому требования морозо­стойкости регламентированы ГОСТами для стеновых фасадных, кровельных и некоторых других изделии строительной керамики.

Теплопроводность керамических материалов зависит от их объемной массы, состава, вида и размера пор и резко возрастает с увеличением их влажности, так как теплопроводность воды [l=0,58 Вт/(м-град)] выше теплопроводности воздуха [l=0,029 Вт/(м-град)] в 20 раз. Замерзание воды в порах материала ведет к дальнейшему резкому возрастанию его теплопроводности, поскольку теплопроводность льда [l=2,33 Вт/(м-град)] больше теплопроводности абсолютно плотного керамического черепка l= =1,163 Вт/(м-град) примерно в 2 раза, больше тепло­проводности воды в 4 раза и больше теплопроводности воздуха в 80 раз.

Смотрите так же:  Бесплатная консультация юриста алименты

Паропроницаемость действующими Гостами и ТУ не регламентирована. Однако в некоторых случаях она влияет на долговечность строительных конструкций.

Низкая паропроницаемость стеновых материалов может явиться причиной потения внутренней поверхности стен, особенно в зданиях с повышенной влажностью воздуха. По экспериментальным данным, коэффициент паропро-ницаемости плиток полусухого прессования с водопоглощением 8,5; 6,5 и 0,25% соответственно равен 0,155; 0,0525; 0,029 г/(м.ч.Па).

В многослойных стенах неодинаковая газопроницаемость отдельных слоев стены может вызвать накопление влаги в ее толще, последующее ее замерзание и от­слаивание части стены. По этой причине не вполне надежна сквозная фасадная облицовка стен глазурованными плитками, обладающими низкой газопроницаемостью.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Керамические материалы

Керамические материалы получают из глиняных масс путем формования и последующего обжига. При этом часто имеет место промежуточная технологическая операция — сушка свежесформованных изделий, называемых «сырцом».

По характеру строения черепка различают керамические материалы пористые (неспекшиеся) и плотные (спекшиеся). Пористые поглощают более 5% воды (по массе), в среднем их водопоглощение составляет 8. 20% по массе. Пористую структуру имеют кирпич, блоки, камни, черепица, дренажные трубы и др.; плотную — плитки для полов, канализационные трубы, санитарно-технические изделия.

По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды: стеновые — кирпич обыкновенный, кирпич и камни пустотелые и пористые, крупные блоки и панели из кирпича и камней; для перекрытия — пустотелые камни, балки и панели из пустотелых камней; для наружной облицовки — кирпич и камни керамические лицевые, ковровая керамика, плитки керамические фасадные; для внутренней облицовки и оборудования зданий — плиты и плитки для стен и полов, санитарно-технические изделия; кровельные — черепица; трубы — дренажные и канализационные.

Универсальность свойств, широкий ассортимент, высокая прочность и долговечность керамических изделий позволяют широко использовать их в самых разнообразных конструкциях зданий и сооружений: для стен, тепловых агрегатов, в качестве облицовочного материала для полов и стен, в виде труб для сетей канализации, для облицовки аппаратов химической промышленности, в качестве легких пористых заполнителей для сборных железобетонных изделий.

Г. КЛАССИФИКАЦИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Большой ассортимент керамических изделий, выпускаемых промышленностью для использования в строительстве, можно классифицировать на следующие группы в зависимости от их назначения: стеновые, облицовочные, кровельные, для полов, дорожные, теплоизоляционные, огнеупорные, кислотоупорные и санитарно-технические.

1. СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Основными в этой группе являются: кирпич глиняный обыкновенный и так называемый эффективный кирпич — глиняный пустотелый и пористый пластического формования, глиняный пустотелый полусухого прессования и строительный легкий. Камни керамические пустотелые пластического формования также применяются в качестве стенового материала.

.Находят применение в качестве стенового материала крупноразмерные виброкирпичные панели заводского изготовления.

2. ОБЛИЦОВОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Керамические изделия, применяемые для облицовки зданий, делятся на две группы — для облицовки фасадов зданий и для внутренней облицовки помещений.

В настоящее время основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий являются лицевые кирпич, камни, плиты и плитки. Кирпич и камни делают сплошными и пустотелыми. Плиты в зависимости от конструкции, способов изготовления и крепления подразделяют на закладные, устанавливаемые одновременно с кладкой стен, и прислонные, устанавливаемые на растворе после возведения и осадки стен. Фасадные плиты изготовляют различной формы: плоские — для облицовки плоскости стен, угловые — для облицовки наружных углоз, откосов и проемов и перемычные — для облицовки перемычек над оконными и дверными проемами. Плитки фасадные малогабаритные выпускают с наружной гладкой и фактурной поверхностью, а на тыльной стороне делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Для ускорения отделочных работ тонкие фасадные плитки наклеивают на бумажную основу в виде ковров с различным рисунком. Такие плитки носят название ковровой керамики.

Керамические материалы для внутренней облицовки помещений не подвергаются действию отрицательных температур и резких перемен погоды, поэтому они не должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к материалам для внешней облицовки зданий. Однако точность размеров, правильность формы и одинаковая окраска приобретают особо важное значение. Вследствие этого для материалов внутренней облицовки поставлены более жесткие требования по внешнему виду, чем к материалам для наружных р^бот. Для внутренней облицовки помещений применяют в основном керамические плитки различной формы и толщины (28 типов по ГОСТ 6141—63).

Керамическими плитками для полов настилают полы в вестибюлях общественных зданий, банях, прачечных, санитарных узлах, лечебных помещениях и на предприятиях химической промышленности. Эти плитки практически водонепроницаемы, т. е. надежно защищают несущие конструкции перекрытий от увлажнения, стойко сопротивляются истирающим воздействиям, не дают пыли, легко моются, не впитывают жидкостей и хорошо противостоят действию кислот и щелочей.

3. САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ ТРУБЫ

Различают три группы санитарно-технических изделий: из твердого фаянса, отличающиеся пористым черепком, из санитарного фарфора, обладающие спекшимся черепком, и из полуфарфора, имеющие полуспекшийся черепок.

Санитарно-технические изделия должны обладать высокой механической прочностью и теплостойкостью. Для их изготовления необходимо высококачественное сырье, строгое соответствие массы установленной рецептуре и точное соблюдение технологического режима производства.

К санитарно-техническим изделиям относится оборудование санитарных узлов и кухонь жилых, общественных и промышленных зданий. Ассортимент изделий этой группы весьма разнообразен — ванны, умывальники, унитазы, радиаторы и др. Изделия должны иметь правильную форму, без прогибов, искривлений и трещин, равномерный покров блестящей глазури (белой или цветной), устойчивой против образования мелких трещин (цека); при простукивании изделия должны издавать чистый (не дребезжащий) звук, указывающий на обжиг их до соответствующей температуры и отсутствие трещин.

Канализационные трубы, изготовляемые диаметром от 150 до 600 м,м, имеют плотный спекшийся черепок. Они покрываются глазурью изнутри и снаружи и отличаются большой устойчивостью к действию агрессивных вод и блуждающих электрических токов. Изготовляемые на основе местных материалов, они имеют невысокую стоимость сравнительно с трубами других видов.

4. ПРОЧИЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ

Здесь следует сказать о глиняной черепице, представляющей собой спекшееся изделие в виде прямоугольных плиток или желобов и широко (особенно на юге и западе страны) используемой как кровельный материал. Выпускается черепица четырех видов: штампованная пазовая и ленточная, плоская ленточная и коньковая.

Б качестве теплоизоляционных материалов известны диатомовые (трепельные), пенотрепельные изделия и керамзитовый гравий. Из специальных керамических изделий, находящих применение при строительстве и оборудовании химических и других заводов, применяются огнеупорные и кислотоупорные изделия. Следует упомянуть и различные виды специального кирпича — дорожный повышенной прочности, получаемый обжигом глины до полного спекания, но без остекло-вания поверхности; лекальный, огнеупорный, футеровочный, кислотоупорный и др.

Технология производства, технические показатели, строительные свойства и способы применения наиболее распространенных керамических изделий рассмотрены в этой главе ниже.

Керамические строительные материалы

Керамические материалы обладают поликристаллической структурой, их получают в результате формования и тепловой обработки глин с добавками.

Основы производства

Сырьё. Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является глина – осадочная горная порода, состоящая из природных водных алюмосиликатов с различными примесями.

Глина, замешанная с определённым количеством воды, образует глиняное тесто, обладающее связностью и пластичностью, способное в процессе обжига образовывать прочный искусственный камень.

Технология производства керамических материалов связана с характеристиками используемых глин (огнеупорность; содержание AlO и красящих оксидов в прокалённом состоянии, водорастворимых солей, включений размером более 0,5 мм; размер включений; пластичность; температура спекания; содержание свободного кремнезёма; механическая прочность).

Основы технологии

Основные технологические операции при производстве керамических материалов включают:

  • подготовка сырья
  • дозировка
  • перемешивание
  • формование
  • сушка
  • обжиг

В процессе обжига образуется структура керамического материала, определяющая его свойства, в том числе прочность. Возможные дефекты при обжиге необратимы. Например, при отклонении от оптимальной для данного материала температуры обжига может быть пережог, при этом происходят потеря формы, оплавление поверхности. При недожоге ухудшаются основные показатели эксплуатационно-технических свойств.

Смотрите так же:  Налог на ларгус фургон

Обработка лицевой поверхности керамических материалов связана с их видом и производится различными технологическими способами, среди которых выделяют: механическую обработку, ангобирование, глазурование, сериографию, шелкографию.

Механическая обработка предполагает использование специальных приспособлений, позволяющих получать рельефный рисунок в процессе формования материала или после него.

Ангобирование – нанесение механическим способом на лицевую поверхность белых или цветных жидких глиняных масс толщиной 0,25 – 0,4 мм. После обжига образуется матовое покрытие.

Глазурование – покрытие различными способами слоем жидкой глазури толщиной 0,15 – 0,3 мм. Глазури, состоящие из кварца, полевогошпата, каолина и других компонентов, образуют после обжига стекловидный слой, отличающийся блеском. Реже применяют глазури, позволяющие получать матовую фактуру – со слабым блеском.

Способ сериографии предполагает изготовление по фотоснимку рисунка сетки-трафарета, с помощью которой красящий состав наносят на материал, затем изделие глазуруют и обжигают.

Шелкография – нанесение орнаментированного рельефа глубиной до 1 мм при прессовании материала металлическим штампом с рисунком. Рельефный рисунок может быть получен также при пульверизации глазури на металлический трафарет, который устанавливают на высушенный материал.

Номенклатура

Среди керамических материалов, выпускаемых промышленностью, — стеновые материалы (кирпичи, камни, блоки), плитки и плиты, черепица, санитарно- технические, архитектурно-художественные изделия, а также материалы специального назначения: трубы, дорожный кирпич, кислото- и огнеупорные, теплоизоляционные, краски.

Кирпичи, камни и блоки отличаются размерами: камень больше кирпича по толщине, как правило в 2 раза и более, блоки значительно крупнее камней. Кирпичи и камни разделяют на полнотелые (керамическая масса заполняет весь объём изделия) и пустотелые (с технологическими пустотами, полученными в процессе формования). Блоки выпускают только пустотелые.

Плитки (длина и ширина до 150 мм) и плиты (более крупных размеров) используют для фасадов, внутренней облицовки стен, для покрытия полов. Например, для внутренней облицовки стен. Их форма весьма разнообразна: квадратные, прямоугольные, четырёх-, пяти-, шести- и восьмиугольные, фигурные, фасонные (угловые, карнизные, плинтусные).

Черепица для кровли производится из легкоплавких глин различных размеров и типов – рядовая, коньковая, разжелобочная, концевая, специальная

Санитарно-технические керамические изделия (ванны, раковины, унитазы, умывальники) изготавливают из фаянса, полуфарфора и фарфора.

Различный рельеф, в том числе рельеф сложного профиля, имеют изделия архитектурно-художественной керамики, используемые для внешней и внутренней художественной отделки. Эти изделия бывают одно- и многоцветными. В качестве красителей используют различные цветные глины, хромистый железняк, марганцевую руду.

Неглазурованные изделия называют архитектурной терракотой.

Способ формования предполагает получение индивидуальных изделий со сравнительно сложным и глубоким рельефом.

Керамические трубы применяют для дренажных (мелиоративных) систем и отвода сточных и щелочных вод.

Для изготовления дорожного кирпича применяют тугоплавкие глины. Кроме дорожного строительства, его применяют для устройства тротуаров, полов промышленных зданий.

Кислотоупорные керамические материалы (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним) получают из глин, которые не содержат примеси, понижающие химическую стойкость (например, гипс, карбонаты).

Огнеупорные керамические материалы применяют при строительстве промышленных печей, топок и оборудования, работающих при температуре 1580 – 1770 ºС.

Большая пористость керамических теплоизоляционных материалов создаётся путём введения в глиняную массу пенообразователей и выгорающих добавок. Специальные теплоизоляционные материалы отличаются высокой прочностью и возможностью применения в условиях температур до 900 ºС.

Керамические краски – смеси жаростойких минеральных пигментов с легкоплавкими стеклами (надглазурные краски) или с керамическими массами и глазурями (подглазурные краски). Указанные составы после обжига материала обладают ярким и сочным цветовым тоном, высокой стойкостью к действию света и различных климатических факторов.

Свойства

Эксплуатационно-технические свойства керамических материалов непосредственно связаны с характером их структуры, образующейся в процессе обжига. Выделяют материалы с пористым и плотным черепком. Большинство керамических материалов имеют пористую структуру (кирпич, черепица, плиты и плитки для облицовки стен). Пористость их обычно более 30%. Номенклатура материалов с плотным черепком ограничена. К ним относятся, например, кислотоупорный кирпич, фарфоровые изделия.

Прочность керамических материалов также связана с пористостью их структуры. Так, различают следующие марки кирпича керамического в зависимости от предела прочности при сжатии в кгс/см²: 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Но кирпич дорожный – материал с плотным черепком – имеет более высокие марки – 400, 700, 1000.

Эстетические свойства керамических материалов связаны с видом и составом используемого сырья (в первую очередь глину), параметрами различных технологических переделов и могут регулироваться в процессе производства.

Большинство месторождений глин содержит оксиды железа в количестве, обеспечивающем керамическим стеновым материалам различные оттенки красного цвета. При наличии в глинах большого количества известковых включений изделия приобретают светло-коричневые и бежевые тона. Добавляя в глиняную массу из светложгущихся глин минеральные красители, можно получать керамические изделия разных цветов и оттенков. Красные тона получаются при наличии оксидов железа, коричневые – марганцевых руд, серые – хромистых. Цвет изделия заметно изменяется при добавлении к светложгущейся глине обычного легкоплавкого суглинка. При обжиге изделия могут приобретать также темно-серый или даже чёрный цвет.

Рельефный рисунок получают при обработке лицевой поверхности керамических стеновых материалов в процессе формования специальными валиками, щётками, гребёнками или горизонтальными струнами. Применяют валики с тупыми или острыми выступами щетки из грубой или тонкой проволоки. Для отделки материалов, имитирующей древесную кору, используют горизонтальную струну, срезающую тонкий слой с поверхности глиняного бруса, с помощью стержней разделяют срезанный слой глины на продольные равные волокна, затем гладким валиком прижимают образовавшиеся волокна к брусу.

Керамические стеновые материалы отделывают также методом торкретирования сухой минеральной крошки на лицевую поверхность. Минеральная крошка вдавливается в тело глиняного бруса, образуя ориги нальные зернистую фактуру и цвет. Для торкретирования можно использовать кварцевый песок, шамот, бой стекла, отходы производства фарфора и фаянса, керамических плиток.

Санитарно-технические изделия покрывают прозрачной или глухой (белой или цветной) глазурью. Их эстетические характеристики связывают, в частности, с белизной, вызываемой рассеянным отражённым светом.

При оценке внешнего вида керамических материалов фиксируют размеры и возможные дефекты. На лицевой поверхности кирпича и камня лицевого не допускаются отколы. В том числе от известковых включений и другие дефекты, видимые с расстояния 10 м на открытой площадке при дневном освещении.

Санитарно-технические изделия не должны иметь отклонений от заданной формы.

В зависимости от вида дефектов изделия оценивают с помощью металлических измерительных инструментов, контрольных шаблонов, мерного увеличительного стекла и визуально.

Оценка эффективности керамических материалов в архитектуре связывается с положительным опытом их применения в течении многих лет. С эстетической точки зрения важны ощущения чистоты глазурованных изделий, «теплоты» материалов красного цвета различных оттенков, «штучности» керамического кирпича, плиток и плит, оставляющей впечатление «ручной» работы.

Следует отметить, что керамические материалы экологически безопасны.