книги из ГПНТБ / Слободяник И.Я. Строительные материалы и изделия учебник

тельного пресса в 1855 г. и кольцевой обжиговой печи постоянного действия в 1858 г. Наличие ленточного пресса позволило механи­ зировать производство, выпускать, кроме обыкновенного кирпича, пустотелые кирпичи, укрупненные камни для стен, перекрытий, облицовочные плитки, плиты и др.

Вместе с развитием и ростом металлургической, коксовой, сте­ кольной, цементной, керамической и других отраслей промышлен­ ности развивалось производство огнеупорной керамики.

Выпуск отечественными заводами новых видов высокопроизво­ дительного глиноперерабатывающего и прессового оборудования, комплексная механизация производства и автоматизация отдель­ ных процессов, достижения в области ускоренной сушки и обжига позволили в короткий срок увеличить производство керами­ ческих строительных материалов, повысить их качество и эффек­ тивность.

В развитии и совершенствовании технологии производства керамических материалов большое значение имеют теоретические работы отечественных и зарубежных ученых по изучению строения и свойств глин как основного сырья для обжиговых материалов.

кислотоупорность различная в зависимости от состава сырья, элек­ тропроводность зависит от плотности изделия.

Обжиговые штучные материалы в большинстве случаев после обжига имеют готовую поверхность как по фактуре, так и по цве­ ту. Поверхность этих материалов можно сделать цветной, матовой (ангобированные изделия) или стекловидной (глазурованные из­ делия). Обжиговые материалы делятся по степени плотности череп­ ка на пористые (неспекшиеся) и плотные (спекшиеся). Материалы обеих групп могут быть полнотелыми или пустотелыми, естествен­ ного цвета или окрашенные, глазурованные, огнеупорные или обычные.

Обжиговые строительные материалы и изделия в зависимости от назначения можно разделить на следующие группы:

стеновые материалы и изделия — кирпич обыкновенный плас­ тического формования и полусухого прессования, кирпич и плиты пустотелые и пористопустотелые, камни пустотелые пластического формования, кирпич строительный легкий, крупные блоки из кир­ пича и камней, панели из кирпича и камней;

отделочные материалы — кирпич и камни лицевые (фасадные), плитки облицовочные фасадные натурального цвета, ангобирован­ ные, глазурованные, фаянсовые плитки и встроенные детали для облицовки внутренних стен, разные отделочные материалы;

материалы для перекрытий и покрытий — камин пустотелые ненесущие и несущие, балки, балочные настилы, панели для пере­ крытий и покрытий, керамические доски;

кровельные материалы — черепица ленточная, штампованная, коньковая и специальной формы;

материалы для полов и дорог — кирпич и плиты клинкерные, плитки для полов;

теплоизоляционные материалы и заполнители для легких бето­ нов— диатомовые изделия, керамзитовый гравий, пустотелый гра­ вий, аглопорит, вспученные перлитовые щебень и песок, вспучен­ ный вермикулит, укрупненные легкие изделия на основе вспучен­ ных материалов;

изделия и материалы различного назначения — трубы, санитар­ но-технические изделия, огнеупорные материалы, кислотоупорные изделия, электроизоляционные изделия, отопительные радиаторы, кафель печной, фасонные строительные изделия, керамический щебень.

Исходным сырьем для изготовления обжиговых материалов и изделий служат глина, диатомиты и трепелы, пески и др. О при­ годности глин для изготовления обжиговых материалов судят по химическому, гранулометрическому составам, пластичности и тер­ мическим свойствам.

Характер получаемых изделий определяется преобладанием в глине тех или иных окислов. Наличие Si02 в большом количестве понижает пластичные свойства глины; А120з придает изделиям огнеупорность и белизну; Fe20 3 является в глине плавнем, т. е. понижает её температуру спекания и плавления, а также придает окраску изделиям; в зависимости от количества Fe20 3 в глине цвет изделия может меняться от светло-розового до темно-крас­ ного; СаО и MgO, равномерно распределенные в глинах, придают изделиям пористость, а следовательно, легкость и высокое водопоглощение, эти окислы в глине являются плавнями; Na20 и К20 понижают температуру спекания глины. Некоторые из примесей к глине могут быть вредными, например включения известняка. При недостаточном размоле глины известняк, представляющий собой после обжига отдельные включения свободного СаО (име­ нуемого «дутик»), активно гасится водой, увеличивается в объеме и разрушает изделие.

Глинистое сырье для керамических материалов классифици­ руется : по огнеупорности; по содержанию глинозема и окиси тита­ на (А120з + Ті02) ; по спекаемости; по содержанию красящих окислов Fe20 3 и Ті02; по пластичности; по содержанию тоикодисперсных фракций; по содержанию крупнозернистых включений.

По огнеупорности глинистое сырье разделяют на классы: огне­

жанию А120 3 + Ті02 — на группы: высокоосновные Во с содержани­ ем А120 3 + ТЮ2 более 40%; основные Ос — 30—40%; полукислые Пк — 15—30% и кислые К — менее 15%.

В зависимости от степени спекания, определяемой водопоглощением (проц, по весу), глинистое сырье бывает: сильноспекаю­ щееся— 2%, среднеспекающееся — 5% и неспекающееся — более 5%. В зависимости от температуры спекания спекающееся глинис­ тое сырье разделяют иа группы: низко-, средне- и высокотемпера­ турного спекания.

По содержанию красящих окислов в прокаленном состоянии глинистое сырье разделяют на группы: с содержанием красящих

По дисперсности различают глины высокодисперсные, дисперс­ ные и грубодисперсные, по виду включений — с кварцевыми вклю­ чениями, с железистыми, с карбонатными, с гипсовыми, с органи­ ческими.

Помимо глин, в производстве обжиговых материалов могут применяться диатомиты, трепелы, сланцы и др. Диатомиты и тре­ пелы применяют в чистом виде или с примесью иорообразующих добавок при производстве легкого кирпича и изделий. В некоторых случаях для повышения пластичности масс к ним добавляют глину.

Для получения легких ячеистых заполнителей применяют вспу­ чивающиеся глины, перлит, вермикулит, а для легких изделий — продукты вспучивающихся пород, шлаки, золы и др.

Для некоторых видов обжиговых материалов (облицовочные плитки, кислотоупорные изделия) применяют песчаные смеси, за­ творенные растворимым стеклом или щелочами.

На многих керамических заводах отсутствует сырье, пригодное в естественном виде для производства материалов. Такое сырье требует отощения либо пластификации. Особое значение при­ обретает вопрос составления сырьевой смеси при производ­ стве тонкостенных изделий, облицовочных материалов, вспучен­ ных и др.

Пластичные глины требуют много воды для затворения и при

дых топлив, дробленую обожженную глину или керамический бой и др.), можно уменьшить усадку глины при сушке и обжиге и таким путем предохранить изделие от деформации.

Для понижения температуры обжига при изготовлении некото­ рых изделий в глину вводят флюсы (плавни) — молотый полевой шпат, песчаники, железосодержащие руды и др.

Для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью в сырьевую массу вводят порообразующие добавки — вещества, диссоциирующие при температуре обжига с выделением углекислоты (глинистый мер­

гель, молотый доломит, мел), а также вещества, выгорающие при обжиге (опилки, изгарь, молотый кокс, коксовый шлам, торфяная пыль).

Для улучшения свойств керамических материалов в состав мас­ сы вводят химические добавки. Так, для улучшения качества кир­ пича добавляют к глине фосфатные соединения. Пластичность формовочной массы может быть повышена путем введения в ших­ ту 0,1—0,3% поверхностно-активных веществ (сульфитно-дрожже­ вой бражки и др.).

Цветную керамическую массу можно получать, добавляя к ней различные окислы (железа, кобальта, хрома и др.).

§ 18. Материалы стеновые

Кирпич глиняный обыкновенный. В зависимости от способа изго­ товления кирпич может быть пластического формования и полусу­ хого прессования.

Обыкновенный глиняный кирпич пластического формирования и полусухого прессования выпускают марок 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75.

Марка кирпича характеризуется пределом прочности при сжа­

менее воздухопроницаем и более теплопроводен. Кирпич из мерге­ листых глин обладает повышенным водопоглощением (20—22%) и характеризуется меньшей объемной массой.

Кирпич глиняный обыкновенный изготовляют одинарным или

Кирпич в зависимости от марки должен удовлетворять требовани­ ям, приведенным в табл. 8.

При проектировании новых и реконструкции действующих кир­ пичных заводов следует предусматривать выпуск кирпича марки

не ниже 100.

Водопоглощение кирпича должно быть для марок выше 150 не менее 6% от массы кирпича, высушенного до постоянной массы, а для кирпича остальных марок — не менее 8%.

По морозостойкости кирпич подразделяют на четыре марки: Мрз 15, Мрз 25, Мрз 35 и Мрз 50.

Виды брака кирпича — недожог, пережог, трещины, искривле­ ния и наличие известковых включений (дутика). Известковые включения под влиянием влаги разрушают кирпич. Недожжен­ ный кирпич не обладает достаточной морозостойкостью, а

пережженный тяжел и обычно деформирован, некачественное глинистое сырье снижает мар­ ку кирпича.

В Киевском инженерно­ строительном институте разра­ ботан способ получения обжи­ гового кирпича повышенных марок на основе суглинков и лессов с добавкой щелочного компонента — природного суль­ фата натрия.

Кирпич изготовляют мето­ дом полусухого прессования. На основе этих масс могут быть изготовлены также облицовоч­ ные плитки, что исключает не­ обходимость использования беложгущихся глин.

Обыкновенный кирпич применяют для монолитной кладки стен, арок, колонн и других конструкций, а также для изготовления на полигонах крупных блоков и панелей. Кирпич, пропитанный биту­ мом, пригоден также для фундаментов.

Кирпич, плиты и камни пустотелые. Рентабельность керами­ ческих стеновых материалов резко повышается с уменьшением объемной массы и укрупнением изделий.

Кирпичные заводы в нашей стране оборудованы ленточными прессами, на которых при наличии пластичных глин можно выпус­ кать различные укрупненные тонкостенные стеновые изделия (называемые дырчатыми, пустотелыми) для монолитной кладки и для изготовления крупных стеновых блоков и однослойных панелей.

По виду исходного сырья пустотелый строительный кирпич мо­ жет быть глиняным, глино-трепельным; по форме — со сквозными отверстиями и пятистенный; по способу производства — пласти­ ческого формования и полусухого прессования.

Пустотелый кирпич пластического формования по длине и ши­ рине имеет стандартные размеры, толщину 88 или 138 мм. Толщи­ на 88 мм должна совместно с толщиной шва обеспечить модуль­ ную величину 100 мм. Толщина 138 мм вместе с толщиной шва составляет по высоте 150 мм.

Кирпич пустотелый пластического формования подразделяют на марки 150, 125, 100, 75, которые соответствуют пределу проч­

Рис. 17. Пустотелые керамические камни:

а — камень для кладки стен: б — фрагменты стен толщиной в один камень.

ми пустотами. Наиболее распространены керамические камни с вертикальным расположением пустот, обеспечивающие лучшую прочность кладки (рис. 17).

Изготовляют пустотелые камни марок: 150, 125, 100, 75. Объем­ ная масса камней должна быть не более 1450 кг/м3. Для облег­ чения веса керамических камней к глиняной пластичной массе иногда добавляют шлаки, содержащие большое количество угля, и другие выгорающие добавки. В сравнении с обыкновенным кир­ пичом толщина стены из пустотелых кирпичей и камней умень­ шается на 20—25%, а вес 1 м2 стены — почти вдвое.

ного кирпича, однослойные из пустотелого кирпича. Однослойные панели из обыкновенного кирпича применяют для несущих по­ перечных стен. Такие панели рационально изготовлять в формах вибрированием, они носят название виброкирпичных.

Слоистые панели наружных стен состоят из ряда кирпича и утеплителя (пеностекла, пенобетона, минеральной ваты и др.). Преимущество кирпичных панелей в эффективном использовании прочностных свойств кирпича при малом его расходе. Однако сло­ истые кирпичные панели сложны по конструкции, трудоемки. Укладка кирпича и штучного утеплителя трудно поддается меха­ низации.

Поэтому более рациональны однослойные керамические панели (рис. 19). Эти панели изготовляют из укрупненного облегченного камня толщиной в один или полтора камня. Такое упрощение изго­ товления панелей позволяет в широком масштабе применять.инду­ стриальные керамические стеновые конструкции с массой 1 м2 не более 500 кг.

Перевод кирпичной промышленности на производство панелей осуществляется путем организации при кирпичных заводах цехов для сборки панелей в специальных кондукторах. Изготовлен­ ную в кондукторе панель подвергают термообработке для ускоре­ ния твердения раствора.

§ 19. Материалы отделочные

Современное строительство требует для отделки фасадов, внутрен­ них стен и полов зданий хороших экономичных облицовочных материалов. Такими материалами являются облицовочный кир­ пич, совмещающий функции стенового и отделочного материала, керамические плитки, главным образом, полусухого прессования натурального цвета, ангобированные и глазурованные.

Лицевая сторона фасадных материалов может быть гладкой, рельефной, а также глазурованной, ангобированной.

Кирпич и камни лицевые (фасадные). Лицевыми материалами являются кирпич или керамические камни правильной формы с четкими гранями, ровного цвета, выполняющие роль конструк­ тивного и лицевого материала. В зависимости от формы и назна­ чения их подразделяют на рядовые и профильные.

Лицевой кирпич и камни можно применять также для внутрен­ ней облицовки лестничных клеток, стен цехов, столовых, для садо­ во-парковых ограждений. Кирпич глазурованный может быть ис­ пользован для облицовки санузлов, бассейнов и др.

К профильным лицевым материалам относят лекальный кир­ пич и детали различного назначения: карнизы, пояса, подоконные сливы и др.

В качестве долговечного лицевого кирпича применяют также спекшийся кирпич (водопоглощением 2—4%). Получают его из глин с большим интервалом спекания. Он имеет различные оттенки