Керамичекая плитка

Кіріспе

 

 

Керамикалық деп әр алуан  ылғалдықтағы, көпшілігінде минералдық немесе органикалық қоспалары бар, саздық біркелкі массадан түрлі тәсілдермен  қалыпталып және жоғарғы температурада  күйдіріліп жасалатын жасанды тас  материалдары мен бұйымдарын айтады. Керамика – деп keramike грек сөзі (keramos – саз деген сөзден шыққан) – қыш өнері деген мағынада.

Керамика біздің ерте заманнан бері қолданып келе жатқан өте көне материалдардың бірі. Керамикалық өнеркәсіптің соңғы жүз жылдықтардағы дамуы  орыс ғалымдарының еңбектерімен байланысты екенінде дау жоқ. Әсіресе, академик В.И.Вернадскийдің және профессор  А.П.Земятченскийдің керамика өндірісіне керекті шикізат қасиеттерін  зерттеу жұмыстары,академик П.П.Будниковтың, Д.Н.Полубояриновтың, А.К.Киптенко және т.б. ғалымдардың керамикалық материал өндірісін жетілдіру тұрғысындағы еңбектері, керамикалық өнеркәсіптің жан – жақты дамуына, сан –  алуан құрылыстық керамиканы жергілікті шикізаттар негізінде қалыптасқан  технологиясымен жасап шығаруға және санын көбейтіп, сапасын жақсартуға ғылыми – өндірістік әсер етті.

Санитарлық – техникалық керамика фаянстық, жартылай фарфорлық  бұйымдар жатады. Бұларды өздері атты массадан гипстік қалыпқа құю  тәсілімен жасап,содан кейін кептіріп және күйдіріп шығарады. Санитарлық –  техникалық бұйымдарын жасау үшін ақшыл  күйдірілгіш, отқа төзімді саздар және каолиндер(қалыптанатын массаның 50 % шамасындай), кварц (өртеу кезіндегі тұрақтылығы үшін) және дала шпаты (жақсы қақталуы, демек пісуі үшін) қолданылады. Осылардың әртүрлі арақатынасына сай фаянстың, жартылай фарфордың және фарфордың әртүрлі дәрежедегі қақталуын, қамтамасыз етеді.

Фаянстан жасалынған бұйымдар (отырғызшылар, жуынтқыштар, шайғыш сиымдықтар және т.б) кеуекті сүйектерден тұрады, су сіңіргіштігі 10-12% және қысқандағы мықтылық шегі 100 МПа. Жартылай фарфордың сүйегі біраз күшті қақталынған. Сондықтан, оның су сіңіргіштігі 3-5% және қысқандағы мықтылығы 150 – 200 МПа. Фарфордың тығыздығы бұдан да жоғары болатындықтан оның су сіңіргіштігі 0,2-0,5% және мықтылығы 500МПа қабырғалы бұйымдар жасалынады.

Санитарлық бұйымдарға фаянсалық, жартылай фарфорлық және фарфорлық  жуылтқыштар, отырғызғыштар, бактер, құйылғыштар, жуғыштар, кісі шомылатын астаулар және т.б. бұйымдар жатады.

Санитарлық – керамикалық  бұйымдардың барлығы сапасы жағынан  стандарттың және техникалық шарттардың талаптарына толық сәйкес болулары керек.

 

Оларды белгілі тәртіп бойынша бекітілген істік сызбалары бойынша жасайды. Баршасының беттері теп –тегіс, қырлары түп – түзу, біркелкілікпен жылтыр, ақ немесе түсті глазурьмен жамылтқан болады. Сырт көрінісінің   көрсеткішіне байланысты ең жоғарғы категориялық сападағы 1, 2 және 3 сорттағы бұйымдарға бөлінеді.

Фарфордың жасалынған 1, 2 және 3 сорттағы бұйымдардың су сіңіргіштігі 1% аспауы керек, жартылай фарфордан жасалынғандарыныкі 5%, фаянсадан жасалынғандарыныкі – 12%, ең жоғарғы категориялық сападағы фарфордан жасалынған бұйымдардың су сіңіргіштігі 0,5% аспауы керек, жартылай фарфорлардыкі - 4%, фаянстықтардыкі – 11%.

Керамикалық материалдар  мен бұйымдар өнеркәсібі қазіргі  кезде бүкіл процесстері механикаланған және автоматталынған өндіріс саласы. Мұндағы ең басты өндіріс процесі  – қалыпталынып кептірілген шикі материалдар мен бұйымдарды пештерде жоғарғы температурада белгілі  режимде өртеу. Сондықтан, бұл өндірісте  шығарылатын өнімдер күйдірілген  материалдар бұйымдар деп аталады. Керамикалық материалдар номенклатурасы орасан көп. Оларға жататындар: кәдімгі  күйдірілген кірпіштер, түрлі мақсатқа арналған керамикалық тастар, черепицалар, құбырлар, плиталар, санитарлық – техникалық бұйымдар.

Бүгінгі таңда санитарлы  – техникалық бұйымдардың рыногы әр алуан. Тұтынушы алдыңда көп таңдау бар. Өнiмнің әр түрлi факторларға байланысты айырмашылығы бар. Бұл материалдың экологиялық тазалығы, эсплуатациялық қасиеттері, оның арналуы, бағасы және тағы сол сияқты факторлар. Тұтынушы өзінің қажеттілігіне сай, бұйымды таңдап алуы қажет.

 

  1 Шығарылатын өнім номенклатурасы

 

 

Керамикалық санитарлық бұйымдар – глазурленген бұйымдар, ақ балшық пен минералдардан жасалынған, жоғары температурада күйдіріліп санитарлы  – гигиеналық мақсаттарға арналған.

Барлық бұйымдар міндетті түрде мемлекеттік стандартқа сәйкес болуы керек, МЕМСТ 30493-96 «Санитарлы керамикалық бұйымдар. Түрлері және негізгі пішіндері», МЕМСТ 15167-93 «Санитарлы керамикалық бұйымдар. Жалпы техникалық шарттар», МЕМСТ 13449-82 «Санитарлы керамикалық  бұйымдар. Сынау әдістері».

Санитарлы – техникалық бұйымдар санитарлы – гигиеналық және шаруашылық қолданыстар үшін арналған, яғни олар жуылтқыштар, отырғызғыштар, бактер, құйылғыштар, жуғыштар, кісі шомылатын  астаулар және т.б. бұйымдар жатады. Санитарлы – техникалық бұйымдардың физика – механикалық қасиеттері 1.1 – кестеде көрсетілген.

 

1. - кесте. Бұйымдардың физика – механикалық қасиеттері

 

Көрсеткіштер	Фарфор	Жартылай фарфор	Фаянс
			қатты	шамотталған (файертон)
Сусіңіргіштігі	0,2-0,5	-	-	12-18
Орташа тығыздығы,г/см3	2,25-2,35	5,2-2,2	10-12	1,8-1,9
Берiктiк шегi, МПа:	400-500	180-250	1,92-1,96	15-30
Қысқандағы	70-80	38-45	15-30	7-10
Майысқандағы	500-600	300-400	220-240	-
Серпiмдiлiк модулы, МПа	-	-	4,8-6	5,5-5,6

 

 

Бұл өнімдерді фарфор, жартылай фарфор, фаянстық, шамотталған массалардан  өндіріп, ақ немесе түсті глазурмен  қаптайды. МЕМСТ 15167-93 сәйкес «Санитарлы   керамикалық бұйымдар» Бұйымдардың  бетін 4 түрге жіктейді: көрінетін, функционалды, монтаждық және көрінбейтін. Санитарлы – техникалық бұйымдардың бұйым беті мен олардың сипаттамалары 1.2 –кестеде көрсетілген. Бұйымдарға техникалық талаптар 1.3 кестеде.

2. –кесте. Бұйым беті мен олардың сипаттамалары

 

Бет түрі	Беттің сипаттамасы
Көрінетін	Пайдалану кезінде бұйым беті көрінетін  алдынан да, жанынан да.
Көрінбейтін	Пайдалану кезінде бұйым беті көрінбейтін  алдынан да.
Функционалдық	Су өткiзетiн және сарқынды су әсерінде әрекет ететін, бұйым бетінің бөлігі.
Монтаждық	Бекiткiш және құрастыру үшiн  қолайлы бет.

1.3– кесте. Бұйымдарға техникалық талаптар

 

Сусіңіргіштігі, %			Бұйымның механикалық  беріктігі, кН (кгс)			Жуыл-ғыш бачоктардың пайдалы көлемі, л,
Масса түрі
Фарфорлық	Жартылай фарфорлы	Фаянстық	Жуылтғыштар	Отырғыштар	Биде
1	5	12	1,50(150)	2,0 (200)	2,0 (200)	6

 

     

 

2 Технологиялық бөлім

 

 

Керамикалық өнеркәсібінде  жасалатын бұйымдардың түріне байланысты  белгілі қалыптау тәсілдерінің бірін  жұмсақтай, құрғақтай және сұйықтай қалыптау қолданылады.

Жұмсақтай (созымталдық тәсіл) қалыптау тәсілі кірпіш, черепица және басқа бұйымдар шығарарда қолданылады. Қалыптау процесі оңды жүруі үшін массаның ылғалдылығы оның қатты  түйіршіктерінің беті қалыңдығы  екі су молекуласындай шамада болатындай гидраттар қабығымен қапталуына жететіндей болуы керек. Саздық массаның мұндай ылғалдылығы 18 – 24 %-ға сәйкес болады. Бұйымдарды қалыптау арнаулы пішіндегі пресс ойығы арқылы массаны брус тәрізді етіп сығып шығаруға, таптап қысуға немесе күрделі бұйымдарды жапсыруға неізделген. Күрделі профильді бұйымдарды (черепицаларды, сәндік плиталарды және т.б.) жасарда таптау (штамптау) тәсілін қолданады. Бұл тәсіл бойынша алдын – ала таспалық (ленталық) пресстерде қалыпталынып белгілі мөлшермен кесілген дайындықтардан револьверлік немесе басқа конструкциялы пресстерде бұйымдарды таптайды ( штамптайды).

Құрғақтай қалыптау тәсілі – ылғалдылығы 8 – 12% (шала құрғақ тәсілі) немесе 2 – 8%(құрғақ тәсілі) бірікпеген ұлпа тәрізді саздық массадан пресстеумен  бұйымдардың шала фабрикаттарын  алуда.Берілген пішіндегі бұйымдардың  алынуын масса түйіршіктерін  күшпен өзара жақындатып, бір –  бірімен тиісу беттерін өсіру  арқылы пайда болатын Вандер –  вальстік және капилярлық байланыс күштері  қамтамасыз етеді.

Шала құрғақтай пресстеу өндірісінде тым құнарсыз саздарды пайдалануға және шлакты, күлді көбірек  қосуға мүмкіндік тудырады.Жасалынған бұйымдардың пішіндері дұрыс  және сызықтық мөлшерлері дәлдеу болып  шығады, күйдіру процесінде олар азғана шөгіледі. Бұл тәсілдердің созымталдық  тәсілден тағы бір басымдылығы –  кептіру уақытының және барлық өндірістік процесс ұзақтығының едәуір қысқарылатындығында, өндірістік алаңы қажеттілігінің және жұмысшылар санының қысқарылуында. Дегенмен, бұл тәсіл едәуір күрделі  пресстеуші жабдықтардың қолданылуымен, жоғары квалификациялы жұмысшылар күшін  қажет ететіндігімен және шығарылатын  бұйымдардың аязға төзімділігінің төмендеу болатынымен байланысты.

Шликерлік құймалық тәсілмен керамикалық бұйымдар жасау технологиялық  схемасын ылғалдылығы тым жоғары, суда оңай – ақ езіліп кететін, тас  түйірлері араласқан шикізат  қорын немесе көп құрамалы массаны  пайдаланарда қолданған тиімді. Бұл  технологиялық схема мынандай операцияларды  қамтиды:шикізатты шығару, ірілеу, майдалау, сазды суда ыдырату, кесек тастарды ажырату мақсатымен саздық сұйық  ерітіндіні елек торы арқылы өткізу және сұйық ерітіндіні сусыздандыру.

 

Алынған шликерден тікелей  құю тәсілімен бұйымдар қалыптауға болады. Бірақ көпшілігінде шликерді шашыратқыш мұнара кептіргіштерінде құрғатып барып пайдаланады. Майда тамшыларға мембрандық сораппен насоспен 1,2 – 2,5 МПа  қысымдықта шашыратқыш шликер ыстық  газдар ағымындағы өте тез, небәрі 3с  ішінде, берілген ылғалдық дәрежеде кеуіп  үлгереді. Бұл тәсіл бойынша барлық процесстер толық автоматикаланған болады. Пресс – ұлпадан жасалынған бұйымдардың үсті тегіс, түзік қырлы  және механикалық төзімді болып  қалыптан шығады. Оның үстіне бұл тәсіл  бойынша өндіріс шаңсыз болғандықтан, жұмысшылардың еңбек ету жағдайын жақсартып, еңбек өнімділігін 3,5 есе  өсіруге мүмкіншілік береді.

Шликерлі тәсілмен керамикалық  бұйымдарды қалыптау гипстен жасалынған қалыпқа қою ағатын саз шликерін құяды. Шликердегі артық су қалып  денесіне сіңірілген соң, артық шликерді төгіп тастап, бұйым шикіні қалыптан босатып алады. Бұл тәсіл жұқа қабырғалы және күрделі пішінді  санитарлық – техникалық және әсемдік  керамикалық бұйымдар шығарарда  қолданылады.

Шликерлі құюдың 3 әдісі  бар : ағызып жіберу, құйма және құрамалы.

Ағызып жіберу әдісін жұқа қабырғалы және күрделі емес пішінді  бұйымдар даярлауда қолданады. Бұл  әдісте гипстік форманы шликермен  толтырып, содан соң оның ішкі жағында  тығыз қабатты масса пайда  болады, қажетті жуандықты қалтырып, артығын ағызып жібереді.

Құйма әдіс жуан қабырғалы, күрделі формалы бұйымдар жасауда  қолданылады. Гипстік форма арасындағы кеңістікке шликерді құяды. Осындағы кеңістік формасы мен пішіні қапталатын бұйымның кескңндеріне сәйкестенуі қажет  сынықтың жиынының процессі, бұл әдісте тез ағады. Өйткені суспензиядан ылғалы екі тараптармен гипс формасымен іріктеледі.

Құрамалы әдіс екі алдыңғы  әдісті қоса атқарады, бір бұйымның бөліктері құйма әдістермен құйып  шығарады, екіншісі ағызып жібереді.

 

 

2.1 Өндіру әдісін таңдау

 

 

Саз шығару керамикалық материалдар  мен бұйымдарын өндіру процесіндегі бірінші технологиялық саты. Карьер зауытқа жақын орналасқан болғандықтан сазды таспалы тасымалдауышпен  тасиды. Сазды механикалық өңдеуде  оның структурасын бұзып, ірі қосындыларын  бөлшектеп арнайы қоспалармен араластырып  суландырады. 

Сазбалшықтың алу әдісі  оның қандай қалыңдықта жатқанына және климаттық жағдайына байланысты. Сазбалшықты алу үшін көпковшты, бірковшты және роторлы эскаваторлар қолдананылады. Осыдан алынған сазбалшық  қоймаларда сақталады.

 

Каолин, құм, шамот самосвалдармен кіргізіліп, қоймаларға қою үшін шығарылады. Ленталы қоректендiргiштермен шикiзат одан шарлы диiрменге шликердiң даярлауына жiберіледі. Шарлы диiрмен ылғалды ұнтақ үшiн қолданылады,ол алдын ала ағзындалған, майысқақ және дисперсиялық материалдар. Содан соң шликер тазартылады да, дiрiлдi елеуiштер арқылы өткiзеді. Олар механикалық қоспалардан ерiтiндiнiң тазарту үшiн арналған. Арнайы құралымның қолдану дiрiлдi елеуiштерi қолдану болуы мүмкiн. Араластырушылардағы шликердiң шыдауы iлгерiде болады.Құбырлар арқылы құюдың орындарына беру.

Бұйымдардың құймасы екi әдiстермен жүзеге асырады. Олар құйма  және ағызып жiберу. Мұндағы құйма  әдісте шликерді арнайы формаларға құйып, әдеттегідей екі жұмыстық беті бар. Бұл көлемді толтырып, араларында шликерді қалдырады. Су сіңіргіштігіне қарай гипстегі кеуеті шликермен  толтырады.

Оның сыртқы бұйымға форманың iшкi бетi ағызып жiберу әдiсiнде қолданылады. Сынықтың жуандығы шликерді формада  ұстаған уақытқа тәуелдi болады. Әдетте 15 – 20 минуттан соң артықтарын формадан алып тастайды.