Природные каменные материалы

Горная порода – это природный минеральный агрегат, обладающий более или менее постоянным составом и свойствами. Может быть мономинеральной (состоит из одного минерала) и полиминеральной.

Минерал – это природное химическое соединение, однородное по своему составу, строению и свойствам; образуется в результате физико-механических процессов в земной коре или на ее поверхности.

Горные породы делят на:

магматические – образовались непосредственно из расплавленной магмы;

осадочные – образовались в результате разрушения или выветривания магматических пород химической или биологической переработки;

метаморфические – образовались из магматических или осадочных пород под влиянием высоких температур, давления и других факторов.

Твердость – оценивается по шкале твердости (шкале Мооса), в которой минералы расположены в порядке возрастания твердости:

1	Тальк	3	Кальцит	5	Апатит	7	Кварц	9	Корунд
2	Гипс	4	Флюорит	6	Полевой шпат	8	Топаз	10	Алмаз

Спайность – это способность некоторых кристаллических минералов при ударе раскалываться по определенным плоскостям, образуя гладкие блестящие поверхности раскола.

Излом в отличие от спайности не имеет правильных ориентированных блестящих поверхностей. Минералы, обладающие спайностью, дают ровный излом.

Стойкость – это способность минерала или горной породы противостоять атмосферным факторам, химическим реагентам и др.

Керамические материалы

Керамические материалы – искусственные каменные материалы и изделия, получаемые в процессе технологической обработки минерального сырья и последующего обжига при высоких температурах.

Керамический черепок – материал, из которого состоят керамические изделия после обжига.

Классификации керамических материалов:

по назначению: стеновые, отделочные, кровельные, для полов, для перекрытий, дорожные, санитарно-технические, кислотоупорные, теплоизоляционные, огнеупорные и заполнители для бетонов.

по структуре: пористые (водопоглощение по массе более 5%), плотные (со спекшимся керамическим черепком) (водопоглощение менее 5%).

по температуре плавления: легкоплавкие (температура плавления ниже 1350 °С), тугоплавкие (1350 – 1580 °С), огнеупорные (1580 – 2000 °С), высшей огнеупорности (более 2000 °С).

Глинистые материалы – горные породы полиминерального состава, землистого вида, образующие с водой пластичное тесто, способное сохранять придаваемую форму и принимать после обжига твердость камня. Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс.

Главными глинообразующими минералами являются: каолинит, монтмореллонит и иллит (гидрослюда).

Каолинит (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) – имеет относительно плотное и неподвижное строение кристаллической решетки с наименьшим расстоянием из закономерно повторяющихся групп ионов. Поэтому каолинит неспособен присоединять и прочно удерживать большое количество воды. При сушке относительно свободно отдает присоединенную воду. Размеры частиц каолинита 1 – 3 мк.

Монтмориллонит (Al₂O₃·4SiO₂·H₂O·nH₂O). Кристаллическая решетка имеет слоистое строение, отдельные слои могут раздвигаться под действием вклинивающихся молекул воды. Поэтому монтмориллонит способен интенсивно поглощать довольно большое количество воды, сильно набухать при увлажнении (объем увеличивается в 16 раз), прочно удерживает воду и трудно отдает ее при сушке. Размеры частиц монтмориллонита много меньше 1мк.

Иллит (гидрослюда) (K₂O·MgO·4Al₂O₃·7SiO₂·2H₂O) – продукт многолетней гидратации слюд, с неразбухающей кристаллической решеткой. По интенсивности связи с водой занимает среднее положение между каолинитом и монтмориллонитом. Особенность минерала – в составе принимают окислы щелочных и щелочноземельных металлов, а также отдельные катионы, способные к изоморфным замещениям (например, Si⁴⁺ может замещаться Al³⁺ , который, в свою очередь, замещается Mg²⁺). Размеры частиц около 1мк.

В зависимости от преобладания в составе глинистого сырья того или иного минерала различают: каолинитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые глины.

Отощающие добавки – материалы, которые снижают пластичность и воздушную усадку глин. К ним относятся: кварцевые материалы –жильный кварц, кварцевые пески, кремень, не дают усадки при сушке и обжиге.

Флюсующие материалы (плавни) – материалы, которые в процессе обжига вступают во взаимодействие с глинистым веществом, образуя более легкоплавкие соединения, чем чистое глинистое вещество, т.е. плавни способствуют повышению степени спекания и ее снижению температуры. К ним относят: полевые шпаты, пегматиты, сиениты; мел, доломит, тальк.

Выгорающие добавки – добавки выгорающие при обжиге (за исключение зольной части). Применяются при производстве стеновой керамики. К ним относят: древесные опилки, антрацит и тощие каменные угли, бурые угли, золы ТЭЦ.

Пластифицирующие добавки – вводятся для повышенеия пластичности сырьевых материалов при меньшем расходе воды. К ним относят: высокопластичные глины, бентониты, ПАВ.

Специальные добавки – вводятся для повышения кислотостойкости (песчаные смеси, затворенные жидким стеклом), для получения цветной керамики (оксиды металлов).

Глазурь – стекловидное покрытие толщиной 0,1 – 0,2мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури различают прозрачные и глухие (непозрачные) различного цвета.

Ангоб – это нанесенный на изделие тонкий слой беложгущейся или цветной глины, образующий цветное покрытие с матовой поверхностью.

При определении качества кирпича по внешнему осмотру и обмеру рассматриваются параметры: отклонение геометрических размеров, наличие трещин, наличие сколов и притупленности ребер и углов, искривление поверхностей и ребер, степень обжига, наличие известковых включений (дутиков).