Лекция 1. Классификация керамических изделий и свойства керамики. Сырьевые материалы, применяемые для производства керамических изделий

 

Классификация керамики производится по плотности, прочности и по назначению.

По плотности изделия делят на: плотные с водопоглощением менее 5% и пористые – более 5%. Пористые материалы – кирпич глиняный, стеновые камни, черепица, облицовочные плитки и трубы керамические. Плотными являются керамические плитки для полов и дорожный кирпич. Санитарно-технические изделия: ванны, унитазы, умывальники – бывают пористыми (фаянс) и плотными (фарфор). Высокопористые: керамзит и аглопорит.

По прочности и морозостойкости керамические изделия делят на марки.

По назначению изделия строительной керамики подразделяются на:

- стеновые: кирпич глиняный и керамические камни пустотелые;

- отделочные: плитки керамические глазурованные для внутренней облицовки и фасадные облицовочные плитки, а также плитки для полов;

- санитарно-технические: ванны, умывальники, унитазы трубы канализационные и дренажные;

- кровельные: черепица ленточная, пазовая и коньковая;

- теплоизоляционные: диатомитовый кирпич, керамзит, аглопорит;

- огнеупорные: шамот, динас, окисная керамика;

- кислотоупорные: плиты, резервуары и их детали, трубы.

По качеству переработки сырья керамику делят на грубую и тонкую:

- грубая: кирпич, черепица, плитки фаянсовые и для полов;

- тонкая: фарфор и полуфарфор.

Общая классификация керамических материалов и изделий

Назначение	Основные изделия	Основное исходное сырье	Способ производства изделий	Температура обжига, ºС	Вид черепка	Вид керамики
Конструкционная керамика	Керамический кирпич и камни, панели из них, кирпич для дымовых труб	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, промышленные отходы угледобычи и углеобогащения, кремнеземистые осадочные породы	Пластический, жесткий, полусухой	950-1100	Пористый, грубозернистого строения	Грубая (грубозернистая терракота)
Облицовочная керамика	Кирпич и камни лицевые	Глина легкоплавкая и тугоплавкая красножгущаяся и светложгущаяяся, кварцевый песок, шамот	Пластический, жесткий, полусухой	950-1100	Пористый, грубозернистого строения	Грубая (грубозернистая терракота)
Плитки облицовочные	Глина тугоплавкая и огнеупорная светложгущаяяся, кварцевый песок, полевой шпат, каолин	Полусухой со шликерной подготовкой массы, пластический	1000-1200	Пористый или спекшийся, макрооднородного строения	Тонкая (терракота, фаянс), «каменная»
Кровельная керамика	Черепица	Глина легкоплавкая, кварцевый песок, шамот	Пластический, полусухой	950-1100	Пористый, однородный, зернистого строения	Грубая (терракота)
Санитарно-техническая керамика	Умывальники, раковины, сливные бачки и др.	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварцевый песок, шамот, полевой шпат	Литьем в гипсовых формах	1150-1300	Пористый или спекшийся	Тонкая (фаянс, полуфарфор, фарфор)
Трубы	Дренажные	Глина легкоплавкая, кварцевый песок	Пластический	1000-1050	Пористый	Грубая (терракота)
Канализационные	Глины огнеупорные или тугоплавкие, шамот, каолин, кварцевый песок	Пластический	1250-1300	Пористый и спекшийся	Грубая
Дорожные материалы	Клинкерный кирпич, плитка	Тугоплавкие глины, шамот, песок	Пластический, полусухой	1250-1300	Спекшийся	«Каменная» (керамогранит)
Специальная керамика - кислотоупорная
Кирпич, плитка	Глина беложгущаяся огнеупорная, каолин, кварц, полевой шпат, шамот, тугоплавкая глина	Пластический	1200-1300	Спекшийся	«Каменная», кислотоупорный фарфор
- огнеупорная	Кирпич, камни, фасонные изделия	Огнеупорная глина, каолин, шамот	Пластический, полусухой, трамбование из порошковых масс	1350-2000	Пористый и спекшийся	Алюмосиликатная
- теплоизоляционная	Кирпич, плиты, скорлупы	Трепел, диатомит, пенообразователи, опилки, перлит	Пластический, литьевой	850-100	Высокопористый, ячеистый	Грубая высокопористая
- огнеупорная теплоизоляционная	Плиты, войлок, рулонный материал, бумага, картон, фетр	Муллито-кремнеземистая вата, бентонитовая, каолинитовая глины, пенообразователь, каолин	Вибропрессование, прессование, литье	1200-2000	Высокопористый, ячеистый, волокнистый	Огнеупорная высокопористая
Декоративно-художественная керамика	Изразцы, декоративные детали, скульптура, вазы	Глина легкоплавкая и тугоплавкая, кварцевый песок, шамот	Пластический, полусухой, трамбование, литье	950-1100	Пористый, грубо или тонкозернистый	Грубая (терракота)

 

Грубая керамика изготовляется чаще из одних глин или из глин с небольшим количеством добавок грубого помола. Обычно она пористая с высоким водопоглощением, за исключением плиток для полов, которые обжигают почти до полного спекания. Тонкую керамику изготовляют из глин с добавлением до 50 – 60% отощающих материалов и плавней, которые измельчают до полного прохода через сито 0,08 мм (остаток не превышает 5 – 6 %).

Свойства керамики специфичны для пластичных масс и для готовых изделий. Основные свойства изделий: прочность при изгибе и при сжатии, водопоглощение и морозостойкость, истираемость.

Предел прочности при изгибе, МПа, керамических материалов R_из зависит прежде всего от их структуры. Например, кирпич полусухого прессования имеет меньшую величину R_из, чем кирпич пластического формования, изготовленный из тех же глин, даже при равной прочности при сжатии. Предел прочности при изгибе регламентируется ГОСТами для кирпича, поскольку в стене он испытывает не только сжимающие, но и изгибающие нагрузки из-за деформаций поверхности. Этот показатель регламентируется и для некоторых других керамических изделий. Обычно он находится в пределах 0,7 – 5МПа.

Прочность при сжатии, МПа, характеризует сопротивление сжимающим нагрузкам вышележащих слоев кладки. Она зависит от пористости, структуры и водопоглощения. По ее величине определяют марку стеновой керамики, по отношению прочности насыщенных и сухих образцов – коэффициент водостойкости (К_в) или размягчения. Материал считается водостойким, если К_в больше 0,7.

Морозостойкость - это способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и понижения прочности. Марки по морозостойкости характеризуются количеством теплосмен от – 15…– 20°С до + 18 ± 2°С, которое выдерживает материал без признаков разрушения. Существуют марки F15, F25, F35, F50.

Исследования влияния характера пор на морозостойкость керамики выявили, что все поры делятся на три вида: опасные, безопасные и резервные.

Опасные поры заполняются холодной водой при насыщении. В них она удерживается при извлечении материала из воды и замерзает при температуре – 15…– 20°С. Диаметр этих пор от 200 до 0,1 мкм.

Безопасные поры при насыщении водой не заполняются либо заполнившая их вода не замерзает при указанных температурах, так как они очень мелкие. Заполняющая их вода становится пристеночной адсорбированной влагой с растворенными в ней солями. Она замерзает при температуре значительно ниже – 20°С.

Резервные поры при насыщении полностью заполняются холодной водой, но при извлечении образца из воды она частично вытекает, вследствие малых капиллярных сил, и поры остаются не заполненными, оставляя резерв для расширения при замораживании. Это крупные поры диаметром более 200 мкм.

Вода при замерзании расширяется всего на 9%, но давление при этом может достигать 280 МПа. Керамика будет морозостойкой, если объем резервных пор достаточен для компенсации прироста объема замерзающей воды в опасных порах. Это условие называют структурной характеристикой С и выражают в %:

C = V_р / (V_оп – V_р) (1)

где V_p и V_oп – объем пор соответственно резервных и опасных.

Морозостойкость определяет долговечность керамических материалов в условиях воздействия на них внешней среды. Поэтому марки по морозостойкости регламентированы ГОСТами для стеновых фасадных, кровельных изделий.

Теплопроводность керамики зависит от ее плотности, состава, вида и размера пор. Она резко возрастает с увеличением влажности.

Паропроницаемость действующими ГОСТами и ТУ не регламентирована. Однако в некоторых случаях она влияет на долговечность строительных конструкций. Низкая паропроницаемость стеновых материалов может явиться причиной потения внутренней поверхности стен, особенно в зданиях с повышенной влажностью воздуха.

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: