«Материалы получаемые термической обработкой минерального сырья. Керамические материалы» . Керамическими называют изделия и материалы, получаемые из глиняных масс или из их смесей с минеральными добавками путем формования, сушки и обжига при температуре 9001300 ºС. "Керамос"- на древнегреческом языке означало гончарную глину, а также изделия из обожженной глины. В глубокой древности из глин путем обжига получали посуду, а позднее (около 5000 лет назад) стали изготовлять кирпич, а затем черепицу.
Свойства керамики В результате обжига глиняная масса превращается в «искусственный» камень, обладающий: n высокой прочностью и плотностью, n водостойкостью, n водонепроницаемостью, n морозостойкостью, n долговечностью. Большая прочность, значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, а также распространенность в природе сырьевых материалов обусловили широкое применение керамических материалов и изделий в строительстве.
Плотность керамических изделий Керамические изделия по плотности можно условно разделить на две основные группы: пористые и плотные. n Пористые керамические изделия впитывают более 5% по весу воды. В среднем водопоглощение пористых изделий составляет 8 - 20% по весу или 15 - 35% по объему. n Плотные изделия характеризуются водопоглощением менее 5%. Чаще всего оно составляет 2 - 4% по весу или 4 - 8% по объему.
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. Часто встречающаяся примесь оксида железа придает глине привычную красную окраску. Вообще же окраски глин весьма разнообразны: от белой, коричневой, зеленой, серой до черной.
По отношению к действию высоких температур различают глины трех групп: • огнеупорные (огнеупорность выше 1580'С), • тугоплавкие (1350 - 1580'С), • легкоплавкие (ниже 1350'С). К огнеупорным относятся большей частью каолинитовые глины, содержащие мало механических примесей. Такие глины используют для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий. Тугоплавкие глины содержат окислы железа, кварцевый песок и другие примеси в значительно большем количестве, чем огнеупорные, и применяются для производства тугоплавкого, облицовочного и лицевого кирпича, плиток для полов и канализационных труб. Легкоплавкие глины наиболее разнообразны по минералогическому составу, содержат значительное количество примесей (кварцевого песка, окислов железа, известняка, органических веществ). Используют их в кирпичном и черепичном производствах, в производстве легких заполнителей и т. д.
Сырье для получения керамических материалов и изделий Для придания керамическим изделиям характерных свойств в глину вводят различные добавки: • Отощающие добавки • Выгорающие добавки(порообразующие) • Пластифицирующие добавки • Специальные 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.
Выгорающие добавки (порообразующие ) Для получения изделий с меньшей средней плотностью и повышенной пористостью применяют органические выгорающие добавки. Наиболее часто используют древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и лигнин, что не только повышает пористость стеновых керамических изделий, но также способствуют равномерному спеканию керамического черепка.
Пластифицирующие добавки Пластифицирующими добавками являются высокопластичные глины, бентониты, а также поверхностно-активные вещества - сульфитнодрожжевая бражка (СДБ) и др. Бентонитами называют высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита. Содержание в них частиц размером меньше 0, 001 мм достигает 85… 90%.
Специальные добавки Для придания керамическим изделиям специальных свойств вводят соответствующие добавки. Так, при изготовлении кислотоупорных изделий и облицовочных плиток к глинам добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом или щелочами. При необходимости понижения температуры обжига некоторых изделий используют молотый полевой шпат, руды, содержащие железо, песчаник, и др.
Плавни, глазури и ангобы n n n 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. 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.
ПРОИЗВОДСТВО КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Несмотря на то, что керамические материалы и изделия отличаются большим разнообразием по назначению, форме и физико-механическим свойствам, производство их примерно одинаково и состоит из следующих основных процессов: • добычи глины в карьерах; • подготовки массы; • формования изделий из приготовленной массы; • сушки сформованных изделий; • обжига предварительно высушенных изделий.
Применение керамических материалов и изделий в строительстве Высокая прочность, долговечность и большой ассортимент изделий дают возможность широко использовать их во всех частях зданий и сооружений — от фундамента до кровли. По назначению в строительстве различают следующие группы керамических материалов и изделий: n n n стеновые материалы (кирпич глиняный обыкновенный, пустотелый и легкий, камни керамические пустотелые); кровельные материалы и материалы для перекрытий (черепица, керамические пустотелые изделия); облицовочные материалы для наружной и внутренней облицовки (кирпич и камни лицевые, плиты керамические фасадные, малогабаритные плитки); материалы для полов (плитки); материалы специального назначения (дорожные, санитарно-строительные, химически стойкие, материалы для подземных коммуникаций, в частности трубы, теплоизоляционные, огнеупорные и др. ); заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).
Классификация керамической плитки: n n по типу применяемого сырья: изготовленная из красной или белой глины; по структуре: плотная или пористая; по виду покрытия: глазурованная или нет; по количеству обжигов: монокоттура и бикоттура.
Майолика n Для производства используются карьерные глины, содержащие не только глинистые, но и песчаные фракции, достаточно высокую карбонатную фракцию и окислы железа. Плитка покрывается непрозрачной глазурью, наносящейся на розовый утель ("бисквит"). Производственный цикл предусматривает двойной обжиг.
Майолика – высокопористая плитка Майолика, ручная роспись, 20 х20 см
Терралья n Для производства этого типа кафеля применяются технологии двойного обжига, используется дорогое сырье (глины, пески и флюсы для спекания белой массы). Производимая плитка имеет белый цвет, что позволяет наносить рисунок непосредственно на поверхность бисквита, а затем покрывать его всего лишь одним слоем стекловидной глазури.
Терралья на белой массе Терралья
Монокоттура n или плитка однократного обжига представляет собой спрессованную смесь из глины, полевых шпатов, флюсов и кварца, которая глазуруется и обжигается. В зависимости от качества смеси различают слабопористый и высокопористый виды изделия.
монокоттура (плитка одинарного обжига)
Бикоттура n или плитка двукратного обжига изготавливается путем нанесения глазури на уже обожженную смесь, после чего изделие обжигается ещё раз. Основным достоинством этого материала является гладкая блестящая поверхность, однако среди изделий, изготовленных по этой технологии, не удастся встретить низкопористые виды.
Клинкерная плитка n к свойствам которой относятся низкая пористость, высокая механическая прочность, стойкость к истиранию и воздействию химических веществ. Она изготавливается из неоднородных видов глины, флюсов и шамота – глины, обожженной до потери пластичности, – с добавлением окислов. Настоящая клинкерная плитка может быть неглазурованной, глазурованной или остеклованной.
Клинкерная плитка под кирпич
Керамический гранит n изготовливается из тяжелых сортов глин с добавлением различных минералов методом прессования, считается наиболее современным отделочным материалом. К его достоинствам относятся устойчивость к истиранию, воздействию химикатов, воды и ультрафиолетовых лучей. Также керамический гранит не имеет радиационного фона и применим для любых помещений.
Керамическая плитка или керамогранит
Скачать презентацию Материалы получаемые термической обработкой минерального сырья Керамические
LEK_3_MS1.ppt