--PAGE_BREAK--1.2. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИКИ
Сырьевая масса для изготовления керамических материалов состоит из пластичных материалов (глин) и непластичных (отощающих и выгорающих добавок, плавней и др.). Глины обеспечивают получение удобоформуемой связной массы и после обжига прочного и водостойкого черепка. Непластичные добавки улучшают технологические свойства сырьевой массы (облегчают сушку, уменьшают усадку и снижают температуру обжига) и придают материалу желаемые свойства (пористость, теплопроводность и т. п.).
• Глины — основной сырьевой компонент керамики — осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов — водных алюмосиликатов различного состава (каолинит А12О3 2SiO22Н2О, монтмориллонит Al2О3 4SiO2 nН2О и др.). Размер частиц глинистых материалов не превышает 0,005 мм; преобладающая форма частиц — пластинчатая. Благодаря своей гидрофильности и огромной площади поверхности глинистые частицы активно поглощают и удерживаю! воду. Именно глинистые минералы придают глине ее характерные свойства: пластичность при увлажнении, прочность при высыхании и способность к спеканию при обжиге.
Кроме глинистых минералов в глине содержатся более крупные частицы: пыль (0,005...0,16 мм) и песок (0,16...5 мм). Они состоят из кварца, карбонатов кальция и магния и других минералов. Эти компоненты глин Также влияют на ее технологические свойства и качество готовых изделий..
Глины, как сырье для керамики, оценивают комплексом свойств: пластичностью, связующей способностью, отношением к сушке и к действию высоких температур.
Пластичность -способность глиняного теста деформироваться под действием внешних механических нагрузок без нарушения сплошности и сохранять полученную форму после прекращения воздействий. Пластичность глин объясняется тем, что при увлажнении глины на поверхности глиняных частиц появляются тончайшие слои адсорбированной воды. Эти слои, с одной стороны, обеспечивают возможность скольжения частиц друг относительно друга, а с другой, связывают эти частицы силами поверхностного натяжения, что обеспечивает сохранение формы изделий после формования. Превалирование того или другого эффекта зависит от количества адсорбированной глиной воды. Пластичность оценивается количеством воды, необходимой для получения из глины удобоформуемой массы. Высоко пластичные глины имеют высокую водопотребность и, как следствие, большую усадку при сушке:
Типы глины
Водопотребность, %
Усадка при сушке, %
Высокопластичная Средней пластичности Малопластичная
>28
20...28
10...15
7...10
5...7
Скорость сушки увлажненной глины определяется не скоростью испарения влаги с поверхности отформованного изделия, а скоростью миграции воды внутри глиняной массы от центра к поверхности. Глина, будучи материалом «водонепроницаемым», тормозит продвижение влаги через свою толщу, чем замедляет сушку.
Чем больше в глине частиц глинистых минералов, тем она больше требует воды, больше набухает, но труднее сохнет и дает большую усадку. Такие глины называют «жирными». Глины, содержащие много песчаных частиц, характеризуются небольшой усадкой и набуханием, достаточно легко сушатся, но пластичность, т. е. формовочные свойства, у нее пониженная. Такие глины называют «тощими».
Таким образом, для получения требуемой сырьевой массы для керамики нужно выполнить два противоречивых друг другу условия: смесь должна хорошо формоваться и легко сушиться.
Смеси с оптимальным соотношением глинистых и песчаных частиц получают, добавляя в жирную глину отощающие добавки. Кроме песка для этих целей используют золы ТЭС, шлаки и другие материалы.
Спекаемостъ — способность глины при обжиге переходить в кам-невидное состояние, в котором она совершенно не размокает в воде, объясняется следующим. При нагреве до 900...1200° С в глине последовательно начинают протекать химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:
• удаление химически связанной воды (500...600° С);
•разложение обезвоженной глины на оксиды А12О3 и 5Ю2
(800...900° С);
• образование новых водостойких и тугоплавких минералов (сил
лиманита А12О3 SiO2и муллита ЗА12О3 22 (1000...1200° С);
•образование некоторого количества расплава из легкоплавких материалов глины (900… 1200° С).
Образование прочного черепка происходит за счет эффекта склеивания твердых частиц глины образовавшимся расплавом. При этом за счет сил поверхностного натяжения этого расплава происходит уменьшение объема материала, называемое огневой усадкой. В зависимости от вида глин огневая усадка составляет 2...6 %.
Полной усадкой называют сумму воздушной и огневой усадки; она обычно находится в пределах 6...18 %. Полную усадку необходимо учитывать при формовании сырцовых заготовок для получения изделий с заданными размерами.
Огнеупорность —- свойство материалов, в том числе и глин, выдерживать действие высоких температур без деформаций.
Различные глины требуют определенных температур обжига и соответственно изделия из них имеют различную огнеупорность. По этому признаку глины делят на легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные.
Легкоплавкие глины, содержащие большое количество примесей, плавятся при температуре ниже 1350° С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют кирпич, стеновые камни и черепицу.
Тугоплавкие глины, содержащие незначительное количество примесей, плавятся при температуре 1350… 1580° С. Применяют их для изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб.
Огнеупорные глины, почти не содержащие примесей, плавятся при температуре выше 1580° С. Их применяют для производства огнеупорных материалов.
Отощающне материалы вводят в состав керамической массы для снижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. Они улучшают сушильные свойства глин. В качестве отошающих добавок используют песок, шамот, дегидратированную глину, золы ТЭС, гранулированные шлаки.
Шамот — зернистый (0,14...2 мм) материал, получаемый измельчением предварительно обожженной до температуры спекания глины. Его можно заменить измельченным браком керамических изделий. Шамот из огнеупорных глин используют для изготовления огнеупоров.
Дегидратированную глину получают нагревом до 650...750° С. При удалении кристаллизационной химически связанной воды глина необратимо теряет свойство пластичности.
Гранилурованный доменный шлак и золы ТЭС — отощители глин, используемые при производстве кирпича и другой грубой керамики. Это эффективный путь утилизации промышленных отходов.
Порообразующиедобавки вводят в смесь для снижения плотности и, соответственно, теплопроводности керамических изделий. Для этого используют вещества, которые при обжиге:
•диссоциируют с выделением газа, например, СО2 (молотый мел,
доломит и т. п.);
•выгорают (древесные опилки, угольный порошок и т. п.).
Такие добавки одновременно являются и отошающими.
Пластифицирующие добавки — высокопластичные глины, а также
поверхностно-активные вещества — пластификаторы СДБ, ЛСТ и др.
Плавнидобавляют в глины в тех случаях, когда желательно понизить температуру ее спекания. В этом качестве используют полевые шпаты, железную руду, тальк и т. п.
Глазури и ангобы — отделочные слои на облицовочных керамических изделиях.
Глазури — стеклообразные лицевые покрытия различного цвета, прозрачные или глухие. Их получают нанесением на поверхность готовых изделий порошка из стекольной шихты и закреплением обжигом до плавления.
Ангобы — лицевые покрытия, выполненные из цветных глин, нанесенных на поверхность сырцовых изделий. В отличие от глазури ангоб не дает при обжиге расплава, а образует матовое керамическое покрытие.
Одна из главных проблем при глазуровании и ангобировании — обеспечение максимальной близости свойств (главным образом КЛТР) изделия и отделочного слоя во избежание растрескивания и отслоения отделочного слоя. Характерным видом брака подобного рода является цек — частая сетка трещин на поверхности глазури.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.3. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ КЕРАМИКИ
Все разнообразие керамических материалов производится в принципе по однотипной схеме, включающей в себя следующие переделы: добычу сырьевых материалов, подготовку сырьевой массы, формование изделий, сушку и обжиг.
Однако для получения изделий с различной структурой черепка и различной конфигурации применяют разные методы формования: литье, пластическое формование, полусухое и сухое прессование. В зависимости от метода формования производят подготовку сырьевой массы.
Основные изделия строительной керамики — кирпич и керамические камни, а также некоторые виды керамических плиток, черепицы и труб производят методом пластического формования- Этот метод формования наиболее прост и получил наибольшее распространение. Ниже рассмотрена схема производства керамики с использованием метода пластического формования на примере производства кирпича.
Производство кирпича методом пластического формования ведется на хорошо проработанной пластичной массе с влажностью 15...25 % из легкоплавких глин средней пластичности, содержащих 40...50 % песка.
Рис.5.1. Ленточный вакуумный пресс:
1— винтовой вал; 2— конусная головка; 3~ мундштук; 4— глиняный брус; 5— нож; 6— вакуумная камера; 7— решетка; 8~ винтовой конвейер
Подготовка сырья в старину велась «естественным» образом: глина, добытая в карьере, в течение 1...2 лет выдерживалась в буртах под открытым небом. Периодическое намокание, замораживание и оттаивание разрушало природную структуру глины, вымывало из нее, соли (вспомните белые высолы на современном кирпиче). После этого глину обрабатывали на глинорыхлителях и камнеотделительных валках и доводили до требуемой пластичности добавлением воды.
В настоящее время глину увлажняют паром и интенсивно обрабатывают на бегунах, дезинтеграторах и валках (это в какой-то мере заменяет вылеживание) до получения пластичной удобоформуемой массы без крупных каменистых включений (кусочки СаСО3 должны быть удалены или измельчены в порошок).
Качество массы и будущих изделий зависит от тщательности проработки сырьевых компонентов.
Формование кирпича-сырца производят на ленточном прессе (рис. 5.1). Увлажненная и тщательно размятая глиняная масса продавливается винтовым конвейером 8 через решетку 7 в вакуумную камеру 6, где жгуты глины разбиваются вращающимся ножом 5 для удаления воздуха из глиняной массы. Далее масса винтовым валом 1 подается в конусную головку 2 пресса, где окончательно уплотняется и продавливается сквозь формующую часть пресса — мундштук 3. Мундштук придает глиняной ленте, выходящей из пресса, определенную высоту и ширину. В мундштуке могут быть установлены керны, образующие
каналы в выдавливаемой ленте; так получают пустотелый кирпич и трубы.
Глиняная лента нарезается автоматическим устройством на кирпич-сырец. Размер таких кирпичей несколько больше требуемого, так как в процессе последующей обработки глина дважды (при сушке и при обжиге) претерпевает усадку, достигающую 10… 15 %.
Сушка — важный и сложный этап производства кирпича. Главная трудность сушки массивного кирпича-сырца в том, что в глине перенос влаги затруднен (глина — водонепроницаемый материал), и поэтому быстрое высыхание глины с поверхности приводит не к ускорению сушки, а к растрескиванию кирпича-сырца. Это происходит из-за того, что поверхностный слой дает усадку при высыхании (до 7...10 %), а влажное ядро препятствует ей. Простейший способ предохранить кирпич от растрескивания — сушить его медленно, так, чтобы скорость испарения воды не превышала скорости ее миграции из внутренних слоев. Но этот путь снижает темпы производства.
Ускорить сушку можно, вводя в сырьевую смесь вещества, облегчающие миграцию влаги к поверхности (например, опилки), или путем формования в кирпиче сквозных отверстий. Улучшение условий сушки пустотелого кирпича — залог более высокого качества материала.
При влажности кирпича-сырца 6...8 % его можно подавать на обжиг.
Для обжига используют печи различной конструкции от самых старых кольцевых, в которые кирпич укладывают и вынимают вручную, и до современных туннельных и щелевых, где кирпич обжигается в процессе продвижения его по печи. Температура обжига зависит от состава сырьевой массы и обычно находится в пределах 950...1000° С. Необходимую температуру обжига следует строго выдерживать.
Полусухой способ производства кирпича отличается от пластического тем, что глина влажностью 6...7 % измельчается в порошок, из которого на специальных прессах поштучно формуется кирпич-сырец. Такой сырец не требует сушки — его сразу же после формования можно обжигать. Так как кирпичи полусухого прессования (рис. 5.2, б) получаются более плотными, в них делают несквозные пустоты (так называемый пятистенный кирпич). Кирпич полусухого прессования имеет гладкие грани и значительно меньше дефектов, чем кирпич пластического формования, но в то же время он менее морозостоек.
Относительно небольшой выпуск кирпича полусухого прессования объясняется сложностью прессов для формования сырца и невысокой их производительностью.
Производственные дефекты. Из-за слишком быстрой сушки и нагрева при обжиге кирпич деформируется и на его поверхности появляются трещины.
При недостаточной температуре обжига получается недожженный кирпич (недожог) алого цвета, который не применяют из-за низкой прочности, водо- и морозостойкости.
При слишком высокой температуре обжига получается пережженный фиолетово-бурый кирпич (пережог — «железняк») повышенной плотности, с оплавленной поверхностью и искаженной формой.
У керамических изделий встречается скрытый дефект, называемый «дутик», который может проявиться не сразу, а после того, как кирпич (камень) достаточное время находился во влажном состоянии. В этом случае происходят выколы и разрушение поверхности. В месте откола хорошо виден белый порошок или белая тестообразная масса.
Причина таких дефектов — небрежность подготовки сырьевой массы. Если в исходном сырье встречаются куски известняка или другой карбонатной породы состава СаСО3, то в случае, когда сырьевая масса не измельчается достаточно тонко, в свежеотформованном изделии могут оказаться кусочки известняка размером 1...5 мм. При обжиге они превращаются в оксид кальция (негашеную известь);
СаСОз → СаО + СО3И↑
Негашеная известь при контакте с водой превращается в гидроксид кальция («гасится») с увеличением в объеме. Это приводит к выколам и разрушению изделий.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.4. СТЕНОВЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Основная область применения керамики в строительстве — материалы для ограждающих конструкций: стеновые (кирпич и керамические камни) и кровельные (черепица). Этот вид керамики за много сотен лет применения хорошо зарекомендовал себя во всем мире.
Стеновые материалы — это кирпич и камни (последние отличаются от кирпича большими размерами). Самые первые постройки из кирпича обнаружены в Древнем Египте и Ассирии и относятся к Ш—Iтысячелетию до н. э. Этот кирпич имел в плане форму, близкую к квадратной, со сторонами 300...650 мм и толщиной 30...80 мм. Подобный кирпич позже применялся в Древней Греции и Византии, где его называли «плинфа» (от гр. рНткоз — кирпич). Плинфа использовалась и в древнерусском зодчестве. Так, при строительстве Софийского собора в Киеве использовалась плинфа размером около 400 х 400 см и толщиной 30...40 мм. Такая форма древнего кирпича объясняется, видимо, в основном технологическими причинами: проще формовать и легче сушить.
Только в XVв. плинфу сменил похожий на современный «Аристотелев кирпич» (289 х 189x67 мм). Первый российский кирпич, предусматривавший перевязку швов, был «Государев кирпич». В современных размерах кирпич был узаконен стандартом в 1927 г. Какого-либо общемирового стандарта на размеры кирпича не существует. Однако размеры и масса кирпича лимитируются размером и силой человеческой руки.
Кирпич керамический обыкновенный. Всоответствии с действующими стандартами кирпич выпускают обыкновенный размером 250 х 120 х х 65 мм; реже производится утолщенный — 250 х 120 х 88 мм и модуль-ный~ 288 х 138 х 65 мм. Поскольку масса одного кирпича не должна превышать 4,3 кг, то утолщенный и модульный кирпичи обычно делают с пустотами; кирпич полусухого прессования также производится с пустотами (но пустоты в нем конические и несквозные) (рис. 5.2, б).
Приняты следующие названия граней кирпича (рис. 5.2, а): большая
—постель 1, боковая длинная — ложок 2, торцовая — тычок 3.
Плотность обыкновенного полнотелого керамического кирпича
—1600… 1800 кг/м3; пористость — 28...35 %; водопоглощение не менее 8%.
Основная характеристика качества кирпича — марка по прочности, определяемая по результатам испытания кирпича на сжатие и изгиб. Установлено 8 марок: от 75 до 300 (табл. ,5.1).
Методика испытания кирпича для определения его марки дана в лабораторной работе № 5.
По морозостойкости для кирпича установлены четыре марки: Р15, Р25; Р35 и Р50. При оценке морозостойкости испытания на «замораживание — оттаивание» проводят до появления внешних повреждений (трещин, отколов, шелушения поверхности), не допускаемых стандартом.
Рис. 5.2. Кирпич керамический обыкновенный пластического (о) и полусухого формования: 1 — постель; 2 — ложок; 3 — тычок
Таблица 5.1. Марки керамического кирпича по прочности
Марка кир-
Предел прочности, МПа, не менее
пича
при сжатии
при изгибе
для всех видов кирпичей
для полнотелого кирпича пластического формования
для полнотелого кирпича полусухого прессования и пустотелого кирпича
средний из 5 образцов
гшп
средний из 5 образцов
гшп
средний из 5 образцов
111111
300
30,0
25,0
4,4
2,2
3,4
1,7
250
25,0
20,0
3,9
2,0
2,9
1,5
200
20,0
17,5
3,4
1,7
2,5
1,3
175
17,5
15,0
3,1
1,5
2,3
1,1
150
15,0
12,5
2,8
1,4
2,1
1,0
125
12,5
10,0
2,5
1,2
1,9
0,9
100
10,0
7,5
2,2
1,2
1,6
0,8
75
7,5
5,0
1,8
0,9
1,4
0,7
Стандарт допускает довольно большие отклонения в размерах и форме кирпича, которые объясняются большой и неравномерной усадкой кирпича в процессе изготовления. Кирпич считается удовлетворяющим стандарту, если отклонения по размерам и форме не превышают:
по длине ± 5 мм, ширине ± 4 мм, толщине + 3 мм;
непрямолинейность граней и ребер, не более: по постели — 3 мм, по ложку — 4 мм;
сквозные трещины на ложковой и тычковой гранях — не более одной при протяженности ее по постели не более 30 мм;
отбитости и притупленности ребер и углов — не более двух глубиной более 5 мм и длиной 10...15 мм.
Обыкновенный керамический кирпич благодаря достаточно высоким показателям физико-механических свойств и долговечности широко применяют в современном строительстве для кладки наружных и внутренних стен зданий, фундаментов, дымовых труб и других конструкций.
Кирпич полусухого прессования нельзя применять для кладки цоколей, фундаментов и наружных стен влажных помещений.
На складах кирпич хранят в штабелях высотой до 1,6 м, уложенным на ребро (ложковую грань).
При механизированной погрузке, разгрузке и транспортировании используют деревометаллические поддоны, на которые кирпич укладывают на ребро с перевязкой или «в елочку» (с наклоном в 45° к центру пакета). Чтобы уложить кирпич «елочкой», к торцам поддона прибивают треугольные бруски. Благодаря такой укладке пакеты с кирпичом можно перевозить на обычных автомобилях без дополнительных креп- лений. Погрузку, разгрузку и подачу пакетов на рабочее место выполняют с применением специальных футляров. Без поддонов кирпич перевозят уложенным в штабель с перевязкой; транспортирование навалом запрещается, так как при этом много кирпича бьется.
Пустотелый кирпич и керамические камни. У обыкновенного керамического кирпича есть два существенных недостатка: относительно высокая плотность (1600...1800 кг/м3) и небольшие размеры. Высокая плотность предопределяет и большую теплопроводность кирпича, и, как следствие, большую толщину стен (в средней полосе России традиционная толщина стен 51 и 64 см) и их большую массу.
Небольшой размер обыкновенного кирпича объясняется двумя причинами:
•масса кирпича, укладываемого вручную, не должна превышать
4,3 кг;
•получение крупного массивного керамического изделия затруд
нительно, так как сушка и обжиг таких изделий протекает долго и, как
правило, сопровождается большими деформациями и растрескиванием
изделий.
Рис.5.3. Кирпич керамический пустотелый и керамические камни:
а — кирпич с 18 пустотами (пустотность 27 и 36 %); 6— кирпич с 28 пустотами (лустотность 32 и ); в — камень с 7 пустотами (пустотность 25 и 33 %); г — камень с 18 пустотами (пустотность 27 и 36 %); д — укрупненный камень для кладки стены в «один камень» (пустотность 45 %)
Рис.5.4. Некоторые виды экструзионных керамических камней с горизонтальными пустотами:
а — камень с 11 пустотами; б — камень с тремя пустотами; в — укрупненный камень с 30 пустотами и пустотой для захвата при кладке (обшая пустотноетъ 45 %)
Решение этих проблем возможно путем формования крупноразмерных керамических изделий со сквозными пустотами. Наличие пустот не только снижает массу и, соответственно, плотность изделий, но и ускоряет и облегчает процессы сушки и обжига, так как изделие прогревается быстрее и равномернее через наружные и внутренние поверхности. А именно неравномерность влажности и температуры по сечению изделия вызывают коробление и растрескивание. Поэтому пустотелые камни и кирпич имеют меньше дефектов и прочность их, несмотря на большой процент пустот (до 45 %), такая же, как у полнотелого кирпича.
Эти же пустоты снижают плотность кирпича и камней до 1400… 1200 кг/м3 и, соответственно, теплопроводность до 0,6...0,4 Вт/(м К). За пустотелым кирпичом и камнями укрепилось название «эффективная керамика».
Рис.5.5. Традиционные вилы черепицы:
а — голландская; 6 — татарская
Пустотелыми считаются кирпич и камни, объем пустот которых более 13 %. Форма и размер пустот могут быть различными (рис. 5.3). Расположение пустот преимущественно 8 вертикальное, но допустим выпуск кирпича и камней с горизонтально расположенными пустотами (рис. 5.4).
Керамическими камнями называют штучные стеновые изделия размером от 250 х 120 х х138 мм (сдвоенный по высоте кирпич) и до укрупненных камней 510 х 260 х 219 мм для кладки стен в «один камень». Применение керамических камней позволяет значительно ускорить кладочные работы.
Прочностные свойства (марки) и морозостойкость пустотелых кирпича и камней такие же, как у обыкновенного керамического кирпича.
Дополнительное снижение плотности и улучшение теплотехнических показателей керамического кирпича и камней можно достичь, включая в сырьевую массу выгорающие добавки (опилки, угольную мелочь и т. п.) или вспенивая глиняную массу. Используя технологию поризации керамического черепка, ЗАО «Победа-Кнауф» (Санкт-Петербург) организовало производство пустотелых керамических камней (250 х 120 х 142 мм) с плотностью 950 кг/м3 и маркой по прочности 150 и 200 (кгс/см2) при морозостойкости не ниже Р35; а крупноформатные блоки того же предприятия размером 510 х 260 х 219 мм имеют пустотность 52 % и среднюю плотность 800 кг/м3 (на 20 % легче воды); марка блоков по прочности 50...100 (кгс/см2) и морозостойкость не ниже Р35. Теплопроводность кладки из таких блоков 0,20 Вт/(м К), что в 4 раза ниже, чем из полнотелого кирпича.
Пустотелый кирпич и камни нельзя использовать для кладки фундаментов, подвалов, цоколей и других частей зданий, где они могут контактировать с водой. Замерзание воды, попавшей в пустоты кирпича или камней, сразу приводит к их разрушению.
Кровельные материалы. Керамическая черепица — старейший искусственный кровельный материал, применявшийся с давних пор практически во всех странах мира. Особенное распространение получила черепица в европейских странах, Японии, Китае; при этом форма и цвет черепицы у разных народов были различными. До сих пор используют старинные виды черепицы: желобчатую «татарскую», волнистую «голландскую» (рис. 5.5) и др.
Современная керамическая черепица в зависимости от способа производства и конфигурации бывает (рис. 5.6) штампованная пазовая, ленточная пазовая и ленточная плоская. Для коньков и перегибов крыши выпускают черепицу специальной формы.
Сырьем для черепицы служат кирпичные глины, только качество их подготовки должно быть выше. Ленточную черепицу формуют на таких же прессах, как кирпич. Штампованную прессуют поштучно. В остальном технология черепицы аналогична технологии кирпича.
Черепичная кровля декоративна и очень долговечна. Недостатки ее: большой вес и трудоемкость устройства. Черепица требует мощной стропильной системы; минимальный угол наклона кровли 30° (для желобчатой, укладываемой на растворе,— 15°).
Рис.5.6. Современные виды черепицы и схемы ее укладки на кровлю:
а – штампованная пазовая; б— ленточная пазовая; в — ленточная плоская; г – коньковая.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.5. ОТДЕЛОЧНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Керамика в роли отделочного материала применяется издавна и очень широко. Это объясняется как декоративностью керамики, так и ее стойкостью и долговечностью.
Облицовка керамикой не только придает декоративность, но и защищает конструкцию от внешних воздействий.
Различают отделочную керамику для наружной и внутренней облицовки, а также для покрытия полов. Для каждой области применения используют керамику с различным строением черепка (плотным или пористым) и соответственно с разными свойствами.
Материалы для наружной облицовки знаний и сооружений включают в себя лицевой кирпич, крупноразмерные облицовочные плиты и архитектурные детали (терракоту) и плитки различных размеров.
Лицевой кирпич отличается от обычною тем, что у него ложок и тычок (или 2 тычка) имеет повышенное качество поверхности: гладкая без дефектов поверхность, ровная окраска, возможна рельефная обработка поверхности или ее офактуривание (глазурование, ангобирование). Лицевой кирпич изготовляют как из беложгущихся, так и из красножгущихся глин. Придание требуемого цвета возможно окрашивающими добавками (оксиды железа, марганца и т. п.)- Сырьевая масса для лицевого кирпича готовится более тщательно: недопустимо присутствие крупных каменистых включений, особенно известняковых.
Марки лицевого кирпича такие же, как и у обычного; морозостойкость несколько выше: не ниже Р25. Как правило, лицевой кирпич — пустотелый.
Лицевым поверхностям кирпича можно придавать рельеф обработкой влажных сырцовых заготовок гребенками или рельефными валками.
Декорируют лицевой кирпич ангобированием и двухслойным формованием. Эти методы позволяют экономить дефицитные беложгущиеся глины.
Особенно декоративен глазурованный кирпич. Глазурь позволяет получать любые цветовые оттенки и сохранять их яркость в течение длительного времени; она почти не загрязняется и легко моется. Долговечность такой отделки — десятки и даже сотни лет.
Для зданий с кирпичными стенами отделка лицевым кирпичом — самый эффективный вид отделки, так как она одновременно является частью стены и выполняет все ее функции.
Керамические плиты для фасадной отделки выпускают в широком ассортименте размеров, цветов и фактуры поверхности.
Коврово-мозаичная плитка очень облегчает отделку стен путем простого втапливания ковра в раствор (или бетон) и последующего смывания бумаги после затвердевания раствора. Такая отделка может производиться как на заводе одновременно с формованием стеновых панелей, так и в построечных условиях по свежеуложенной штукатурке. Плитки керамические фасадные применяют для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, подземных переходов и других элементов зданий и сооружений. Плитки выпускают различных размеров (от 120 х 65 до 300 х 200 мм), цветов и фактуры поверхности. Плитки изготовляют методом полусухого и пластического прессования. Морозостойкость плиток Р35 и Р50. Тыльная сторона плиток имеет рифление для обеспечения сцепления с раствором (бетоном) (рис. 5.7).
Крупноразмерные керамические плиты выпускают с плотным черепком (водопоглощение менее 1 %) размером от 500 х 500 до 1000 х 1000 мми толщиной 6...10 мм. Эти плиты крепят на фасаде с помощью металлических раскладок. Один из вариантов таких плит называют керамическим гранитом.
Терракота (от лат. (terra
cotta— жженая земля) — крупноразмерные облицовочные изделия в виде плит, частей колонн, наличников и других архитектурных деталей.
Терракота возникла в Древней Греции, как замена облицовки из натурального камня. Впоследствии в различные исторические периоды терракота многократно входила в моду и широко использовалась в строительстве. Последний период увлечения терракотовой облицовкой в нашей стране пришелся на 40—50-е годы. В этот период терракотовые плиты и архитектурные детали использовались для облицовки зданий московского университета (МГУ), всех высотных домов в Москве и многих многоэтажных жилых домов того периодав Москве Киеве и других крупных городах.
Терракота — очень долговечный и декоративный облицовочный материал, незначительно уступающий природному камню по свойствам, но значительно менее трудоемкий в производстве. Терракотовые изделия формуются из пластичных глиняных масс: плиты на ленточных прессах, а архитектурные детали с помощью форм (гипсовых, деревянных и металлических). Физико-механические показатели терракотовых изделий: марка по прочности — не ниже 100 (кгс/смг), морозостойкость не менее F50.
а б
Рис 5.7 плитка керамическая фасадная:
а — лицевая сторона; б — тыльная сторона
Рис. 5.8. Печной изразец (кафель) (вид с тыльной стороны)
Плитку для внутренней облицовки выпускают разнообразных типоразмеров. Чаще других используют плитку размером 150 х 150 мм и разнообразные элементы к ней — уголки, фризы и т. п. Такую плитку часто называют «кафельной». Это название пошло от фаянсовых изделий коробчатой формы с глазурованной поверхностью (от нем. Каске1— глиняная плошка), использовавшихся в XVII—XIXвв. для облицовки печей в жилых и общественных зданиях; по-русски их называли «изразцы» (от старослав. образшпь — украсить) (рис. 5.8).
Плитки для внутренней облицовки имеют пористый черепок и с лицевой стороны покрыты глазурью. Глазурь не только придает декоративный вид, но и делает плитки водостойкими и химически стойкими и гигиеничными. Такие плитки широко применяются для облицовки стен санитарно-технических узлов и кухонь в жилых и общественных зданиях, в больницах, на предприятиях пищевой и химической промышленности, вестибюлей и лестничные клеток (рис. 5.9). Нельзя использовать такие плитки для настилки полов (глазурь легко царапается) и для наружной облицовки (пористый черепок зимой быстро разрушится).
Плитку для полов изготовляют из тугоплавких глин методом сухого или полусухого прессования, обжигая их до полного спекания. Такие плитки почти не имеют пор и практически водонепроницаемы. В соответствии со стандартом их водопоглощение не должно быть выше 4 % (как правило, оно не более 1...2 %). Такие плитки часто называют «метлахские» (от названия немецкого города Mettlach, где было одно из первых производств подобных плиток).
Плитки могут быть окрашены в массе или иметь окрашенным только верхний слой. Поверхность плиток большей частью гладкая, но производят плитки и с фактурной поверхностью (например, имитирующие грубо-обработанный камень или древесину). Плитки отличаются высокой износостойкостью и прочностью, стойки к действию воды и химических реагентов, декоративны и легко моются. Размеры плиток от самых мелких (23 х 23 мм) мозаичных до плиток среднего размера (300 х 300 мм). Среди материалов для полов керамическая плитка отличается высоким теплоусвоением: такое покрытие пола называют «холодным».
В странах с теплым климатом (Южная Европа, Египет, Сирия и т. п.) полы из керамической плитки применяют во всех помещениях, включая гостиные и спальные комнаты. В России полы из плиток принято устраивать в помещениях с сырым режимом эксплуатации и повышенными гигиеническими требованиями (санитарно-технические узлы, лаборатории, больницы, пищеблоки и т. п.). В настоящее время в связи с появлением подогреваемых полов круг помещений, где целесообразно применять керамические плитки для полов, будет расширяться.
Облицовка керамикой — один из самых экономически эффективных видов отделки фасадов и интерьеров зданий. Хотя первоначальная стоимость такой облицовки выше многих других видов отделки, но с учетом очень высокой долговечности керамики, в конечном счете, керамическая облицовка оказывается выгоднее. К несомненным достоинствам такой облицовки необходимо отнести архитектурную выразительность. Расчеты экологичности керамической облицовки также указывают, что она и с этой точки зрения оказывается одной из лучших.
Рис.5.9. Отделка стен и пола керамическими плитками
продолжение
--PAGE_BREAK--