3

4. Керамические материалы и изделия

4.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Керамическими называют искусственные каменные материалы и изделия, получаемые путем формования минерального сырья с последующим обжигом до спекания.

Появление термина « керамика» связывают с греческим словом «keramos» - глина.

Сформировавшаяся на сегодняшний день технология керамики подразумевает производство материалов и изделий из смеси глинистого сырья с органическими и минеральными добавками (строительная керамика), а также на основе чистых оксидов (оксидная техническая керамика).

4.2 Классификация керамики

По структуре керамические строительные материалы разделяют на две основные группы:

•пористые, водопоглощение которых по массе более 5 % (в среднем 8-20 %).

Пористую структуру имеют стеновые, кровельные и облицовочные материалы, а также дренажные трубы и др.

•плотные, поглощающие менее 5 % воды по массе. Плотную структуру имеют плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб и др.

По назначению керамические материалы и изделия делят на следующие виды:

•стеновые изделия (кирпич и керамические камни);

•для облицовки фасадов (лицевой кирпич, малогабаритные и другие плитки, архитектурно-художественные детали);

•для внутренней облицовки стен (глазурованные плитки;

•кровельные изделия (черепица);

•элементы перекрытий (пустотелые камни);

•заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит);

•теплоизоляционные изделия (ячеистая керамика);

•санитарно-технические изделия (ванны, унитазы);

•для полов (плитка);

•дорожные (дорожный кирпич);

•кислотоупорные изделия (кирпич, плитки, трубы);

•огнеупоры;

•изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы).

По температуре плавления керамические материалы и изделия подразделяются на следующие виды:

•легкоплавкие (с температурой плавления менее 1350 ° С);

•тугоплавкие (с температурой плавления 1350…1580 ° С);

•огнеупорные (1580...2000 ° С);

•высшей огнеупорности (более 2000 ° С).

4.3Сырьевые материалы для получения керамики

Основным сырьевым материалом для производства керамических изделий является глинистое сырье (каолины и глины), применяемое в чистом виде или в смеси с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и др.).

Гранулометрический состав сырья представлен:

•глинистыми частицами диаметром менее 0,005 мм;

•пылевидными частицами размером 0,005-0,16 мм;

•песчаными частицами с размером зерен 0,16-2 мм.

Взависимости от содержания глинистых частиц глины подразделяются на следующие виды:

•высокопластичные, содержащие 80-90% глинистых частиц;

•средне- и умеренно-пластичные, содержащие 30-60% глинистых частиц;

•малопластичные, имеющие в своем составе 5-30% глинистых частиц.

Глинистые минеральные частицы преимущественно состоят из каолинита Al2O3×2SiO2×2H2O, монтмориллонита

Al2O3×4SiO2×nH2O, галлуазита Al2O3×2SiO2×4H2O, а также гидрослюдистых и их смесей.

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

В среднем огневая усадка составляет 2-8%, а воздушная колеблется от 2 до 12%.

Спекаемостью глин называют их свойство уплотняться при обжиге и образовывать камнеподобный черепок.

Интервал спекания легкоплавких глин (для производства кирпича, керамзита) 50-100 ° С, огнеупорных глин – 400 ° С (tc-tА).

Чистый каолинит плавится при 1770 ° С, однако примеси (Fe2O3, СаСО3 и др.) понижают эту температуру.

Для улучшения качества сырья и регулирования свойств керамических изделий в глину вводят отощающие, поро-

образующие (выгорающие), пластифицирующие и специальные добавки, плавни.

Отощающие добавки вводятся для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. (шамот, дегидратированная глина, песок, зола ТЭС, шлак)

Порообразующие (выгорающие) добавки вводят для получения легких изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. (молотые мел, доломит, древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль).

Пластифицирующие добавки используют для повышения пластичности сырьевых смесей без увеличения расхода воды. (высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества).

Плавни добавляют в глину для понижения температуры спекания. (полевые шпаты, железную руду, доломит, магнезит, тальк и т. п.).

Глазурь – это стекловидное покрытие толщиной 0,1-0,2 мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури 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 (или строн-ция), борная кислота, бура и др.

Ангобом называется нанесенный на изделие тонкий слой белой или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью. Ангоб по своим свойствам должен быть близок к основному черепку.