Глина – сырьё для производствакерамических материалов

Качество сырьевых материалов определяется минералогическим составом, физическими свойствами, зависящими от месторождения и условиями залегания. Основными сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются глины и каолины; в качестве вспомогательных сырьевых материалов для улучшения технологических свойств используют пески кварцевые и шлаковые, шамот, выгорающие добавки органического происхождения (древесные опилки, угольная крошка и т.п.).

Глина – один из наиболее распространенных видов осадочных горных пород полиминерального состава. Кислород, кремний и алюминий по своей общей массе составляют около 90% в составе земной коры, потому подавляющую часть минералов составляют алюмосиликаты, силикаты и кварц основа встречающихся в природе керамических сырьевых минералов. Размеры глинистых частиц колеблются практически от коллоидной дисперсности до 5 мкм. Основным минералом каолиновых глин является минерал каолинит.

Глины – землистые осадочные горные породы, состоящие из глинистых минералов со значительными примесями: каолинита, галлуазита, монтмориллита, бейделлита, частиц кварца, полевых шпатов, гидрослюд, гидратов окиси железа, алюминия, карбонатов магния, кальция и др.

Пластичность глинистого сырья, определяемая числом пластичности (по раскатыванию глиняного жгута диаметром 3 мм), зависит от содержания глинистых минералов и влажности массы. В зависимости от содержания глинистых минералов глины делятся: на:

• жирные (более 60%);
• обычные (30... 60%);
• тяжелые суглинки (20... 30%);
• средние и легкие суглинки (менее 20%).

По пластичности глинистые материалы подразделяются по числу пластичности на:

• высокопластичные (менее 25);
• среднепластичные (15... 25);
• умеренно-пластичные (7... 15);
• малопластичные (3... 7).

Вода, адсорбированная поверхностью глинистых частиц в процессе приготовления сырьевой смеси, играет роль гидродинамической смазки, что обеспечивает во многом ее пластические характеристики. Вместе с тем удаление воды, как из самих глинистых частиц, так и с их поверхности в процессе сушки и обжига вызывает явление воздушной и огневой усадки.

Усадочные деформации являются причиной возникновения в изделии внутренних напряжений, что в конечном итоге влияет на их качественные показатели.

Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения образования трещин в пластичные глины вводят искусственные или природные отощающие добавки. К их числу относятся дегидратированная глина, шамот, котельные шлаки, золы, кварцевые пески и т.д.

Введение в состав сырьевой смеси плавней обеспечивает более низкую температуру ее спекания. К плавням относят полевые шпаты, пегматит, доломит, тальк, магнезит, карбонаты бария и стронция, нефелиновые сиениты (для фаянсовых масс). Искусственный керамический материал, отформованный из глинистого сырья, получается в результате сложных физических, химических и физико-химических изменений, происходящих при обжиге, т.е. при воздействии высоких температур.

Каолины – это чистые глины, состоящие преимущественно из глинистого минерала каолинита (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O). Каолины огнеупорны, малопластичны, имеют белую окраску. Их применяют для производства фарфора, фаянса и тонких облицовочных изделий, так как после обжига получается белый черепок.

Обычные глины отличаются от каолинов большим разнообразием минералогического, химического и гранулометрического состава. Изменения химического состава заметно отражаются на свойствах глин. С увеличением А1₂O₃ повышается пластичность глин и огнеупорность, а с повышением содержания SiO₂ пластичность глин снижается, увеличивается пористость, снижается прочность обожженных изделий. Присутствие оксидов железа снижает огнеупорность глины, наличие щелочей ухудшает формуемость изделий.

При изготовлении керамических материалов основными технологическим свойствами глин являются:

• пластичность;
• воздушная и огневая усадка;
• огнеупорность
• цвет керамического черепка
• спекаемость.

Пластичность глин – способность глиняного теста под действием внешних сил принимать заданную форму и сохранять ее после прекращения действия этих сил. По степени пластичности глины делят на:

• высоко пластичные, или «жирные»,
• средней пластичности
• малопластичные, или «тощие».

Жирные глины хорошо формуются, но, высыхая, дают трещины и значительную усадку. Тощие глины формуются плохо. Для повышения пластичности глин применяют операцию вылеживания их во влажном состоянии на воздухе, вымораживание, гноение в темных подвалах, при этом происходит разрыхление материала и увеличивается ее дисперсность. Пластичность можно также повысить добавлением высокопластичных глин. Самый распространенный способ повышения пластичности — их механическая обработка. Для понижения пластичности глин вводят добавки различных непластичных материалов (отощающие добавки).

Усадка – уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Усадку выражают в процентах от первоначального размера изделия.

Воздушная усадка происходит при испарении воды из сырца в процессе его сушки на воздухе и составляет, 2...10%.

Огневая усадка получается из-за того, что в процессе обжига легкоплавкие составляющие глины расплавляются и частицы глины в местах их контакта сближаются. Огневая усадка составляет 2...8%.

Полная усадка определяется как арифметическая сумма величин воздушной и огневой усадок. Значение полной усадки колеблется в пределах 4...18%. Полную усадку учитывают при формовании изделий.

Огнеупорность – свойство глины выдерживать действие високих температур без деформации. По температуре плавления глины разделяются на:

• легкоплавкие (с температурой плавления ниже 1350°С),
• тугоплавкие (с температурой плавления 1350...1580°С)
• огнеупорные (свыше 1580°С).

Огнеупорные глины применяют для производства огнеупорных изделий, а также фарфора и фаянса. Тугоплавкие глины применяют в производстве плиток для полов, канализационных труб. Легкоплавкие глины используют для производства керамического кирпича, пустотелых камней, черепицы.

Цвет черепка после обжига зависит от состава и количества примесей в глине. Каолины дают черепок белого цвета. На цвет обожженных глин оказывает влияние содержание оксидов железа, которые придают окраску от светло-желтой до темно-красной и бурой. Оксиды титана вызывают синеватую окраску черепка. Используя минеральные красители, можно получать керамические изделия различных цветов и оттенков.

Спекаемостъю глин называют ее способность уплотняться при обжиге и образовывать камневидный материал. При спекании увеличивается прочность и уменьшается водопоглощение изделий.

1. Производство керамических строительных материалов и изделий. Общие технологические процессы

Эксплуатационные характеристики керамических изделий во многом определяются как составом сырьевых материалов, так и технологическими приемами их изготовления. В производстве обширной номенклатуры современной строительной керамики используются родственные технологические процессы, позволяющие кратко обобщить основы производства керамических материалов.

Можно выделить следующие общие технологические процессы:

1. добыча глины;

2. подготовка сырьевой массы;

3. формование изделия (сырца);

4. сушка;

5. обжиг.

Эти пять стадий производства являются общими для всех видов керамических изделий. Для отдельных видов изделий могут применять различные способы формования (кирпич пластического и полусухого формования), разные способы сушки (воздушная или в сушильных камерах), а также дополнительные производственные процессы – покрытие изделий глазурью или ангобом.

Добыча глины: Добыче сырья предшествует геологическая разведка, определение химического и минерального состава, физических свойств сырья, полезной толщи месторождения, его однородности и характера залегания, объема работ и т.д. Глина обычно залегает – на небольшой глубине. Разрабатывается сырье в карьерах открытым способом – одноковшовыми, многоковшовыми или роторными экскаваторами. Заводы по производству керамических изделий обычно строят вблизи месторождений глин, т.е. карьер является составной частью завода. Добычу глины стремяться осуществлять в теплое время года, создавая запас материала на складе для работы зимой. Транспортируют глину из карьера на заводы рельсовым транспортом в опрокидных вагонетках, ленточными транспортерами и автосамосвалами.

Подготовка сырьевой массы. Добытая в карьере и доставленная на завод глина непригодна для формования изделий, и нужно разрушить природную структуру глины, очистить ее от вредных примесей, измельчить крупные фракции, смешать с добавками, увлажнить ее, чтобы получилась удобоформуемая масса. В крытых складах или на открытых площадках глинистые материалы выдерживаются до двух лет. За это время разлагаются органические остатки и под действием атмосферных факторов(увлажнения и высушивания, замораживания и оттаивания) и предварительной обработки (рыхления, камнеудаления и т.д.) удается достичь сравнительной однородности массы, как по гранулометрическому, так и по минеральному составу. Дальнейшая подготовка массы осуществляется в зависимости от вида изделий и предполагаемой технологии их изготовления.

На этом этапе с помощью камневыделительных машин, вальцов, мельниц различного вида, дозаторов добавок и воды, глиномешалок или диспергаторов удается получить массу, пригодную для формования изделий. Формовочную массу готовят пластическим, полусухим или мокрым способами в зависимости от свойств сырьевых материалов и требований к качеству получаемого изделия.

Формование изделий – одно из важных операций при изготовлении керамических изделий. Способы изготовления определяются формовочными свойствами сырьевой смеси и, прежде всего, пластичностью, которая многом зависит от количества воды в формовочной смеси. В зависимости от влажности формовочной массы способы подразделяются на сухой, полусухой, пластический и литьевой(шликерный).

При сухом способе пресспорошок имеет влажность 2…6%, при которой используют механические или гидравлические прессы, развивающие давление свыше 40 МПа. Данным способом изготавливают плотные керамические изделия: плитку для полов, некоторые виды кирпича, изделия из фаянса и фарфора.

Полусухой способ предусматривает использование рабочих смесей с влажностью 8... 12%. Поэтому способу изготавливается кирпич, фасонне изделия, плитка.

Наиболее экономичным и распространенным является способ пластического формования при влажности массы 18... 24%. Основной механизм, используемый в этом случае,– ленточный пресс. Шнеквал пресса с переменным шагом лопастей перемалывает массу, одновременно уплотняя её к выходному отверстию. Вакуумирование на последней стадии прессования позволяет дополнительно уплотнить массу. Выходное отверстие пресса– мундштук обеспечивает получение непрерывного глиняного бруса необходимых геометрических размеров. Форма мундштука и его размеры определяют вид выпускаемых изделий: кирпич, камни, плитки, черепица, трубы, фасонные изделия. Установленные перед мундштуком пустотообразователи позволяют формовать дырчатые изделия, с щелевыми пустотами и т.д.

Литьевым способом изготавливают керамические изделия сложной геометрической формы: сантехнические изделия (раковины, унитазы, писсуары и т.д.), некоторые декоративные изделия, плитку для внутренней отделки помещений. Компоненты рабочей смеси тщательно размешивают, дозируют, перемешивают с водой. Влажность массы в этом случае от 40 до 60%. Подготовленная таким образом однородная масса выливаетс в гипсовые формы. Развитая микропористая структура гипсового камня обуславливает удаление части воды в пристеночных слоях. В результате в зависимости от времени достигается необходимая толщина уплотненного слоя. Избыток смеси после этого удаляется. После сушки отдельные эле-менты монтируются.

Сушка и обжиг изделий. В зависимости от способа изготовления влажность сырьевых смесей колеблется в очень больших пределах от 2 до 60%. Удаление воды из отформованных изделий сопровождается усадочными деформациями и, соответственно, возникновением внутренних напряжений. Последние при жестких режимах сушки могут являться причиной искривления, появления трещин, снижающих качественные показатели изделий. Сушку изделий производят до остаточной влажности 4... 6% в туннельных или камерных сушилках. Температура теплоносителя 120...150°С.

Обжиг керамических изделий – один из наиболее ответственных технологических этапов, во многом определяющих свойства получаемых материалов.

В производстве строительной керамики в основном используют туннельные печи непрерывного действия высушенные изделия на обжиговых вагонетках, передвигаясь по туннелям, постепенно нагреваются до температуры спекания в зоне сгорания топлива, а затем медленно охлаждаются встречным потоком воздуха.

При температуре порядка 100...120 °С удаляется физически связанная свободная вода. При температуре 450...600 °С глинистые вещества необратимо теряют пластические свойства. Дальнейшее повышение температуры приводит к разрушению кристаллической решетки алюмосиликатов и распаду их на отдельные окислы: при повышении температуры до 1000 °С образуется соединение силлиманит, при температуре 1200-1300 С – новый минерал муллит. Эти минералы обеспечивают высокую прочность и стойкость керамического черепка к различным факторам внешней среды.

После обжига полученные изделии медленно охлаждаются, так как при резком охлаждении могут образоваться трещины. Перед отгрузкой потребителю керамические изделия сортируют с целью проверки качественных показателей на их соответствие требованиям государственных стандартов.

5.Ассортимент строительной керамики. Классификация, характеристика групп, видов, применение

Ассортимент строительной керамики можно подразделить по назначению на пять групп:

• стеновая;
• облицовочная;
• кровельный материал;
• материал для полов;
• специального назначения;
• санитарно-техническое оборудование.

Стеновые керамические материалы. Стеновую керамику изготовляют из глинистых и кремнеземистих (трепела, диатомита) пород, промышленных отходов с минеральными и органическими добавками и без них. В производстве кирпича эффективно применение топливосодержащих отходов в качестве добавки в шихту, это снижает на 30...40% расход сырья, на 50...70% температуру обжига и расход топлива. Новая технология с жестким формованием обеспечивает сокращение энергозатрат на 20%, снижение расхода металла на вагонетки.

Экологически чистое производство обеспечивается при улавливании сернистого газа и переработке его в гипсовое вяжущее.

К этой группе строительных материалов относятся:

• кирпич глиняный обыкновенный;
• кирпич глиняный эффективный;
• камни керамические;
• панели керамические.

Кирпич составляет до 50% общего количества стеновых материалов. Керамический кирпич (ГОСТ 530-95) изготовляют в форме параллелепипеда. В зависимости от размеров керамический кирпич подразделяют на виды:

• кирпич одинарный с размерами 250x120x65;
• кирпич утолщенный с размерами 250x120x88;
• кирпич модульных размеров одинарный с размерами 288x138x63;
• кирпич модульных размеров утолщенный с размерами 288x138x88;
• кирпич утолщенный с горизонтальным расположением пустот с размерами 250x120x88 мм.

Рис.5.1. Кирпич керамический полнотелый: 1 – постель; 2 - ложок; 3 – тычок

Одинарный кирпич (рис. 1) выпускают полнотелым, утолщенный и модульных размеров с технологическими пустотами. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм. Поверхность граней должна быть плоской, ребра ─ прямолинейными. Допускается выпускать изделия с закругленными вертикальными ребрами с радиусом закругления не более 15 мм. По фактуре поверхности (ложковой и тычковой) изделия могут быть гладкими и рифлеными. Кирпич не должен иметь механических повреждений и сквозных трещин (дефектов). На одном кирпиче допускается не более двух отбитостей ребер и углов, одна сквозная трещина по постели; искривление ребер и граней кирпича не должно превышать 3 мм. Количество половняка в партии должно быть не более 5%.

Кирпич должен быть нормально обожжен (кирпич недожженный и пережженный – брак). Кирпич-недожог имеет красный цвет, пониженную плотность и морозостойкость, кирпич-пережог темно-бурого цвета, он отличается большой плотностью, прочностью и высокой теплопроводностью. Марку кирпича по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии. По прочности кирпичи изготовляют следующих марок:75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300, а с горизонтально расположенными пустотами: 25, 35, 50, 100.

По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдержать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания; различается по маркам F15, F25, F35, F50. Плотность кирпича в сухом состоянии 1600...1900 кг/м3, теплопроводность 0,7...0,82 Вт/(м·К), водопоглощение не менее 8%. Меньшее значение водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что не желательно. Масса кирпича в высушенном состоянии должна быть не более 4,3 кг. В кирпиче не допускаются известковые включения («дутики»), вызывающие разрушение кирпича.

Применение. Керамический кирпич применяют для кладки каменных и армокаменных наружных и внутренних стен зданий и сооружений, столбов, сводов, печей и дымовых труб, фундаментов, изготовления сборных стеновых панелей.

Эффективные стеновые материалы применяют с целью снижения толщины и массы стен, а также улучшения теплотехнических свойств стен и ограждающих конструкций. По плотности и теплотехническим свойствам керамические кирпичи и камни для стен делят на три группы:

• эффективные – плотностью не более 1400...1450 кг/м³ с высокими теплозащитными свойствами;
• условно-эффективные – плотностью 1450...1600 кг/м 3
• обыкновенные – керамический полнотелый кирпич плотностью свыше 1600 кг/м 3

Кирпич глиняный обыкновенный – искусственный камень определенных размеров, полученный путем пластического или сухого прессования и обжига глины.

По строению он подразделяется на:

• полнотелый (сплошной);
• пустотелый.

По размерам различают:

• одинарный 250x120x65 мм;
• модульный 250X120X88 мм (изготовляют с пустотами и массой не более 4 кг).

В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич глиняный обыкновенный подразделяется на семь марок: 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300. По морозостойкости кирпич подразделяется на четыре марки: Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.

Свойства: высокие прочность, долговечность, водостойкость, стойкостью к агрессивным средам, содержащимся в грунтовых и сточных водах, теплостойкость.

Применение – при кладке стен, сводов и других частей зданий, подвальных помещений, фундаментов и цоколей зданий, печей и дымовых труб. Объемная масса и коэффициент теплопроводности глиняного кирпича несколько ниже, чем силикатного, однако по соображениям теплозащитности стены из него приходится возводить (как и в случае силикатного кирпича) большей толщины, чем это необходимо по расчетам на прочность. Такие стены имеют излишнюю прочность, которая полностью не используется. Большая масса таких стен создаёт значительную нагрузку на фундамент. Поэтому, обыкновенный кирпич стремятся, где это возможно, заменить на другой, менее теплопроводный. Его часто называют эффективным. Кирпич глиняный эффективный, сохраняя достаточную прочность, имеет меньшую объемную массу, большую пористость и лучшие теплозащитные свойства, чем обыкновенный.

Различают два основных вида эффективного кирпича: пустотелый и легковесный. В настоящее время промышленность выпускает одинарные и модульные кирпичи с 13, 19, 32 и 78 отверстиями (рис. 5. 2).

В зависимости от предела прочности при сжатии кирпич выпускается четырех марок: 75, 100, 125, 150. Морозостойкость кирпича равна 15. Свойства: кирпич глиняный легковесный изготовляется из диатомов (трепелов) с выгорающими добавками или без них или из глины с выгорающими добавками. Объемная масса его небольшая и колеблется в пределах 700-1400 кг/м³. Легковесный кирпич выпускается размерами 250х120х65 мм. Прочность его невелика: от 35 до 100 кгс/см², морозостойкость –10.

Рис 5.2. Кирпич глиняный пустотелый: а — кирпич с 13 пустотами; б — кирпич с 19 пустотами; в — кирпич с 32 пустотами; г — кирпич с 78 пустотами

Применение – применяется при кладке наружных и внутренних стен зданий, перегородок и других конструкций, за исключением кладки фундаментов Легковесный кирпич применяется для кладки стен малоэтажных зданий и для верхних этажей многоэтажных зданий. Не допускается использование его для кладки фундаментов и цоколей ниже гидроизоляции, а также печей и дымовых труб.

Керамические строительные материалы и изделия обладают красивым внешним видом, прочностью, долговечностью и находят широкое применение для наружных и внутренних облицовок. Для наружной облицовки фасадов зданий широко применяются кирпич лицевой и плитки фасадные, для внутренней облицовки – глазурованные плитки различных типов.

Кирпич лицевой. Обладая всеми свойствами обыкновенного кирпича, является одновременно не только конструкционным, но и декоративным материалом. Его изготовляют из высококачественных легко- и тугоплавких глин. Лицевой кирпич характеризуется тщательной обработкой лицевой поверхности, четкостью формы и граней, однородностью цвета (от белого, слегка кремового, до красноватых и коричневатых тонов). К эффективным керамическим материалам относятся:

• строительный легкий кирпич;
• пустотелые кирпичи;
• пустотелые камни.

Кирпич строительный легкий изготовляют путем формования и обжига из диатомитов или трепелов с добавками глины или из глины и выгорающих добавок. Технология изготовления схожа с технологией изготовления обыкновенного керамического кирпича пластического формования.

Свойства: имеет меньшую плотность, теплопроводность, что позволяет уменьшить толщину стены и облегчить конструкцию здания. Плотность их от 700 до 1500 кг/м 3

Марки прочности: 75; 100; 125; 150; 200, морозостойкость F10.

Применение – для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Нельзя применять для фундаментов.

Керамические пустотелые кирпичи пластического формования и полусухого прессования и керамические пустотелые камни имеют форму прямоугольного параллелепипеда. Изготовляют их из легкоплавких глин.

Пустоты в изделиях располагаются перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными и несквозными. Толщина наружных стен пустотелого изделия должна быть не менее 12мм. Ширина щелевидных пустот должна быть не более 16мм, а диаметр цилиндрических сквозных пустот и размер стороны квадратных пустот — не более 20 мм. Диаметр несквозных пустот и размеры горизонтальных пустот не регламентируются.

Качество кирпича, а также форма, количество и размеры пустот нормируются ГОСТ 530-95. Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6 %. По прочности кирпич и камни делят на марки 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300, а по морозостойкости на марки F15, F25, F35, F50.

На рис. 5.3 приведены кирпичи и камни с различными по числу, объему и конфигурации пустотами. Кирпич пустотелый с круглыми или прямоугольными пустотами, расположенными перпендикулярно постели, пластического прессования (экструзионный) выпускают шести видов с количеством пустот от 18 до 32 и пустотностью 13...45%; кирпич прессованный – пяти видов с несквозными или сквозными отверстиями с количеством отверстий 3...17 и пустотностью 2,25...12,7%. Кирпич с горизонтальными пустотами выпускают двух видов с шестью сквозными прямоугольными отверстиями, расположенными в два ряда.

Керамические камни изготовляют из легкоплавких глин с добавками или без них путем формования и последующего обжига. Формуют камни на вакуумных прессах.

Промышленность выпускает камни следующих размеров:

• камень – 250x120x138 мм;
• камень модульных размеров – 288x138x138;
• камень модульных размеров укрупненный – 288x288x88;
• камень укрупненный – 250x250x188;
• камень укрупненный с горизонтальным расположением пустот – 250x250x120; 250x200x80 мм.

Предельные отклонения от номинальных размеров у камней по длине и ширине соответственно ±5 и ±4 мм, по толщине ±4 мм. Масса камней в высушенном состоянии не более 16 кг. Количество пустот в керамических камнях от 7 до 28 и пустотность 25...45%. В соответствии с ГОСТ 7484-76 (кирпич и камни керамические лицевые) отклонения от размеров не должны превышать по длине 4 мм; по ширине 3 мм. На боковых гранях кирпича не допускается наличие трещин. Цвет кирпича и камней определяется составом исходного глинистого сырья и режимом обжига. Отечественная промышленность выпускает изделия белого, кремового, алого, коричневого цветов, с гладкой или рифленой поверхностью.

Офактуривание ложковой и тычковой граней кирпича осуществляется перед разрезкой глиняного бруса с помощью валиков, щеток и других механических приспособлений. Для придания изделиям большей декоративности на их лицевые поверхности наносят цветные глазури и ангобы.

Применение пустотелых керамических изделий на 20-30% снижает материалоемкость ограждающих конструкций, уменьшает толщину наружных стен на 20%, массу стен на 35%, расход цементного раствора на 45%, сокращает транспортные расходы и нагрузки на основание. Поэтому применяют пустотелые кирпичи для несущих, наружных и внутренних стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Не рекомендуется использовать пустотелый кирпич для фундаментов, цоколей и стен помещений с повышенной влажностью (бани, прачечные и др.) Керамические камни заменяют 4...6 кирпичей.

Применение укрупненных камней дает возможность уменьшить толщину наружных стен на 20%, массу стен – на 60, расход раствора – на 55%, а керамических материалов в 2 раза; снизить число швов в кладке и трудоемкость возведения стен по сравнению с полнотелым кирпичом. Из пустотелых камней возводят несущие стены и перегородки, стены каркасных зданий, изготовляют керамические панели.

Конструкции из пустотелых керамических камней с горизонтальными пустотами применяют для устройства междуэтажных и чердачных перекрытий и покрытий жилых, общественных и промышленных зданий (без динамических нагрузок).

Стеновые керамические панели - крупноразмерные строительные изделия из кирпича на цементном растворе с утеплителем. Они могут быть однослойными, изготовляемыми из пустотелых керамических камней, и двухслойными — из кирпича на ребро(его толщина 120 мм) и утеплителя (плиты минераловатные, фибролит, пеностекло) толщиной 100 мм. Различают панели для наружных и внутренних стен, а также специальные(цокольные, вентиляционные и др.).

Кирпичные или керамические панели позволяют расход кирпича уменьшить в 2,2...3,2, расход цемента на кладку в 2...2,5, массу стены в 1,8...3,0 раза. При этом затраты труда в строительстве сокращаются на 40%, а сроки строительства – на 30%.

Рис. 5.3. Кирпич и камни пустотелые (в скобках пустотность, %): а — 19 (13%); 6—31 (32%); в — 21 (32%); г — 6 горизонтальных (42%); д — 7 (25%); е — 28 (33%); ж — 7 горизонтальных (56%)

Облицовочные керамические материалы для стен и полов

Из широкой номенклатуры облицовочных материалов наиболее часто используют керамические материалы, получаемые формованием, сушкой и последующим обжигом глин или их смесей с различными добавками.

Свойства - характеризуются высокой прочностью, долговечностью, декоративностью и высокими эксплуатационными качествами. Керамические материалы независимо от их структуры и цвета могут быть:

• глазурованными;
• неглазурованными.

Применение – для облицовки санитарных узлов и кухонь в жилых зданиях, операционных в больницах, душевых, бань и прачечных, цехов пищевых предприятий, станций метрополитена и пр. Отделка вертикальных и горизонтальных поверхностей плиткой предохраняет поверхности от увлажнения, механических повреждений, воздействия огня, химических агентов; обеспечивает поддержание требуемых санитарно-гигиенических норм; придает поверхности красивый внешний вид.

Основными видами облицовочных керамических изделий являются плитки, реже кирпичи. В зависимости от назначения различают:

• фасадные плитки;
• лицевые кирпичи и камни;
• глазурованные плитки для внутренней отделки стен и плитки для настилки полов.

Керамическая плитка бывает:

• Из красной, белой или цветной массы(в зависимости от исходного сырья);
• С пористой или плотной основой(в зависимости от корпуса плитки);
• Эмалированная(глазурованная) или не покрытая глазурью и т.д.
• Фасадная керамическая плитка. (ГОСТ 13996-93) – изготовленное из керамической или шлакосодержащей массы плоское тонкостенное глазурованное или неглазурованное изделие, применяемое для наружной облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Фасадные плитки выпускают как глазурованные, так и неглазурованные с гладкой или рельефной поверхностью.

В зависимости от размера различают плитки:керамические фасадные и плитки керамические фасадные малогабаритные.

Плитки керамические фасадные в соответствии с ГОСТ 13996-93 выпускают прямоугольные толщиной 10 мм - 250x140, 250x65, 215x120, 140x120 мм; толщиной 7 мм - 150x75,143x68, 120x65, 65x60 мм и квадратные 68x68 мм.

Плитки фасадные изготовляют из улучшенных сортов глин, содержащих пониженное количество окислов железа. По форме выпускают плитки:

• квадратные (размеры от 21x21x4 мм до 96x96x4 мм);
• прямоугольные (размеры от 46x21x4 мм до 250X140X10 мм).

По характеру отделки поверхности плитки фасадные подразделяются на:

• неглазурованные (гладкие и рельефные);
• глазурованные (с блестящей или матовой, прозрачной или белой цветной глазурью).

Плитки для внутренней облицовки стен - керамические плитки в виде квадратных, прямоугольных или фигурных пластинок с лицевой стороной, покрытой глазурью. Изготовляют их из глины или специально составленной керамической массы способом полусухого прессования. При этом их водопоглощение не превышает 16%. Лицевая поверхность всегда покрывается одно- и многоцветной глазурью, гладкими и рифлеными.

Цветовая гамма, рисунок, фактура поверхности достигаются формованием и при нанесении глазури методом полива, набрызга, шелкографии и т.д. Тыльная поверхность плиток обычно выполнена рифленой для лучшего сцепления с раствором. Размеры плиток изменяются в очень широких пределах от 1,2х1,2 см до 33х33 см. В зависимости от формы и размеров промышленность выпускает 28 типоразмеров плиток. Преимущественное распространение получили квадратные (150x150 мм) и прямоугольные (150X75 мм) плитки. Они выполняют защитные, декоративные, а при внутренней облицовке – и санитарно-гигиенические функции(легко очищаются от загрязнений). Форма плиток, используемых для отделки, чаще всего квадратная или прямоугольная для отделки криволинейных поверхностей используется ковровая керамика. Необходимыми элементами внутренней отделки являются фасонные изделия: плинтусы, прямые и обратные уголки, карнизы и т.д.

Технологическая схема производства керамической плитки состоит из следующих циклов:

• приготовление раствора (смеси);
• формовка изделия;
• сушка;
• приготовление глазури и глазуровка (эмалировка);
• обжиг.

В зависимости от материала такие плитки делятся на:

• гончарные;
• фаянсовые;
• фарфоровые.

Гончарные плитки изготовляют из обычных глин, фаянсовые из светложгущихся глин с различными добавками, фарфоровые – из особых сортов беложгущихся глин с большим количеством легкоплавких соединений. Фарфор обладает намного меньшей пористостью, чем фаянс; водопоглощение фаянса достигает 10-15%, фарфора – около 0,5%. Стоимость фарфоровых изделий высока, поэтому применяют их редко.

Фактура плиток может быть:

• гладкой;
• рельефной.

Керамические плитки различают также по виду глазури. Она может быть:

• прозрачной и непрозрачной;
• глянцевой и матовой;
• белой и цветной.

Прозрачная глазурь создает блестящую лицевую поверхность плитки, цвет такой плитки аналогичен цвету черепка. Непрозрачная (глухая) глазурь придает лицевой поверхности плитки цвет пигмента (красителя), введенного в глазурь. Плитки с подглазурной росписью получают, нанося на обожженные изделия цветовой рисунок и покрывая их по рисунку прозрачной глазурью. Применяют эти плитки для отделки уникальных зданий. Глазурь для этих плиток подразделяется на:

• прозрачную и глухую;
• блестящую и матовую.

По виду сырья плитки делятся на:

• майоликовые (из красножгущихся глин);
• фаянсовые (из смеси каолинового песка и полевых шпатов).

Фаянсовые плитки изготовляют из огнеупорных глин с добавками кварцевого песка и плавней, понижающих температуру плавления. Черепок фаянсовых плиток белый или слабо окрашенный.

Майоликовые плитки изготовляют из обыкновенных глин, покрываемых глухой глазурью. Выпускают их с поверхностным слоем из окрашенных глин и покрытых прозрачной глазурью («меццо-майолика») из светлых цветных глин, покрытых прозрачной цветной глазурью, отливающей радужными оттенками («майолика восстановительного огня»).

Майоликовые плитки – с непрозрачной глазурью – изготовляют из легкоплавких глин с добавлением 20% мела. Лицевая поверхность плиток может быть гладкой или рельефной, покрытой белой или цветной глазурью, с одноцветным и многоцветным узором, декорированной (сериография – изготовление по фотоснимку рисунка сетки-трафарета; напыление; применение деколей; ручная роспись).

Высокое качество, широкая гамма цветов и рисунков, красивый внешний вид, долговечность и гигиеничность дают возможность применять плитку для облицовки внутренних стен жилых помещений, общественных и промышленных зданий.

Плитки изготовляют размером, мм: 150x150x6; 150x250x7; 200x200x7; 200x300x7. Отклонение от номинальных размеров плиток не должно превышать следующих величин, мм: для плиток размером 150 – ±1,2; размером 200 – ±1,6; по толщине ±0,5.

Свойства – водопоглощение не более 16%; предел прочности при изгибе не менее 15МПа; термическая стойкость плиток, покрытых белой глазурью, - 150°С, цветной -125°С; твердость глазури по Моосу не менее 5.

Плитки для наружной отделки сооружений выпускаются методом пластического или полусухого прессования. Плитки крупных размеров для отделки нижних частей сооружений обжигают до спекания или полного плавления с пористостью до 1%. Условия эксплуатации керамических изделий достаточно жесткие: воздействие влаги, термических факторов, солнечного света, промышленных газов, органических кислот и др.

Применение – для отделки фасадов, цокольных частей зданий, подземных сооружений.

Фасадные плитки. Водопоглощение для специальных плиток не должно превышать 5% для рядовых– 7... 10%. Форма, типоразмеры, фактура наружного слоя, цвет выпускаемых плиток в настоящее время очень широки. Плитки выпускаются размерами от 21х21х4 мм до2Гх140х10 мм, а в ряде случаев 500 х 500 х 7 мм и выше.

Крепление малоразмерных плиток к поверхности очень трудоемкий процесс, поэтому при необходимости нанесения плитки на большие отделываемые поверхности используется так называемая ковровая мозаика. В заводских условиях с помощью водорастворимого