Керамические строительные материалы и изделия - OXFORDST.RU

Керамические строительные материалы и изделия

Применение керамических материалов в строительстве

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, 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 углов, 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 работ. 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 мм, 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.

В 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 остеклования 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.

Производство и применение керамических строительных материалов.

Несмотря на то что керамические изделия отличаются большим разнообразием по назначению, форме и физико-механическим свойствам, производство их в основном примерно одинаково и состоит из следующих — — основных процессов:

— добыча глины в карьерах;

— подготовка массы, заключающаяся в дроблении глины и других компонентов смеси, увлажнении водой и перемешивании массы;

— формование изделий из приготовленной массы;

— сушка отформованных изделий;

— обжиг предварительно высушенных изделий.

Для отдельных изделий могут быть различными технологические схемы этих процессов, например разные способы формования кирпича — пластичный и полусухой, разные способы сушки — естественная и искусственная, а также могут появляться дополнительные процессы, как, например, покрытие изделий глазурью. Более подробно такие производственные процессы будут изложены при описании основных видов керамических изделий.

Заводы по производству керамических изделий часто строятся вблизи месторождения глин, и тогда глиняный карьер является составной частью завода. Разработка сырья осуществляется на карьерах открытым способом экскаваторами. К карьерным работам относятся подготовительные, обеспечивающие вскрытие и подготовку месторождений, добычные, предназначенные для извлечения глины, и транспортные, т. е. доставка глины к месту переработки, а пустой породы в отвалы. Транспортные работы осуществляются автосамосвалами или мотовозами с вагонетками. К. карьерным работам относят также естественную обработку глины (в необходимых случаях) путем вылеживания и вымораживания. Качество керамических изделий полностью зависит от состава и чистоты сырья, поэтому необходим постоянный контроль за производством карьерных работ и качеством добываемого сырья. Заводские лаборатории должны систематически анализировать поступающее сырье и в зависимости от его качества подбирать состав шихты, наиболее благоприятный для данного вида изделий.

Подготовка массы заключается в обогащении, дроблении и тонком помоле материалов и последующем тщательном перемешивании их до получения полностью однородной массы. При пластичном способе формования масса увлажняется до необходимой степени.

Для лучшего перемешивания глиняной массы после помола и измельчения компонентов используют глиномялки (18), которые дают однородную пластичную массу, увлажненную до нужного предела.

Формуют керамические изделия в основном двумя способами — мокрым и полусухим. При мокром способе масса увлажняется до 20— 25% и формование производят на гидравлических или механических прессах; при полусухом масса увлажняется до 8—12% и изделия формуют прессованием. В зависимости от формы и размеров изделий используется формовочное оборудование, различное как по принципу действия, так и по мощности.

Сушка отформованных изделий является производственным процессом, необходимым лишь для изделий пластического формования. При полусухом способе производства сырцовые изделия имеют незначительную влажность, что при обжиге не вызывает растрескивания и необходимость в сушке отпадает.

Процесс сушки представляет собой комплекс явлений, связанных с испарением влаги с поверхности изделия, перемещением влаги из его внутренней части к поверхности и теплообменом между материалом и окружающей средой. Длительность сушки во многом зависит от скорости перемещения влаги в изделиях от внутренних к наружным слоям, а последнее определяется размерами капилляров и вязкостью воды. Одновременно с удалением влаги частицы материала сближаются силами поверхностного натяжения и происходит уменьшение объема глиняных изделий (усадка). Усадка каждой массы имеет определенный предел, после которого дальнейшее сокращение объема не происходит, несмотря на то, что физически связанная вода к этому моменту полностью еще не испаряется. Более пластичные глины дают большую усушку.

Естественная сушка сырца зависит от погодных условий, поэтому она не всегда может обеспечить бесперебойную работу завода. На заводах с большой производительностью применяют искусственную сушку в сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве источника тепла используют газы обжигательных печей или горячий воздух. Из сушилок периодического действия широкое распространение получили камерные, а непрерывного.

Читайте также  Врачебный контроль и самоконтроль в процессе физического воспитания

Естественная сушка производится в специальных сушильных сараях (навесах), в которых на ровном, хорошо уплотненном поде или на стеллажах устанавливают сырые изделия. Длительность сушки целиком зависит от температуры, влажности и подвижности наружного воздуха и климатических условий района и составляет от 6 до 15 суток. Учитывая, что срок сушки изделий в искусственных сушилках не превышает 70 (а в большинстве случаев он значительно меньше), естественная сушка изделии в настоящее время сохранилась только на мелких кирпичных заводах с сезонным циклом производства. Дополнительные расходы на искусственную сушку изделий полностью окупаются резким сокращением цикла производства.

Обжиг изделий является важнейшей и завершающей операцией технологического процесса производства керамических изделий. Этот процесс можно разделить на три периода: прогрев сырых изделий, собственно обжиг и регулируемое охлаждение изделий. В первом периоде из обжигаемых изделий удаляется гигроскопическая и гидратная вода, частично разлагаются карбонаты, сгорают органические примеси и равномерно прогревается вся масса изделия. В начале нагревания при температуре 100—120°С удаляется физически связанная вода, в температурном интервале 450—650° С — химически связанная вода, причем глинистые минералы разрушаются и глина переходит в аморфное состояние. Дальнейшее повышение температуры обжига приводит к расплавлению части материала, в результате чего происходит спекание массы и образование керамического черепка. Этому соответствует температура 800—1000° С для легкоплавких глин и 1150—1200° С для тугоплавких. Температурный режим и длительность обжига зависят от состава применяемой шихты. При повышении температуры обжига получают изделия с большей механической прочностью, однако чрезмерное повышение температуры может вызвать деформацию изделий.

После обжига изделия охлаждаются. Процесс охлаждения весьма ответственный, не допускающий резкой смены температур и доступа холодного воздуха, влекущих за собой образование трещин. В начальной стадии температуру снижают медленно и лишь после достижения 650° С процесс охлаждения можно ускорить.

1.www. bibliotekar. ru электронная библиотека

2. Ржевская С. В. Материаловедение, МГГУ, 2003г.

3.Волков Г. М. Зуев В, М. М: Академия,2008г, 398стр.

Керамические материалы и изделия на их основе

Классификация и сырье

строительные материалы получают в процессе технологической переработки минерального сырья (в основном глинистого), способного при затворении водой образовывать пластичное тесто, которое в высушенном состоянии обладает небольшой прочностью, а после обжига приобретает камнеподобные свойства.

Керамические материалы и изделия классифицируют по их назначению на следующие группы и виды: стеновые материалы — кирпич керамический обыкновенный, кирпич керамический пустотелый и пористо-пустотелый пластического прессования, кирпич керамический пустотелый полусухого прессования, камни керамические пустотелые пластического прессования и кирпич строительный легкий (стеновые изделия со средней плотностью менее 1450 кг/м 3 являются эффективными); лицевой керамический кирпич и камень -строительные материалы, которые выполняют одновременно конструктивные и декоративные функции; кирпич и камни строительные керамические специального назначения: кирпич керамический лекальный, камни для канализационных сооружений (подземных коллекторов), кирпич для дорожных одежд; керамические плитки для внутренней облицовки зданий, фасадов и полов; кровельные материалы — керамическая черепица рядовая (для покрытия скатов кровли), коньковая (для покрытия коньков и ребер); трубы керамические канализационные и дренажные; изделия керамические кислотоупорные — футеровочные — кирпич кислотоупорный нормальный, плитки кислотоупорные и термокислотоупорные и керамические фасонные по особому заказу; трубы кислотоупорные керамические и фасонные части к ним.

Применяемое в керамической промышленности сырье условно делят на три группы: пластичные материалы, отощающие материалы, плавни.

Основным сырьем для большинства керамических материалов являются глины.

Глина — землистая горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов: каолинита А123-23Ю2-2Н20, монмориллонита А1203ч45Ю2-пН20, иллита К2ОМдО-4А123-75Ю2Н20 и различных примесей. Все глинообразующие минералы являются водными алюмосиликатными и при затворении водой образуют тесто, способное формоваться.

Запесоченность глин существенно снижает качество керамических материалов.

Отощающие добавки вводят в сырьевую смесь для снижения усадочных деформаций, а также увеличения скорости обжига керамических изделий. В качестве отощителей используют шамот, кварцевый песок, тальк, золы ТЭЦ и гранулированные шлаки.

Наиболее эффективными отощителями являются шлаки, состав которых близок к волластониту, например шлаки химического производства. Образующиеся в результате взаимодействия ортофосфата кальция с углеродом и кремнеземом шлаки используют на ряде предприятий в комбинации с глинами в количестве до 50-55%.

При вводе этих шлаков в составы плиточных масс снижаются усадка и водопоглощение, повышаются морозостойкость и механическая прочность плиток. Температура обжига облицовочных плиток из масс, в состав которых вводят эти шлаки, резко снижается. Удельный обжиг производится при 850-870°С, а глазурный — при 830-840°С.

Плавнями называют добавки, взаимодействующие во время обжига с основной керамической массой и образующие в результате этого более легкоплавкие смеси. В качестве плавней в керамической промышленности применяют: стеклобой, нифелинсиенит, перлит, мел, доломит и др.

Керамические облицовочные изделия

Керамические изделия для облицовки выпускаются глазурованными и неглазурованными (табл. 1). К ним относятся лицевой кирпич полнотелый и пустотелый, фасадные керамические (прислонные) и ковровые облицовочные плитки. Кирпич и камни лицевые керамические имеют марки по прочности 75, 100, 125, 150; водопоглощение 6-14%.

Керамические изделия для облицовки

Лицевой керамический кирпич

Лицевой керамический кирпич — строительное изделие, которое выполняет одновременно конструктивные и декоративные функции. По виду фактуры (отделки) лицевой поверхности выпускают керамические кирпичи и камни торкретированные минеральной крошкой, ангобированные, с окрашенным черепком, двухслойного формования и глазурованные. Офактуренными должны быть один ложок и один тычок. Фактура может быть гладкой или рельефной.

Торкретированный кирпич изготовляют из легкоплавких глин. Фактуру лицевой поверхности у такого кирпича получают нанесением на ложковую и тычковую поверхности бруса стеклокрошки, песка, фарфора, шамота, артикского туфа.

Ангобированный кирпич получают нанесением декоративного керамического покрытия толщиной 0,2-0,3 мм (ангоба). Сырьевыми материалами для ангобов служат беложгущиеся глины (80-90%) и стеклобой (10-20%). Возможно также использование каолина, кварцевого песка и мела. Для получения цветного покрытия в состав ангоба вводят 5-7% минеральных красителей. Ангобы наносят на отформованные изделия в виде керамической суспензии-шликера средней плотностью 1300 кг/м 3 .

Глазурованный кирпич получают нанесением глазурного покрытия на обожженный кирпич методом двухкратного обжига. Кирпич после первого обжига зачищают карборундовым камнем или шлифуют, удаляют с поверхности пыль, увлажняют и пульверизатором наносят глазурное покрытие. После сушки глазурного покрытия кирпич подвергают повторному кратковременному обжигу.

В современном строительстве лицевой кирпич используют также для отделки внутренних стен вестибюлей, лестничных клеток, переходов, интерьеров и отдельных архитектурных элементов зданий. Для кирпичных зданий он является наиболее экономичным видом облицовки фасадов. Применение лицевого кирпича по сравнению с мокрой штукатуркой снижает стоимость 1 м 2 стены на 15%, уменьшает трудовые затраты на 25% и сводит до минимума эксплуатационные затраты на содержание фасадов домов.

Плитки керамические

Керамические плитки применяют в строительстве как отделочный материал, обладающий высокой архитектурной выразительностью в сочетании с хорошими физико-механическими свойствами, недефицитностью исходного сырья и сравнительно невысокой стоимостью. Новая технология изготовления керамических плиток позволила им занять ведущее положение в широкой гамме строительных отделочных материалов.

Керамические плитки в основном производят трех видов: для внутренней облицовки стен, полов, фасадов. В зависимости от области применения к плиткам предъявляют различные требования по физико-механическим свойствам и внешнему виду.

Плитки керамические для облицовки фасадов зданий применяют для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, цоколей зданий, подземных переходов, эркеров, фризов, обрамления оконных и дверных проемов и оформления других архитектурных элементов зданий.

Плитки изготовляют методами полусухого прессования и литья. Предприятия выпускают плитки разных размеров и расцветок. Длина и ширина (мм) плиток при толщине 10 мм составляет 250×140, 250×65, 215×120 и 140×120; при толщине 7 мм-150×75, 120×65; при толщине 4 мм — 46×46, 22×46 и 22×22. Керамические плитки, изготовленные методом литья, имеют толщину 3-3,5 мм. Предусмотрены также плитки размерами 296×102, 296×92, 213×111 мм при толщине 10 мм; 150×150, 60×60 мм при толщине 7 мм. Стандарт предусматривает выпуск плиток модульных размеров, например 292×192, 292×142, 192×142 мм при толщине 10 мм.

Читайте также  Логистический менеджмент в системе менеджмента фирмы

Методом пластического формования на вакуум-прессе изготавливают глазурованные крупноразмерные фасадные плитки размерами 500x500x10 и 970x970x10 мм. Водопоглощение плит составляет 1-3%. Плиты применяют для отделки вестибюлей, интерьеров общественных зданий и облицовки наружных стен зданий.

Плитки керамические литые (ГОСТ 18623-82) — эффективный обжиговый керамический материал, отличающийся незначительной толщиной и малой массой (6-7 кг на 1 м2), хорошими декоративными и эксплуатационными свойствами. Плитки выпускают квадратные, прямоугольные, треугольные, ромбические, шестигранные, трапециевидные и другой формы.

Размеры плиток (мм): длина и ширина квадратных — от 21×21 до 96×96, прямоугольных — от 46×21 до 121×96, толщина — 3-3,5.

Лицевую поверхность равномерно покрывают глазурью, которая бывает прозрачной или глухой, белой или цветной, блестящей или матовой. Ковры из плиток бывают одно-, двух- или многоцветные с укрупненным простым рисунком за счет применения плиток различного цвета, а также с законченным рисунком или его частью для облицовки с ритмично повторяющимся и произвольным рисунком.

Стеновые керамические материалы: виды и свойства

Наружные стены здания в отличие от межкомнатных постоянно подвергаются негативным внешним воздействиям. Поэтому крайне важно выбрать такой материал, который способен стойко противостоять ветрам, ливням и снегу, а также защитить здание от палящих солнечных лучей. Стеновые и облицовочные керамические материалы полностью отвечают всем вышеперечисленным и многим другим требованиям.

Виды стеновых керамических материалов

Стеновые керамические материалы изготавливают из легкоплавных глин с добавками или без них и применяются для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий, а также для изготовления панелей и блоков.

В зависимости от размеров стеновые керамические кирпичи и камни подразделяются на виды: кирпич обыкновенный, утолщенный, модульный; камень обыкновенный, укрупненный с горизонтальным расположением пустот.

Основные свойства стеновых керамических материалов – это высокая морозостойкость и водопоглощение. Морозостойкость кирпича и камней составляет 15, 25, 35 и 50 циклов. Водопоглощение для полнотелого кирпича должно быть для марок до 150 не менее 8%, для полнотелого кирпича более высоких марок и пустотелых изделий — не менее 6%.

Существует три вида виды стеновых керамических материалов по плотности:

1. Обыкновенные — с плотностью более 1600 кг/м3;

2. Условно-эффективные — с плотностью не более 1400—1600 кг/м3;

3. Эффективные — с плотностью не более 1400— 1450 кг/м3.

Керамические кирпичи, плиты и блоки для стен

  • Лицевые керамические кирпичи для стен выпускаются тех же форм и размеров, что и обычные, отличаются от обычных более высокой плотностью и однородностью цвета. Производятся на прочность марки 75, 100, 125 и 150, по морозостойкости — не менее 25 циклов. Регулируя состав сырья и режим обжига получают от белого, кремового до светло-красного и коричневого цветов.
  • Крупноразмерные облицовочные керамические плиты типа «плинк» выпускаются глазурованные и неглазурованные с гладкой, шероховатой, рифленой, одно- или многоцветной поверхностью. Плиты имеют водопоглощение менее 1% и морозостойкость 50 циклов и более. Изготовляются квадратной или прямоугольной формы длиной 490, 990,1190 мм, шириной 490 и 990 мм и толщиной 9-10 мм. Применяются для облицовки фасадов и цоколей зданий.
  • Керамические поризованные блоки — новый вид продукции фирмы «Победа Кнауф». Блок имеет габаритные размеры 510 x 260 x 219 мм, средняя плотность составляет 800 кг/м3, прочность при сжатии 150 кг/см3, коэффициент теплопроводности 0,18 Вт/мК.

Наличие в блоке пазогребневого стыка обеспечивает высокую теплозащиту, поскольку исключаются вертикальные растворные швы и образование мостиков холода, а также экономию раствора. Пустоты блока выполнены таким образом, чтобы свести к минимуму попадание в них раствора. Толщина такого материала для стен, как керамические блоки, составляет 219 мм. Это позволяет через каждые три ряда лицевого кирпича (65 мм + 12 мм + 65 мм + 12 мм + 65 мм) закладывать в шов анкер из нержавеющей стали, служащий связкой между облицовочным слоем и основной кладкой. Благодаря этому между обоими частями кладки возникает долговечная и прочная связь.

Эффективные стеновые керамические материалы: перемычки и камень

Железобетонные перемычки, облицованные керамикой, служат для перекрывания дверных и оконных проемов. Перемычки состоят из элементов, — керамических кожухов, по размерам соответствующих рядовому кирпичу — 250 x 120 x 65 мм.

Для получения перемычки кожухи выкладывают в ряд на требуемую длину, армируют легкой арматурой диаметром 10-12 мм, в зависимости от предполагаемой нагрузки, и бетонируют массой класса В25. Таким образом, изготавливают изделия длиной 130—234 мм. Они выдерживают значительную нагрузку при изгибе и становятся в кладке несущими. Сразу после установки перемычки процесс кладки можно продолжить. Перемычки легко штукатурятся, но могут быть использованы как лицевые элементы. Цвет фасада получается однородным.

Камень керамический поризованный двойного формата при массе 4 кг имеет размеры 250x120x142 мм, плотность 950 кг/м3, водопоглощение 8,9%, теплопроводность, 0,35 Вт/м°С, морозостойкость 75 циклов. Вес этого эффективного стенового керамического материала на 300 г легче обыкновенного кирпича. Камень выпускается марок М100, М125, М150, М200. Применяя поризованный камень, на каждом погонном метре стены экономится жилая дополнительная площадь 0,78 м2, также снижаются расходы на отопление.

Керамические строительные материалы и изделия (стр. 1 из 5)

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИИ. 2

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ. 2

1.2. ОБЩИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И. 3

2. ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ. 6

3. ТЕХНОЛОГИЯ КИРПИЧА, ИЗГОТОВЛЯЕМОГО СПОСОБОМ ПОЛУСУХОГО ПРЕССОВАНИЯ. 7

3.1. Приготовление пресс-порошка. 7

3.2.Прессование изделий из керамических порошков. 9

3.3. Сушка спрессованного сырца. 14

3.4. Обжиг спрессованного сырца. 14

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИИ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Керамические изделия обладают различны ми свой­ствами, которые определяются составом исходного сырья, способами его переработки, а также условиями обжи­га—газовой средой, температурой и длительностью. Материал (т.е. тело), из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики именуют керамическим черепком.

Строительные керамические изделия классифициру­ют по структуре керамического черепка и по их конст­руктивному назначению в отдельных элементах зданий и сооружений.

По структуре черепка различают изделия с пористым и со спекшимся черепком, а также изделия грубой и тон­кой керамики. Пористыми в технологии керамики условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка превышает 5%, обычно такой черепок пропуска­ет воду. Спекшимся считают черепок с водопоглощением ниже 5%; как правило, он водонепроницаем.

У изделий грубой керамики черепок имеет в изломе зернистое строение (макронеоднородный). Большинство строительных керамических изделий — строительный кирпич, черепица, канализационные трубы и др. — являются изделиями грубой керамики.

У изделий тонкой керамики излом черепка име­ет макрооднородное строение. Он может быть пористым, как, например, у фаянсовых облицовочных глазурованных плиток, и спекшимся (плитки для полов, кислотостойкий кирпич, фарфоровые изделия). Изделия со спекшимся черепком с водопоглощением ниже 1 % называют каменными керамическими. Если при этом черепок обладает еще и просвечиваемостью, то его называют фарфором.

По конструктивному назначению различают следующие группы керамических строительных материалов иизделий:

стеновые изделия—кирпич, керамические камни и панели из них;

фасадные изделия—лицевой кирпич, различного рода плитки; архитектура-художественные детали, набор­ные панно;

изделия для внутренней облицовки стен—глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски);

плитки для облицовки пола;

изделия для перекрытий (балки, панели, специальные камни);

кровельные изделия—черепица;

санитарно-строительные изделия—умывальные столы, унитазы, ванны;

дорожные изделия—клинкерный кирпич;

изделия для подземных коммуникаций — канализационные и дренажные трубы;

теплоизоляционные изделия (керамзитокерамические панели, ячеистая керамика, диатомитовые и шамотные легковесные изделия);

заполнители бетонов (керамзит, аглопорит).

1.2. ОБЩИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИИЗДЕЛИЙ

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, паро- и 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%.

Читайте также  Национальное Возрождение славянских народов

Предел прочности при сжатииR 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 Rсж находится в пределах 7,5—70 МПа.

а между прочностью пустотелых изделий R`сж и их объемной массой (брутто) g` отмечается зависимость вида квадратичной параболы (рис. 66)

Предел прочности при сжатии пустотелых изделий определяют с учетом их «рабочего» положения в стене.

Общую разрушающую нагрузку делят на площадь брутто.

Предел прочности при изгибе керамических материа­лов Rиз зависит от тех же факторов, что и R, 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 R 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 Rизнаходится 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.

Алгебраически это условие выражают (в %) фор­мулой

где С—структурная характеристика материала; Vр и Vоп– объем пор соответственно резервных (размером более 200 мк) и опасных.

Экспериментальная кривая зависимости морозостой­кости полнотелого кирпича от его структурной характе­ристики (рис. 67) показывает, что при С 6.

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 (рис. 68, а), состава, вида и раз­мера пор и резко возрастает с увеличением их влажно­сти (рис. 68, б), так как теплопроводность воды [l=0,58 Вт/(м-град)] выше теплопроводности воздуха

Глава IV. Керамические и стеклянные материалы

§ 12. Общие сведения

Керамическими материалами (керамикой) называют материалы и изделия, получаемые спеканием глиняного сырья с минеральными добавками. Керамика — один из древнейших искусственных материалов. Впервые глиняный кирпич и черепицу начали применять более 5000 лет назад, и поныне кирпич — один из главных строительных материалов. Долговечность, декоративность в сочетании с доступностью сырья и относительной простотой изготовления обусловили широкое распространение керамики.

Современная промышленность строительных материалов выпускает разнообразный ассортимент керамических материалов: стеновые (кирпич, керамические камни), для наружной и внутренней облицовки (керамические плитки, ковровая керамика), кровельные (черепица), санитарно-технические изделия (например, раковины, трубы), специальные (огнеупорные и кислотоупорные). Кроме того, обжигом глиняного сырья получают самый распространенный пористый заполнитель для легких бетонов — керамзит.

Все керамические материалы и изделия по структуре черепка подразделяют на пористые, водопоглощение по массе у которых более 5% (обычно 10. 20%), и плотные с водопоглощением менее 5%.

Основным сырьем для получения керамических материалов являются глины — осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов. Глинистые минералы — рыхлая смесь мельчайших частиц (менее 0,005 мм) водных алюмосиликатов различного состава, способных хорошо адсорбировать (поглощать и удерживать) влагу на своей поверхности. Кроме глинистых минералов в глинах содержатся более крупные частицы: пыль размером 0,005. 0,15 мм и песок размером 0,15. 5 мм.

Глинистые минералы придают глине характерные свойства: при увлажнении глина набухает и делается пластичной; при сушке мокрой глины объем ее уменьшается (происходит усадка) и глина превращается в довольно прочный камневидный материал. Переход глины из пластичного состояния в камневидное обратимый: при повторном увлажнении глина вновь размокает.

Чем больше в глине частиц глинистых минералов, тем она больше способна вобрать в себя воды, больше набухает, но труднее сохнет и дает большую усадку. Такие глины называются «жирными». Глины, содержащие много песчаных частиц, характеризуются небольшой усадкой и набуханием, легко сушатся, но пластичность у них пониженная. Такие глины называются «тощими».

Для получения керамических изделий нужна смесь, которая хорошо формуется и достаточно быстро сохнет. Такую смесь с оптимальным соотношением глинистых и песчаных частиц получают, добавляя в жирную глину отощающие добавки: песок, опилки и др.

Способность глины при обжиге переходить в камневидное состояние, в котором она совершенно не размокает в воде, объясняется следующим. При обжиге протекают химические и физико-химические процессы (удаление химически связанной воды, разложение безводной глины на оксиды и образование новых водостойких и тугоплавких соединений), приводящие к изменению структуры глины. Частицы обезвоженной и видоизмененной глины спекаются, не переходя при этом полностью в расплавленное состояние. Спекание происходит за счет плавления легкоплавких примесей, этот расплав склеивает, цементирует всю массу.

Различные глины требуют определенных температур обжига и соответственно изделия из них имеют различную огнеупорность. По этому признаку глины делят на легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные.

Легкоплавкие глины, содержащие большое количество примесей, плавятся при температуре ниже 1350°С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют кирпич, стеновые камни и черепицу.

Тугоплавкие глины, содержащие незначительное количество примесей, плавятся при температуре 1350. 1580°С. Применяют их для изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб.

Огнеупорные глины, почти не содержащие примесей, плавятся при температуре выше 1580°С. Их применяют для производства огнеупорных материалов.

Технология производства керамических материалов включает в себя добычу и подготовку сырьевых материалов, формование изделий, их сушку и обжиг. Сушка и обжиг — наиболее ответственные операции в технологии керамики. Нарушение режима сушки и обжига приводит к растрескиванию и короблению изделий.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: