Внимание! Если вы сомневаетесь в своих силах и вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Узнайте стоимость и сроки - это бесплатно!

Керамические материалы обладают поликристаллической структурой, их получают в результате формования и тепловой обработки глин с добавками.

 

Основы производства

Сырьё. Основным сырьевым компонентом керамических строительных материалов является глина – осадочная горная порода, состоящая из природных водных алюмосиликатов с различными примесями.

Глина, замешанная с определённым количеством воды, образует глиняное тесто, обладающее связностью и пластичностью, способное в процессе обжига образовывать прочный искусственный камень.

Технология производства керамических материалов связана с характеристиками используемых глин (огнеупорность; содержание AlO  и красящих оксидов в прокалённом состоянии, водорастворимых солей, включений размером более 0,5 мм; размер включений; пластичность; температура спекания; содержание свободного кремнезёма; механическая прочность).

 

Основы технологии

Основные технологические операции при производстве керамических материалов включают:

  • подготовка сырья
  • дозировка
  • перемешивание
  • формование
  • сушка
  • обжиг

В процессе обжига образуется структура керамического материала, определяющая его свойства, в том числе прочность. Возможные дефекты при обжиге необратимы. Например, при отклонении от оптимальной для данного материала температуры обжига может быть пережог, при этом происходят потеря формы, оплавление поверхности. При недожоге ухудшаются основные показатели эксплуатационно-технических свойств.

Обработка лицевой поверхности керамических материалов связана с их видом и производится различными технологическими способами, среди которых выделяют: механическую обработку, ангобирование, глазурование, сериографию, шелкографию.

Механическая обработка предполагает использование специальных приспособлений, позволяющих получать рельефный рисунок в процессе формования материала или после него.

Ангобирование – нанесение механическим способом на лицевую поверхность белых или цветных жидких глиняных масс толщиной 0,25 – 0,4 мм. После обжига образуется матовое покрытие.

Глазурование – покрытие различными способами слоем жидкой глазури толщиной 0,15 – 0,3 мм. Глазури, состоящие из кварца, полевогошпата, каолина и других компонентов, образуют после обжига стекловидный слой, отличающийся блеском. Реже применяют глазури, позволяющие получать матовую фактуру – со слабым блеском.

Способ сериографии предполагает изготовление по фотоснимку рисунка сетки-трафарета, с помощью которой красящий состав наносят на материал, затем изделие глазуруют и обжигают.

Шелкография – нанесение орнаментированного рельефа глубиной до 1 мм при прессовании материала металлическим штампом с рисунком. Рельефный рисунок может быть получен также при пульверизации глазури на металлический трафарет, который устанавливают на высушенный материал.

 

Номенклатура

Среди керамических материалов, выпускаемых промышленностью, - стеновые материалы (кирпичи, камни, блоки), плитки и плиты, черепица, санитарно- технические, архитектурно-художественные изделия, а также материалы специального назначения: трубы, дорожный кирпич, кислото- и огнеупорные, теплоизоляционные, краски.

Кирпичи, камни и блоки отличаются размерами: камень больше кирпича по толщине, как правило в 2 раза и более, блоки значительно крупнее камней. Кирпичи и камни разделяют на полнотелые (керамическая масса заполняет весь объём изделия) и пустотелые (с технологическими пустотами, полученными в процессе формования). Блоки выпускают только пустотелые.

Плитки (длина и ширина до 150 мм) и плиты (более крупных размеров) используют для фасадов, внутренней облицовки стен, для покрытия полов. Например, для внутренней облицовки стен. Их форма весьма разнообразна: квадратные, прямоугольные, четырёх-, пяти-, шести- и восьмиугольные, фигурные, фасонные (угловые, карнизные, плинтусные).

Черепица для кровли производится из легкоплавких глин различных размеров и типов – рядовая, коньковая, разжелобочная, концевая, специальная

Санитарно-технические керамические изделия (ванны, раковины, унитазы, умывальники) изготавливают из фаянса, полуфарфора и фарфора.

Различный рельеф, в том числе рельеф сложного профиля, имеют изделия архитектурно-художественной керамики, используемые для внешней и внутренней художественной отделки. Эти изделия бывают одно- и многоцветными. В качестве красителей используют различные цветные глины, хромистый железняк, марганцевую руду.

Неглазурованные изделия называют архитектурной терракотой.

Способ формования предполагает получение индивидуальных изделий со сравнительно сложным и глубоким рельефом.

Керамические трубы применяют для дренажных (мелиоративных) систем и отвода сточных и щелочных вод.

Для изготовления дорожного кирпича применяют тугоплавкие глины. Кроме дорожного строительства, его применяют для устройства тротуаров, полов промышленных зданий.

Кислотоупорные керамические материалы (кирпич, плитки, трубы и фасонные части к ним) получают из глин, которые не содержат примеси, понижающие химическую стойкость (например, гипс, карбонаты).

Огнеупорные керамические материалы применяют при строительстве промышленных печей, топок и оборудования, работающих при температуре 1580 – 1770 ºС.

Большая пористость керамических теплоизоляционных материалов создаётся путём введения в глиняную массу пенообразователей и выгорающих добавок. Специальные теплоизоляционные материалы отличаются высокой прочностью и возможностью применения в условиях температур до 900 ºС.

Керамические краски – смеси жаростойких минеральных пигментов с легкоплавкими стеклами (надглазурные краски) или с керамическими массами и глазурями (подглазурные краски). Указанные составы после обжига материала обладают ярким и сочным цветовым тоном, высокой стойкостью к действию света и различных климатических факторов.

 

Свойства

Эксплуатационно-технические свойства керамических материалов непосредственно связаны с характером их структуры, образующейся в процессе обжига. Выделяют материалы с пористым и плотным черепком. Большинство керамических материалов имеют пористую структуру (кирпич, черепица, плиты и плитки для облицовки стен). Пористость их обычно более 30%. Номенклатура материалов с плотным черепком ограничена. К ним относятся, например, кислотоупорный кирпич, фарфоровые изделия.

Прочность керамических материалов также связана с пористостью их структуры. Так, различают следующие марки кирпича керамического в зависимости от предела прочности при сжатии в кгс/см²: 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Но кирпич дорожный – материал с плотным черепком – имеет более высокие марки – 400, 700, 1000.

 

Эстетические свойства керамических материалов связаны с видом и составом используемого сырья (в первую очередь глину), параметрами различных технологических переделов и могут регулироваться в процессе производства.

Большинство месторождений глин содержит оксиды железа в количестве, обеспечивающем керамическим стеновым материалам различные оттенки красного цвета. При наличии в глинах большого количества известковых включений изделия приобретают светло-коричневые и бежевые тона. Добавляя в глиняную массу из светложгущихся глин минеральные красители, можно получать керамические изделия разных цветов и оттенков. Красные тона получаются при наличии оксидов железа, коричневые – марганцевых руд, серые – хромистых. Цвет изделия заметно изменяется при добавлении к светложгущейся глине обычного легкоплавкого суглинка. При обжиге изделия могут приобретать также темно-серый или даже чёрный цвет.

Рельефный рисунок получают при обработке лицевой поверхности керамических стеновых материалов в процессе формования специальными валиками, щётками, гребёнками или горизонтальными струнами. Применяют валики с тупыми или острыми выступами щетки из грубой или тонкой проволоки. Для отделки материалов, имитирующей древесную кору, используют горизонтальную струну, срезающую тонкий слой с поверхности глиняного бруса, с помощью стержней разделяют срезанный слой глины на продольные равные волокна, затем гладким валиком прижимают образовавшиеся волокна к брусу.

Керамические стеновые материалы отделывают также методом торкретирования сухой минеральной крошки на лицевую поверхность. Минеральная крошка вдавливается в тело глиняного бруса, образуя ориги нальные зернистую фактуру и цвет. Для торкретирования можно использовать кварцевый песок, шамот, бой стекла, отходы производства фарфора и фаянса, керамических плиток.

Санитарно-технические изделия покрывают прозрачной или глухой (белой или цветной) глазурью. Их эстетические характеристики связывают, в частности, с белизной, вызываемой рассеянным отражённым светом.

При оценке внешнего вида керамических материалов фиксируют размеры и возможные дефекты. На лицевой поверхности кирпича и камня лицевого не допускаются отколы. В том числе от известковых включений и другие дефекты, видимые с расстояния 10 м на открытой площадке при дневном освещении.

Санитарно-технические изделия не должны иметь отклонений от заданной формы.

В зависимости от вида дефектов изделия оценивают с помощью металлических измерительных инструментов, контрольных шаблонов, мерного увеличительного стекла и визуально.

Оценка эффективности керамических материалов в архитектуре связывается с положительным опытом  их применения в течении многих лет. С эстетической точки зрения важны ощущения чистоты глазурованных изделий, «теплоты» материалов красного цвета различных оттенков, «штучности» керамического кирпича, плиток и плит, оставляющей впечатление «ручной» работы.

Следует отметить, что керамические материалы экологически безопасны.


Помощь в написании и оформлении работ за 1 день Подробнее