Содержание
4.
Керамические материалы. Основные
этапы технологии. Свойства. Номенклатура
и область применения.
Керамическими называют материалы и изделия,
изготавливаемые путем формования и обжига
глинистого сырья. Искусство производства
керамических изделий с полным основанием
можно отнести к одному из древнейших: фрески
древнего Карфагена, выполненные из природного
камня с применением обожженной глины.
Высокие эксплуатационные показатели —
долговечность, декоративность, прочность, —
сравнительная простота технологических
приемов изготовления, разнообразие сырьевых
материалов, экологичность определяют
многоцелевое применение как для внутренней,
так и внешней отделки зданий и сооружений.
Общепринятая классификация керамических
материалов предопределяет их деление
в зависимости от пористой структуры. Согласно
этой классификации изделия делятся на пористые —
с водопоглощением, более 5%, и плотные (спекшиеся) —
с водопоглошением менее 5%.
Керамические строительные материалы
и изделия по их назначению в отделке зданий
и отдельных элементах подразделяются:
— на фасадные изделия — лицевой кирпич,
разного рода плитки;
— изделия для внутренней отделки — глазурованные
и неглазурованные плитки, фасонные изделия,
ковровая и мозаичная керамика;
— плитку для пола;
— изделия из фаянса и фарфора декоративного
назначения.
Основные технологические
операции при производстве керамических
материалов включают:
В процессе обжига образуется
структура керамического материала. Возможные
дефекты при обжиге необратимы. Например,
при отклонении от оптимальной температуры
обжига может быть пережог- происходит
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:
- 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, полевого шпата, каолина, образуя после обжига стекловидный слой.
- 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.
Номенклатура
Среди керамических материалов,
выпускаемых промышленностью являются:
Кирпичи, камни и
блоки отличаются размерами: камень
больше кирпича по толщине, блоки значительно
крупнее камней. Кирпичи и камни разделяют
на полнотелые (керамическая масса заполняет
весь объём) и пустотелые (с технологическими
пустотами). 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. 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 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.
Дорожный кирпич изготовляют из тугоплавкой
глины. Например: в дорожном строительстве,
для устройства тротуаров, полов промышленных
зданий.
Кислотоупорные керамические материалы (кирпич,
плитки, трубы и фасонные части) получают
из глин, которые не содержат примеси (гипс,
карбонаты).
Огнеупорные керамические материалы применяют
при строительстве промышленных печей,
топок и оборудования, работающих при
температуре 1580 – 1770 ºС.
Большая пористость теплоизоляционных
материалов создаётся путём введения
в глиняную массу пенообразователей и
выгорающих добавок. Отличаются высокой
прочностью и возможным применением в
условиях температур до 900 ºС.
Керамические краски – смеси жаростойких минеральных
пигментов с легкоплавкими стеклами (надглазурные
краски); с керамическими массами и глазурями
(подглазурные краски). Указанные составы
после обжига материала обладают ярким
и сочным цветовым тоном, высокой стойкостью
к свету и любых 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 более
30%. Номенклатура материалов с плотным
черепком ограничена (кислотоупорный
кирпич, фарфоровые изделия).
Прочность керамических материалов также
связана с пористостью их структуры. 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,
параметрами различных технологических
переделов и могут регулироваться в процессе
производства.
Большинство месторождений
глин содержит оксиды железа, обеспечивающим
керамическим стеновым материалам различные
оттенки красного цвета. При большом количестве
известковых включений изделие имеет
светло-коричневые и бежевые тона. Добавляя
в глиняную массу из светложгущихся глин
минеральные красители, можно получать
керамические изделия разных цветов и
оттенков. Коричневые – марганцевых руд,
серые – хромистых. Также темно-серый
или чёрный цвет при обжиге.
Рельефный рисунок получают
валиками, щётками, гребёнками или горизонтальными
струнами. Керамические стеновые материалы
отделывают также методом торкретирования
сухой минеральной крошки на лицевую поверхность
(кварцевый песок, шамот, бой стекла, отходы
производства фарфора и фаянса, керамических
плиток).
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. Керамические материалы экологически
безопасны.
15.
Технология изготовления строительных
материалов на основе древесных частиц
и минеральных вяжущих. Арболит, фибролит,
королит и др.
Строительным
вяжущим веществами называются порошкообразные
материалы, образующие при смешивании
с водой пластичную удобообрабатываемую
массу, со временем затвердевающую в прочное
камневидное тело.
Вяжущие
вещества в зависимости от состава, основных
свойств и области применения делятся
на группы:
Гидравлические
вяжущие – после затворения с водой
способны твердеть как на воздухе, так
и в воде. Эти вещества можно использовать
в наземных, подземных и гидротехнических
сооружениях, испытывающих воздействие
воды. В эту группу входят цемент, глиноземистый
цемент, пуццолановые цементы, шлаковые
цементы, цементы с наполнителями, расширяющиеся
цементы, гидравлическая известь.
Воздушные вяжущие – после смешивания с водой
эти вяжущие могут твердеть и длительно
сохранять и наращивать, прочность только
на воздухе. Применяются лишь в наземных
сооружениях, не подвергающихся действию
воды. В группу входят воздушная известь
(изготавливают в виде негашеной комовой,
негашеной молотой, карбонатной молотой,
гидратной (пушонка): строительный и формовочный
гипс, технический гипс, а к магнезиальным-каустические
магнезии и доломит), гипсовые вяжущие
вещества и магнезиальные вяжущие вещества.
Автоклавное твердение – твердеющие при автоклавной
(гидротермальной) обработке в течении
6-10 часов при давлении насыщенного пара
9-13 атм, относят известково-кремнеземистые
вяжущие, известково-белитовые вяжущие.
Кислотоупорные
вяжущие – после затвердевания на воздухе
могут длительное время сохранять прочность
при воздействии минеральных кислот, относят
кварцевый кремнефтористый цемент и тд.
Строительные детали на основе
вяжущих бывают различной формы и размеров,
начиная от небольших плиток и кончая
крупными элементами сборных железобетонных
конструкций. Твердение этих изделий протекает
при обычных или повышенных температурах.
Для получения изделий из вяжущих
веществ служат цемент, известь, гипс,
и реже магнезиальные вещества. В качестве
заполнителей применяют песок, гравий,
щебень, доменный и топливный шлаки, керамзит,
аглопорит, шлаковую пемзу. Вспученный
перлит, природную пемзу и тд.; армирующие
же материалом является и арматурная сталь,
асбест, древесные волокна.
Изделия из вяжущих веществ
можно разделить на следующие основные
группы:
- Бетонные и железобетонные
из обыкновенных, легких и ячеистых бетонов
на основе цементов;
- Асбестоцементные;
- Силикатные плотные и ячеистые
на основе извести;
- Гипсовые.
Добавки, вводимые для регулирования
свойств, изготовляемых из вяжущих веществ
растворов и бетонов и для экономии самих
вяжущих веществ, можно разделить:
- Активные минеральные (гидравлические),
повышающие плотность и стойкость вяжущих
веществ в пресных и сульфатных водах:
осадочного происхождения (диатомиты,
трепелы); вулканического происхождения
(пеплы, туфы); искусственно получаемые
(топливные золы и шлаки, обожженные глины).
- Наполнительные (микронаполнительные), позволяющие экономить цемент и повышать плотность бетона: горные породы (известняки, пески, глины); искусственные (промышленные отходы).
- Ускоряющие схватывание и твердеющие
вяжущих веществ (хлористый кальций, хлористый
натрий, поташ, молотая негашеная известь).
- Замедляющие схватывание вяжущих
веществ (гипс, животный клей и тд.).
- Поверхностно-активные (концентраты
сульфитно-спиртовой барды, асидол, мылонафт,
асидол-мылонафт и тд.).
- Пенно-газообразующие, применяемые
для изготовления ячеистых бетонов: пенообразователи
(канифольные, смолосапониновые клеи);
газообразователи (алюминиевая пудра,
пергидроль технический).
- Повышающие кислото-и жаростойкость:
кислотостойкие (адезит, базальт, гранит, кварц); жаростойкие (хромит, магнезит, шамот и тд.).
Добавки применяются как в сухом,
порошкообразном состоянии, так и в виде
водного раствора, суспензии или эмульсии.
Они вводятся в состав цемента или до затворения
водой (путем совместного помола или помола
смешения или непосредственно в бетономешалку
или растворомешалку).
К основным древесным строительным
материалам относятся круглый лес, пиломатериалы,
клееные изделия и конструкции, древесностружечные
и древесноволокнистые плиты, арболит,
фибролит, ксилолит и др.
Круглые лесоматериалы - отрезки
древесного ствола разных пород и размеров,
очищенные от коры и сучьев (в качестве
стенового материала, опор и столбов и
др.)
Пиломатериалы - это продукция,
получаемая при раскрое бревен, имеющая
стандартные размеры и качество, используемая
в целом виде или для выработки заготовок,
деталей и изделий из древесины. По размерам
поперечного сечения они разделяются
на брусья (пиломатериалы толщиной и шириной
100 мм и более), бруски (пиломатериалы толщиной
до 100 мм и шириной не более двойной толщины)
и доски (пиломатериалы толщиной до 100
мм и шириной более двойной толщины).
Клееные деревянные конструкции
изделия, получаемые путем склеивания
досок (брусков) и фанеры. Применяют в покрытиях,
перекрытиях и мостах в качестве балок
прямоугольного и двутаврового сечения,
а также в виде арок и частей металлодеревянных
ферм, рам и стоек, свай и шунтов, мостовых
брусьев, шпал, клеефанерных щитов (покрытий,
стен и перекрытий), а также инвентарной
опалубки.