РАЗДЕЛ 5 КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ Лекция

РАЗДЕЛ № 5. КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ Лекция № 7. Темы № 8. Керамические материалы изделия. Время: 2 ч. Вопросы: 1. Общие сведения об искусственных обжиговых материалах. 2. Производство и применение керамических материалов и изделий, материалов из минеральных расплавов. 3. Транспортирование и хранении искусственных обжиговых материалов и изделий. Литература: [1]. с. 611… 625, [2] с 67… 73, 129… 154. 1/31/2018 1

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ (Кер. М) Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые при обжиге полуфабрикатов (сырца), отформованных из глиняного сырья или минеральных смесей, содержащих глинистые и кремнеземистые горные породы, промышленные отходы и различные добавки. 1/31/2018 2

Классификация керамических материалов и изделий признак вид характеристика стеновые, кровельные n > 5%, землистый излом плотные n < 5%, блестящий раковистый излом фактура – шероховатость, рельеф глазурованные: прозрачные глухие глазурь - стекловидный слой из обожженного спец. состава ангобированные 1/31/2018 сантехника, трубы, огнеупоры гладкие, офактуренные состоянию лицевой поверхности плитка, плиты пористые структура облицовочные, для полов специальные основное назначение кирпичи, камни, черепица керамическое белое или цветное покрытие скрывают цвет и фактуру черепка 3

Понятие о технологии производства Кер. М Основные этапы: подготовка минеральной смеси, формование и обжиг. Состав минеральной смеси (глиняной массы): пластичное (глины, каолины) и непластичное (различные добавки) сырье. Глины - смесь различных минералов, среди которых глинообразующие минералы каолинит (Аl 2 О 3 2 SO 2 2 Н 2 O), монтмориллонит (Al 2 O 3 4 Si. O 2 n. H 2 O) и др. По огнеупорности глины подразделяют на три группы: легкоплавкие (огнеупорность tsm ниже 1350 °С), тугоплавкие (tsm=1350… 1580 °С) и огнеупорные (tsm > 1580 °С). Добавки: отощающие, предназначенные для уменьшения воздушной и огневой усадки (природный песок, молотый шлак и др. ); уменьшающие m (выгорающие — молотый уголь, опилки, торф, порообразующие - известняк, мел, доломит, пористые заполнители - трепел, диатомит; плавни), понижающие огнеупорность (полевой шпат, пегматит, стекло и др. ). 1/31/2018 4

Подготовка глиняной массы (операции) добыча глинистого сырья очистка глинистого сырья измельчение глинистого сырья введение различных добавок увлажнение массы Способы производства керамики полусухой (влажность массы 8… 13%) пластический (18… 26%) мокрый или шликерный (30%) Формование прессованием изделий в формах Формование методом экструзии (через мундштук) Формование методом литья 1/31/2018 5

Обжиг - физико-химический процесс, в результате которого отформованный сырец переходит после охлаждения в керамический черепок, имеющий высокую твердость, прочность, водо- и морозостойкость. При повышении температуры последовательно происходят: • обезвоживание глиняной массы (t 110 С); • дегидратация глинистых минералов (t 550… 750 °С); • разложение их на свободные оксиды Аl 2 О 3 Si. O 2 и др. (t > 800 °С); • образование керамических минералов (t > 900 °С), наиболее устойчивым из которых является муллит 3 Al 2 O 3 2 Si. O 2. Обжиг изделий пористой строительной керамики ведется при температуре 900… 1000 °С до неполного спекания глины. Изделия плотной керамики обжигают при более высоких температурах (1150… 1400 °С), достигая полного спекания глиняной массы вплоть до ее сплавления. 1/31/2018 6

Стеновые керамические материалы и изделия К ним относятся кирпич и камни керамические, панели и блоки из кирпича и керамических камней. Кирпич и камни керамические представляют собой штучные стеновые материалы, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда и определенные размеры. По назначению кирпич и камни разделяют на рядовые для простой кладки и лицевые для отделки наружных (лицевых) поверхностей конструкций. У лицевых кирпичей и камней одна (ложок или тычок) или две (ложок и тычок) грани имеют улучшенный декоративный вид. Отделку выполняют глазурованием, ангобированием, офактуриванием. Постель 1/31/2018 Ложок Тычок 7

Глазурование - получение на поверхности изделия тонкого стекловидного покрытия - глазури. Офактуривание - придание поверхности изделия шероховатости или рельефа. Ангобирование - получение керамического белого или цветного покрытия толщиной 3… 6 мм, путем нанесения на сырец и последующего обжига специального состава из беложгущихся глин и различных добавок. Кирпичи могут быть полнотелыми (сплошными в любом сечении) и пустотелыми, камни - только пустотелые. Пустоты могут быть круглыми и прямоугольными, сквозными и несквозными. 1/31/2018 8

1/31/2018 9

1/31/2018 10

Кирпич керамический: виды, размеры, условные обозначения Вид изделия Условное обозначение Номинальные размеры, мм длина ширина толщина Кирпич одинарный Кирпич К-О 250 120 65 Кирпич пустотелый одинарный Кирпич КП-О 250 120 65 Кирпич утолщённый Кирпич К-У 250 120 88 Кирпич модульных размеров одинарный Кирпич КМ 288 138 63 Кирпич модульных размеров утолщённый Кирпич КМ-У 288 138 88 Кирпич утолщенный с горизонтальным 1/31/2018 расположением пустот Кирпич КУГ 250 120 88 11

Камни керамические: виды, размеры, условные обозначения Вил изделия Условное обозначение Номинальные размеры, мм длина ширина толщина Камень К 250 120 138 Камень модульных размеров Камень КМ 288 138 Камень модульных размеров укрупнённый Камень КУМ 288 88 Камень КУ 250 138 Камень КУ 250 188 Камень КУ 180 250 138 Камень КУГ 250 120 Камень КУГ 250 200 80 380 138 380 255 188 380 250 138 Камень укрупнённый Камень укрупненный с горизонтальным расположением пустот Примечание — допускается по согласованию с потребителем выпускать укрупнённые камни 1/31/2018 размерами: 12

Кирпич обыкновенный, ангобированный и утолщенный 1/31/2018 13

Кирпич с круглыми пустотами 1/31/2018 Кирпич офактуренный 14

Кирпич угловой 1/31/2018 Кирпич огнеупорный 15

Камень керамический 1/31/2018 16

Камень укрупненный 1/31/2018 17

По теплотехническим свойствам и средней плотности кирпич и камни в высушенном состоянии подразделяются на три группы: обыкновенный кирпич ( m > 1600 кг/м 3); условно-эффективные кирпичи (1400< m 1600 кг/м 3), и камни (1450 < m 1600 кг /м 3); эффективные кирпичи ( m 1400 кг/м 3) и камни ( m 1450 кг/м 3). По прочности кирпич и камни подразделяются на марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300. По морозостойкости кирпич и камни подразделяются на марки Fl 5, F 25, F 35, F 50. Водопоглощение кирпича и камней - характеристика их структуры и технологических свойств (чем больше пористость материала, ниже его теплопроводность и лучше сцепление с раствором в кладке) должно быть для полнотелого кирпича не менее 8%, для пустотелых кирпича и камней — не менее 6%. 1/31/2018 18

Не допускаются в стеновых материалах недожог, пережог и известковые включения ( «дутики» ). 1/31/2018 19

Керамические изделия для облицовки стен и устройства полов Кирпич и камни керамические лицевые одновременно являются облицовочными и стеновыми материалами и рассмотрены ранее. Плиты керамические фасадные представляют собой крупноразмерные облицовочные изделия. В зависимости oт способа крепления к стене они подразделяются на закладные, устанавливаемые одновременно с кладкой, и прислонные, укрепляемые на растворе после возведения и осадки стен. Плитки керамические малогабаритные (цокольные, типа «кабанчик» и др. ) размером 250 140 10 мм и 120 65 7 мм изготавливают из улучшенных глиняных масс, с гладкой или офактуренной глазурованной либо неглазурованной лицевой поверхностью. 1/31/2018 20

Плитки для облицовки стен выпускаются квадратные (150 150, 100 и 50 50 мм), прямоугольные (150 100, 150 75, 100 50 и 100 25 мм) с прямыми кромками или с закруглениями (завалом) с одной или со всех сторон, угловые и т. п. Майоликовые облицовочные плитки изготавливают из легкоплавких глин с добавкой до 20% углекислого кальция в виде мела или известняка. Фаянсовые облицовочные плитки изготавливают из огнеупорных глин с добавкой кварцевого песка и плавней. Плитки для полов бывают двух видов: плитки обыкновенные керамические для полов (метлахские) и плитки керамические для мозаичных полов. Ковровая керамика - мелкоразмерные (48 x 48 и 22 x 22 мм) тонкие керамические плитки различного цвета, глазурованные и неглазурованные, наклеенные лицевой стороной на бумагу и применяемые в виде ковров или рулонов в основном для облицовки наружных поверхностей стеновых панелей. 1/31/2018 21

1/31/2018 22

Плитка керамическая 1/31/2018 23

Специальные керамические изделия и материалы Трубы керамические - по назначению подразделяются на дренажные и канализационные. Дренажные трубы - для устройства водоотводных сетей (дренажа - понижения уровня грунтовых вод) Производятся из легкоплавких глин в виде коротких отрезков цилиндрической формы длиной 333 мм, внутренним диаметром от 25 до 250 мм, толщиной стенок 8… 25 мм. Канализационные трубы - для устройства наружных канализационных сетей и дренажных водостоков в агрессивных грунтовых водах (изготавливают из тугоплавких или огнеупорных глин с отощающими добавками). Форма полые цилиндрические звенья с раструбом на одном конце или без него. 1/31/2018 24

Caнитарно-технические изделия - умывальники, унитазы, смывные бачки, ванны и др. , производят преимущественно из фаянса - разновидности керамики, получаемой из беложгущихся огнеупорных глин и каолинов путем обжига до спекания и имеющая относительно пористый черепок. Огнеупорные материалы - длительно работают в условиях высоких температур. Шамотные огнеупоры получают из огнеупорных глин с применением в качестве добавки шамота — предварительно обожженной при высокой температуре и измельченной огнеупорной глины. Огнеупорность шамотных изделий составляет 1580… 1730 °С. Высокоглнноземистые изделия изготавливают из бокситов, диаспора, корунда и другого сырья, содержащего более 45% Аl 2 О 3. 1/31/2018 25

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ РАСПЛАВОВ - аморфные тела, получаемые путем переохлаждения неметаллических расплавов и обладающие при нормальной температуре в результате резкого увеличения вязкости свойствами твердых тел (в основном это сплавы щелочных и щелочно-земельных силикатов). - подразделяют на стеклянные, каменные, шлаковые и ситаллы. Материалы и изделия из стеклянных расплавов – из силикатного стекла, главным структурным оксидом которого является кремнезем Si 02 (75… 80% по массе). Сырье для силикатного стекла - мелкозернистый кварцевый песок, известняк или мел, сода кальцинированная, поташ или сульфат натрия. Стекло получают путем варки при температуре 1200… 1500 °С в специальных стекловаренных печах и закрепления формы изделия термообработкой по специальному режиму. 1/31/2018 26

Листовое стекло подразделяется: • по областям применения на оконное, витринное и др. ; • по качеству поверхности на неполированное, полированное и узорчатое (орнаментное); • по способу упрочнения на обычное отожженное, закаленное и упрочненное химическим способом; • по цвету на бесцветное и цветное. Изделия из стекла подразделяются на архитектурностроительные и строительно-технические. Архитектурно- строительные изделия используются в ограждающих конструкциях зданий (стеклоблоки, стеклопакеты, профильное стекло, стеклянные дверные полотна, облицовочная стеклянная плитка, смальта). Строительно-технические изделия - стеклянные трубы, теплоизоляционные материалы (стекловата, пеностекло). 1/31/2018 27

Материалы и изделия из каменных и шлаковых расплавов каменное литьё или петрургия, производимая путем отливки из расплавленных горных пород или промышленных отходов. Сырьё - изверженные горные породы, обладающие пониженной вязкостью в расплавах (базальт, диабаз), а также шлаки. Ситаллы и шлакоситаллы – искусственные конгломераты из мельчайших кристаллов размером в доли микрона, сцементированных между собой тончайшими прослойками аморфного стекла. 1/31/2018 28