Керамические материалы и изделия

Керамические материалы и изделия это искусственные материалы, изготовляемые из минерального сырья путем формования и последующего обжига при высоких температурах.

Классификация керамических изделий

Керамическими называют искусственные каменные материалы, изготовляемые из минерального сырья путем формования и последующего обжига при высоких
температурах. Материал, из которого состоят керамические изделия после обжига, в технологии керамики называют керамическим черепком.
По структуре различают керамические изделия с пористым и со спекшимся (плотным)черепком.

Пористыми условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка по массе превышает 5% (в среднем 8…20%): кирпич сплошной, пустотелый и легкий, керамические камни, черепица, облицовочные плитки, дренажные трубы и т. п.

Спекшимся считают черепок с водопоглощением меньше 5% (чаще 2…4 %), как правило, он практически водонепроницаем.
К плотным изделиям относят дорожный кирпич, плитки для полов, фарфоровые
изделия. Распространенность глин в природе, а также большая прочность, значительная долговечность, красивый внешний вид многих видов керамики позволили применять керамические материалы почти во всех конструктивных элементах зданий и сооружений.

Большой ассортимент керамических изделий, выпускаемых промышленностью для использования в строительстве, можно классифицировать по группам и видам в зависимости от их назначения.

Стеновые материалы

Несмотря на все возрастающее применение в качестве стеновых материалов бетонных панелей и блоков, керамические изделия в качестве стеновых материалов продолжают применять достаточно широко. Основными изделиями этой группы являются кирпич глиняный обыкновенный и так называемые эффективные виды кирпича — кирпич глиняный пустотелый и пористый пластического прессования, кирпич глиняный пустотелый полусухого прессования и кирпич строительный легкий.

Камни керамические пустотелые пластического прессования тоже применяют в
качестве стенового материала. В зависимости от объемного веса в высушенном до постоянного веса состояния стеновые керамические материалы разделены на четыре класса:

А — с плотностью от 700 до 1000 кг/куб.м, Б — то же, от 1000 до 1300, В — то же, от 1300 до 1450 и Г — с плотностью более 1450 кг/куб.м.

Облицовочные материалы

Керамические изделия, применяемые для облицовки зданий, подразделены на две группы — для облицовки фасадов зданий и для внутренней облицовки помещений. В настоящее время основными видами облицовочных керамических материалов для фасадов зданий являются лицевой кирпич, лицевые камни, плиты и плитки.

Кирпич и камни изготовляют сплошные и пустотелые. Плиты, в зависимости от конструкции, способов изготовления и крепления подразделяют на закладные, монтируемые 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 наружных углов, откосов и проемов, перемычечные — для облицовки перемычек под проемами.
Плитки фасадные малогабаритные изготовляют с наружной гладкой и фактурной поверхностью, а на тыльной стороне делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором.

Для ускорения отделочных работ мелкие фасадные плитки выпускают наклеенными на бумажную основу в виде ковров с различным рисунком. Эти плитки называют ковровой керамикой.

Керамические плитки для полов практически водонепроницаемы и 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.

Плитки для полов подразделяют на два вида — керамические и мозаичные. Их применяют для настилки полов в вестибюлях общественных зданий, в банях, прачечных, санитарных узлах, в лечебных помещениях и
на предприятиях химической промышленности.

Санитарно-технические изделия

К санитарно-технической строительной керамике относят оборудование санитарных узлов и кухонь жилых, общественных и промышленных зданий. Ассортимент изделий этой группы весьма разнообразен — ванны, умывальники, унитазы, радиаторы и др.

Керамические санитарные изделия должны иметь правильную форму, без прогибов, искривлений и трещин. Они должны иметь равномерное покрытие блестящей глазурью (белой или цветной), устойчивой против образования мелких трещин. При простукивании изделия должны издавать чистый, а не дребезжащий звук, указывающий на правильный обжиг и отсутствие трещин.

Канализационные трубы, изготовляемые диаметром от 150 до 600 мм, должны иметь плотный спекшийся черепок. Их покрывают глазурью изнутри и снаружи. Эти трубы отличаются большой устойчивостью к действию агрессивных вод и блуждающих электрических токов.

Прочие виды керамических изделий
К керамическим изделиям, имеющим весьма значительное применение, относится глиняная черепица. Она представляет собой спекшийся материал в виде прямоугольных плиток или желобов, получаемых формованием и обжигом глины.

Черепица может конкурировать с любым другим кровельным материалом по стойкости, долговечности и архитектурным качествам. Широко применяют черепицу четырех видов:
штампованную,пазовую ленточную,плоскую ленточную, коньковую. Из теплоизоляционных материалов известны: диатомовые (трепельные),пенотрепельные изделия,керамзитовый гравий.

Специальные керамические изделия

К специальным керамическим изделиям, применяемым для оборудования химических и других заводов, относят огнеупорные и кислотоупорные изделия, а также различные виды специального кирпича:
дорожный кирпич повышенной прочности, получаемый обжигом глины до полного спекания, но без остеклования поверхности, кирпич лекальный, кирпич огнеупорный, футеровочный кирпич кислотоупорный кирпич.

Керамический (красный) кирпич

Доля стеновых керамических изделий в общем балансе стеновых материалов достигает 50 %. По плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи и камни для стен делят на три группы: первая — эффективные плотностью не более 1400…1450 кг/куб. м с высокими теплозащитными свойствами;
вторая — условно-эффективные плотностью 1450…1600 кг/куб. м;
третья — обыкновенный кирпич плотностью свыше 1600 кг/ куб. м.

Сплошной керамический кирпич

Сплошной керамический кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда
размером 250х120х65 мм с прямыми ребрами, четкими гранями и ровными лицевыми поверхностями; искривление ребер и граней кирпича не должно превышать 3 мм.

Модульный кирпич имеет размер 250х120х88 мм и выпускается с круглыми или
щелевыми пустотами, чтобы масса одного кирпича была не более 4 кг. Кирпич не должен иметь механических повреждений и сковозных трещин. На одном кирпиче допускается не свыше двух отбитостей ребер и углов размером по длине ребра не более 15 мм.

Кирпич должен быть нормально обожжен; кирпич недожженный и пережженный —
брак. После обжига кирпич должен соответствовать цвету эталона нормально
обожженного кирпича. Не допускаются известковые включения (дутики), вызывающие разрушение кирпича. Кирпич применяют преимущественно для кладки стен зданий, изготовления сборных стеновых панелей, кладки печей и дымовых труб.

Лицевые кирпич и керамические камни

Лицевые кирпич и керамические камни применяют для кладки и одновременной
облицовки наружных и внутренних стен зданий, возводимых из штучных изделий (кирпича, камня). Выпускают кирпич и камни с гладкой, а также с рельефной или офактуренной лицевой поверхностью. Не допускаются трещины и отколы на лицевой грани. Для изготовления используют не только глины, но также трепелы и диатомиты.

Лицевой кирпич и камни из красножгущихся глин изготовляют по той же технологии, что и обычные стеновые кирпичи и камни, соблюдая строгие требования к однородности сырья, ровности цвета обожженного изделия и правильности его формы. Лицевой кирпич и камни светлых тонов изготовляют из светложгущихся тугоплавких глин с добавкой около 45 % шамота тех же глин.

Подбирая состав керамической массы и регулируя режим обжига, можно получить кирпич белого, кремового, коричневого цвета.

Двухслойный кирпич

Рисунок-1. Кладка стен из обычного стенового кирпича

Двухслойный кирпич формуют из местных красных глин и лишь лицевой состав (3…5 мм) из белых неокрашенных или окрашенных глин. Малый расход привозных светложгущихся глин (6…7 % объема кирпича) обусловливает экономичное производство лицевого кирпича из местного сырья.

Ангобированный кирпич

Ангобированный кирпич имеет лицевую поверхность, покрытую ангобом. Ангоб
изготовляют из белой глины (около 80%), стеклянного боя (15…20%) с добавкой минеральных красителей (5…7 %). Ангоб наносят на отформонанные изделия виде суспензии — шликера.

Глазурованный кирпич

Глазурованный кирпич применяют для акцентных вставок, придающих фасаду большую архитектурную выразительность. Сырец после сушки поступает на глазуровочный конвейер; на нем осуществляется очистка лицевой поверхности от загрязнений, глазурование пульверизацией под давлением и подсушка глазурованного слоя. Затем кирпич направляют и туннельную печь для обжига.

Коврово-мозаичные плитки

Коврово-мозаичные плитки выпускают с естественно окрашенным черепком (такие изделия называют терракотовыми) и глазурованные. Глазури могут быть глухими и прозрачными, белыми и окрашенными, блестящими и матовыми. Наши заводы выпускают глазурованные плитки, покрытые глухими блестящими глазурями.

Плитки типа «кабанчик»

Плитки типа «кабанчик» изготовляют неглазурованными и глазурованными. Их
используют для отделки панелей (наклеенными на бумажные ковры), а также для облицовки кирпичных стен.

Ковры типа «брекчия»

Ковры типа «брекчия» применяют для облицовки фасадов и в виде акцентных вставок. Бой плиток в таком ковре должен составлять не более 60 % общей его площади.

Сырье для производства керамики

Сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются каолины и глины, применяемые в чистом виде, а чаще в смеси с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и др.). Под каолинами и глинами понимают природные водные алюмосиликаты с различными примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние. В глинах могут быть примеси, снижающие температуру плавления: карбонат кальция, полевой шпат.

Камневидные включения карбоната кальция являются причиной появления «дутиков» и трещин в керамических изделиях, получившегося при обжиге. Часто встречающаяся примесь оксида железа придает глине привычную красную окраску. Вообще же окраски глин весьма разнообразны: от белой, коричневой, зеленой, серой до черной.

Окраска глин зависит от примесей как минерального, так и органического происхождения, богатых углеродом. Бентонитами называют высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита. Содержание в них частиц размером меньше 0,001 мм достигает 85…90%.

Трепелы и диатомиты, состоящие в основном из аморфного кремнезема, используют для изготовления теплоизоляционных изделий, строительного кирпича и камней.

Отощающие добавки

Отощающие добавки вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающих добавок используют шамот, дегидратированную глину, песок, золу ТЭС, гранулированный шлак.

Порообразующие и пластифицирующие добавки

Порообразующие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких
керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге диссоциируют с выделением газа или выгорают.

Выгорающие добавки: древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы
углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и лигнин не только повышают пористость стеновых керамических изделий, но также способствуют равномерному спеканию керамического черепка.

Пластифицирующими добавками являются высокопластичные глины, бентониты, а также поверхностно-активные вещества — сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) и др.

Плавни, глазури и ангобы

Плавни
Плавни добавляют в глину в тех случаях, когда необходимо понизить температуру ее спекания. К ним относят: полевые шпаты, железную руду, доломит, магнезит, тальк и т.п.

Глазури
Для придания декоративного вида и стойкости к внешним воздействиям поверхность некоторых керамических изделий покрывают глазурью или ангобом. Слой глазури, нанесенный на поверхность керамического материала, закрепляют на ней обжигом при высокой температуре.

Глазури — это стекла, которые могут быть прозрачными и непрозрачными (глухими), различного цвета. Главными сырьевыми компонентами глазури являются: кварцевый песок, каолин, полевой шпат, соли щелочных и щелочно- земельных металлов, оксиды свинца, борная кислота, бура и др.

Их применяют в сыром

виде либо сплавленными — в виде фритты. Оксид свинца заменяют менее вредным оксидом стронция.
Ангоб
Ангоб приготовляют из белой или цветной глины и наносят тонким слоем на поверхность еще не обоженного изделия. При обжиге ангоб не плавится, поэтому цветная поверхность получается матовой. Ангоб по своим свойствам должен быть близок к основному черепку.

Свойства керамических изделий:

Пористость
Пористость керамического черепка (пористых изделий) обычно составляет 10…40%, она возрастает при введении в керамическую массу порообразующих добавок. Стремясь снизить плотность и теплопроводность, прибегают к созданию пустот в кирпиче и керамических камнях.
Водопоглощение

Водопоглощение характеризует пористость керамического черепка. Пористые керамические изделия имеют водопоглощение 6…20 % по массе, т.е. 12…40 % по объему. Водопоглощение плотных изделий гораздо меньше: 1…5% по массе (2…10% по объему).

Теплопроводность

Теплопроводность абсолютно плотного керамического черепка большая — 1,16 Вт/(м-град С). Воздушные поры и пустоты, создаваемые в керамических изделиях, снижают плотность и значительно уменьшают теплопроводность, так, например, снижение плотности стеновых керамических изделий с 1800 до 700 кг/м3 понижает их теплопроводность с 0,8 до 0,21 Вт/(м-град С).
Соответственно уменьшается толщина наружной стены и материалоемкость ограждающих конструкций.

Прочность

Прочность зависит от фазового состава керамического черепка, пористости и наличия трещин. Марка стенового керамического изделия (кирпича и др.) по прочности обозначает предел прочности при сжатии, однако при установлении марки кирпича наряду с прочностью при сжатии учитывают показатель прочности при изгибе, поскольку кирпич в кладке подвергается изгибу.

Изделия с пористым черепком выпускаются марок
75…300, а плотные изделия (дорожный кирпич и др.) более высоких марок (400…1000).
Морозостойкость

Марка по морозостойкости обозначает число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживает керамическое изделие в насыщенном водой состоянии без признаков видимых повреждении (расслоение, шелушение, растрескивание).

Керамические изделия имеют марки по морозостойкости: 15, 25, 35, 50, 75, 100 в зависимости от своей структуры. Керамический материал морозостоек.

Паропроницаемость

Паропроницаемость стеновых керамических изделий способствует вентиляции помещений. Малая паропроницаемость нередко служит причиной конденсации влаги на внутренней поверхности стен помещений с повышенной влажностью воздуха.

Паропроницаемость зависит от пористости и характера пор. Например, коэффициент паропроницаемости фасадных плиток полусухого прессования с водопоглощением 8,5; 6,5 и 0,25 % соответственно равен 0,155; 0,0525 и 0,029 г/(м-ч-Па). Неодинаковая паропроницаемость слоев, из которых состоит наружная стена, вызывает накопление влаги.

Так, фасадная облицовка стен глазурованными плитками может привести к
накоплению влаги в контактном слое стена-плитка; последующее замерзание влаги вызывает отслоение облицовки.

Более подробную информацию вы найдете на сайте https://stroivagon.ru или в статье

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

*****