Строительная керамика

Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин или их смесей с минеральными и органическими добавками путём формования, сушки и обжига.

Строительные керамические изделия классифицируют по 2-м признакам:

по структуре (степень спекания):

пористые (водопоглощение по массе более 5%, в среднем 8…20%). Это стеновые, кровельные, облицовочные материалы, дренажные трубы и т.д.;

плотные (водопоглощение по массе менее 5%, в среднем 1…4%). Это плитки для пола, дорожный кирпич, стенки канализационных труб и др. изделия.

по назначению:

стеновые (кирпич, керамические камни и панели из них);

кровельные (черепица);

облицовочные (лицевой кирпич, плитка и др.);

заполнители для лёгких бетонов (керамзит, аглопорит);

дорожные (клинкерный кирпич, плитки);

для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы);

санитарно-технические (умывальники, унитазы и т.п.);

теплоизоляционные (ячеистая керамика, диатомовые и др. изделия);

кислотоупорные (кислотоупорный кирпич, плитка, трубы и т.д.);

огнеупорные (шамотный кирпич и др.).

Сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются каолины и глины, применяемые в чистом виде, а чаще – в смеси с различными добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и др.).

Отощающие добавки вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге и предотвращения деформаций и трещин в изделиях. К ним относятся: дегидратированная глина, шамот, шлаки, золы, кварцевый песок.

Порообразующие добавки вводят для повышения пористости черепка и улучшения теплоизоляционных свойств керамических изделий. К ним относятся: древесные опилки, угольный порошок, торфяная пыль. Эти добавки являются одновременно и отощающими.

Плавни вводят с целью снижения температуры обжига керамических изделий. К ним относятся: полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк, песчаник, пегматит, стеклобой, перлит.

Пластифицирующие добавки вводят с целью повышения пластичности сырьевых смесей при меньшем расходе воды. К ним относятся высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества.

Специальные добавки. Для повышения кислотостойкости керамических изделий в сырьевые смеси добавляют песчаные смеси, затворенные жидким стеклом. Для получения цветной керамики в сырьевую смесь добавляют оксиды металлов (железа, кобальта, хрома и др.).

Некоторые виды керамических изделий для повышения санитарно-гигиенических свойств, водонепроницаемости, улучшения внешнего вида покрывают декоративным слоем - глазурью или ангобом.

Глазурь - стекловидное покрытие толщиной 0,1-0,2 мм, нанесенное на изделие и закрепленное обжигом. Глазури могут быть прозрачными и глухими (непрозрачными) различного цвета. Для изготовления глазури используют: кварцевый песок, каолин, полевой шпат, соли щелочных и щелочноземельных металлов. Сырьевые смеси размалывают в порошок и наносят на поверхность изделий в виде порошка или суспензии перед обжигом.

Ангобом называется нанесенный на изделие тонкий слой беложгущейся или цветной глины, образующей цветное покрытие с матовой поверхностью. По свойствам ангоб должен быть близок к основному черепку.

К керамическими свойствам глин относятся:

пластичность – способность глиняного теста изменять форму без разрыва и нарушения сплошности под действием внешних усилий и сохранять приданную форму после прекращения их действия. Пластичность зависит от вида и количества глинообразующих минералов в глине.

связующая способность – проявляется в связывании зёрен непластичных материалов (песка, шамота и др.), а также в образовании при высыхании достаточно прочного изделия – сырца.

спекаемость – способность глин при обжиге уплотняться с образованием камнеподобного материала (черепка).

усадка – уменьшение линейных размеров и объёма глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка).

огнеупорность – это свойство глин выдерживать действие высокой температуры без деформации и зависит от их состава. По огнеупорности глины подразделяются на 3 класса: огнеупорные (температура плавления t_пл >1580°С), тугоплавкие (t_пл= 1350…1580°С) и легкоплавкие (t_пл <1350°С).