Шпаргалка по "Материаловедению"

 

По характеру строения черепка  различают изделия с пористым, и спекшимся (плотным) черепком, а  также изделия грубой и тонкой керамики.

 

К изделиям с пористым черепком относятся  изделия с водопоглощением черепка 8—10% по массе. Они не­прозрачны, под  давлением пропускают воду. К пористым относятся стеновые, кровельные изделия, дренажные трубы, терракота1 и т. д., к пористым глазурованным —  облицовочные кирпичи и плитки, изразцы, санитарно-строительные, фаянсовые  изделия.

 

Изделия со спекшимся черепком имеют  водопогло-щение 3—10%, не пропускают воду, в изломе имеют блестящую поверхность. К ним относятся клинкерный кирпич, плитки для полов и глазурированные  изделия (канализационные трубы, .санитарно-строительные изде­лия из фарфоровых и полуфарфоровых масс).

 

Для снижения водопроницаемости изделий, отделки их поверхности и защиты от воздействия внешней среды  используют глазури (стекловидные покрытия) и ангобы (керамические декоративные покрытия).

 

У изделий грубой керамики черепок  имеет в изломе зернистое строение (макронеоднородное). Большинство строительных керамических изделий — строительный кир­пич, черепица, канализационные  трубы и т. д.— являют­ся изделиями  грубой керамики. У изделий тонкой кера­мики излом черепка имеет  макрооднородное строение. Он может  быть пористым, как например, у фаянсовых

 

1 Терракота — глиняные неглазурованные  изделия с пористым крупнозернистым  черепком (архитектурные детали, скульптуры  и др.).

 

облицовочных глазурованных плиток, и спекшимся, как у плиток для  полов, кислотостойкого кирпича, фарфоровых изделий. Черепок фарфора, кроме  того, обладает просвечиваемостью.

 

По конструктивному назначению керамические изде­лия разделяют на стеновые (кирпич, камни керами­ческие, блоки, панели), кровельные (черепица глиняная), для перекрытий (пустотелые камни, балки, панели перекрытия и покрытия из керамических камней), для облицовки фасадов  зданий (кирпич и камни керами­ческие  лицевые, ковровая керамика, архитектурно-художественные детали, плитки фасадные, подоконные сливы, плитки малогабаритные), для внутренней обли­цовки (плитки для полов, глазурованные  плитки и фа­сонные детали к ним  — карнизы, уголки, пояски), заполнители  для легких бетонов (аглопорит, керамзит, «керамдор»), трубы керамические канализационные  и дренажные, дорожный кирпич, санитарно-технические (умывальные столы, ванны, унитазы), кислотоупорные (кирпич, плитки, трубы) и фасонные детали к ним, огнеупоры и теплоизоляционные (перлитокерамика, диатомитовая и др.).

 

По способу формования различают  изделия пласти­ческого формования, полусухого прессования и литьевые. К изделиям пластического формования относят кирпич полнотелый керамический, строительный легкий, керами­ческие  камни и др. К изделиям полусухого прессова­ния — кирпич пустотелый керамический, плитки обли­цовочные, плитки для полов (метлахские) и др., к  литьевым — плитки майоликовые, фасадные, ковровые, санитарно-технические и  др.

 

1.2. Физико-технические свойства  керамических изделий

 

Керамические изделия обладают различными свой­ствами, которые определяются составом исходного сырья, способами  его переработки, а также условиями  обжига — газовой средой, температурой и длительностью.

 

Физико-технические свойства определяют область наи­более целесообразного  применения изделий. ГОСТами, МРТ, ТУ и  другими нормативными документами  регла­ментированы качественные показатели изделий — ме­ханическая прочность, водопоглощение, влажность, твер- дость, морозостойкость, термостойкость, химическая стойкость, эстетичность. В значительной степени они обусловливаются  плотностью, пористостью, структурой, текстурой.

 

Плотность характеризует степень  заполнения объема материала твердым  веществом, т. е. отношение массы  материала к занимаемому им объему. Различают истинную, среднюю и  относительную плотность.

 

Истинная плотность q — это масса  единицы объема материала m в абсолютно  плотном (без пор) состоянии

 

Средняя плотность Ом — это масса  единицы объема мате­риала m в естественном состоянии V, с учетом пор и пустот:

 

Относительная плотность (безразмерная величина) d выра­жает отношение  плотности материала с к плотности  стандартного вещества qo при определенных физических условиях

Основным сырьем для производства керамических изделий являются глинистые  материалы, трепельные, аргиллитовые и  диатомитовые породы, органические и  минеральные добавки, плавни.

 

Глазурь — это стекловидное покрытие толщиной 0,1—0,2 мм, нанесенное на поверхность керамического изделия и закрепленное обжигом. Она придает декоративность изделиям, снижает их влагопроницаемость, повышает прочность. Основные компоненты глазури: кварц, полевой шпат, каолин. 
 
Глазурь представляет собой силикатное стекло, которое должно быть термостойким, прочным, твердым, иметь блестящую поверхность. Различают глазури прозрачные и глухие (эмали), бесцветные и окрашенные, глянцевые и матовые. Прозрачные глазури применяют в производстве фаянсовых, фарфоровых и некоторых майоликовых изделий, а окрашенные — в производстве тонкокерамических изделий. Для каждого вида изделия, отличающегося по свойствам и составу, применяют глазурь определенного состава. При однократном обжиге изделий состав глазури рассчитывается так, чтобы температура плавления ее приближалась к температуре спекания черепка и имела одинаковый с ней коэффициент термического расширения. 
 
В состав глазурей могут входить пегматит, мел, доломит, перлит, соли щелочно-земельных и щелочных металлов, бура, борная кислота, оксиды свинца, цинка и др. Для снижения . температурного коэффициента линейного расширения, который влияет на уменьшение напряжений, возникающих между черепком и глазурью, в глазурь вводят борный ангидрит. Составы глазурей колеблются в широком диапазоне. Однако независимо от вида и способа производства изделий в состав глаЗури всегда входит 85—90% (в сумме) кремнезема и оксида алюминия. 
 
Основное сырье для приготовления глазурей должно быть нерастворимым в воде. В случае применения растворимых соединений, таких, как борная кислота, бура, селитра, сода и др., а также токсичных, таких, как сурьма, оксид бериллия, свинцовый сурик и др., их сначала надо сплавить с нерастворимыми соединениями, входящими в данный вид глазури, до стекло- видного состояния (фритты) в специальной фритто-варочной печи при температуре не ниже 1250 °С с последующим быстрым охлаждением в воде. В связи с этим глазури по способу производства подразделяются на сырые нефриттованные с температурой розлива 1000— 1450 °С и сплавленные фриттованные с температурой розлива 60б—1280°С. По составу глазури бывают полевошпатовые, борно-свинцовые, циркониевые, литиевые и др., по виду поверхности — с гладкой и .пузырчатой поверхностью, матовые кристаллические, кракле, металлизированные и др. 
 
Нефриттованные глазури применяют в производстве фарфоровых изделий, а фриттованные — в производстве фаянсовых, мягкого и низкотемпературного фарфора, майоликовых тонкокерамических изделий. 
 
Приготовление нефриттованной глухой глазури осуществляют по следующей технологической схеме: компоненты (полевой шпат, кварц, диоксид циркона, оксид цинка и др.) обжигают при 900—1280°С. Обожженные полевой шпат и кварц сортируют и измельчают на бегунах с гранитными катками, а диоксид циркона ZrO₂ (глушитель) или циркон Zr • SiO₂ — в шаровой мельнице мокрого помола в течение не менее 100 ч. Глазурную суспензию готовят совместным помолом всех составляющих в течение 30—60 ч в шаровой мельнице при соотношении материала, мелющих тел и воды (при рН 7,7—8) 1:1:1 или 1:2:1. Затем ее процеживают через вибросито № 0071 (6400 отв/см²), подвергают электромагнитной очистке и сливают в пропеллерные мешалки до использования. Готовая глазурная суспензия должна иметь⁴ определенную тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 0056 (10085 отв/см²) в пределах 0,01—0,1%. 
 
Фриттованную глазурь, состоящую в основном из фритты и глины, готовят следующим образом. Компоненты фритты измельчают, сушат, обжигают, смешивают в определенном соотношении и сплавляют в течение 1 —10 ч в одно- или двухванных непрерывно действующих фриттоварочных печах, во вращающихся печах периодического действия или конвертерных печах при температуре 1200—1400 °С. Затем фритту сливают в грануляционный бассейн с холодной водой, где ее расплав распадается на частицы мельче 5 мм. Фритту хранят в закрытых емкостях. Глазурную сус- 
 
пензию приготавливают совместным тонким помолом фритты (50—92%) и глинистых компонентов (50—8%) в шаровой мельнице. Плотность мелющих тел (фарфоровых или каменных) должна быть выше плотности глазурей. Так, для свинцовой фритты плотностью 2,4 г/см³ необходимы уралитовые шары плотностью 3,3» г/см³. Плотность глазурной суспензии обычно находится в пределах 1,37—1,45 г/см³. Суспензия наносится тонким слоем на предварительно обожженное или высушенное изделие, очищенное от жировых пятен или пыли. Минеральные составляющие ее оседают на поверхности глазуруемого изделия тонким ровным слоем, а вода впитывается и испаряется при высушивании. Далее изделие обжигают. 
 
В производстве фарфоровых изделий применяют в основном малокомпонентные, тугоплавкие глазури, состав которых близок составу черепка изделий. В производстве мягкого фарфора, полуфарфора, фаянса используют легкоплавкие полевошпатовые глазури. 
 
Глазури для фаянса отличаются большим содержанием оксидов, меньшей твердостью и прочностью. При однократном скоростном обжиге изделия покрывают обычно маловязкими, глухими глазурями (эмалями), которые получают введением добавок-глуши--телей, не растворяющихся в глазурном расплаве или кристаллизующихся при затвердевании (циркона, оксида олова или цинка, диоксида циркона или титана и др.). Эмали могут быть не только белыми, но и цветными. Синий цвет дает добавка 2—3% оксида кобальта; зелёный — до 4% оксида хрома и до 7% оксида меди; желтый — до 6% оксида железа и до 10% диоксида титана. 
 
Ангобы — белые или цветные керамические массы, представляющие собой дисперсии глинистых частиц в воде. По составу они подразделяются на глинисто-песчаные, флюсные и «античные лаки». 
 
Флюсные отличаются от глинисто-песчаных тем, что кроме основных компонентов (глин, каолина и малых количеств песка) содержат плавни, которые снижают температуру обжига изделий и повышают степень спекания массы. 
 
«Античные лаки» (разновидность флюсных ангобов) — тонкие глинистые покрытия, получаемые отстаиванием в течение суток взмученной глинистой суспензии с добавлением соды. В их состав могут входить кремнезем, красящие оксиды железа, титана, кобальта, хрома и др. Ангоб наносят толщиной не более 0,2 мм на сырые, сухие или обожженные изделия, которые могут быть далее покрыты глазурью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. Кирпич керамический. Схемы производства. Основные свойства, применение.

 

Кирпи́ч — искусственный камень правильной формы, используемый в качестве строительного материала, произведённый из минеральных материалов, обладающий свойствами камня, прочностью, водостойкостью, морозостойкостью^[1]. Наиболее известны три вида кирпича: керамический кирпич — из обожжённой глины

Керамический кирпич обычно применяется  для возведения несущих и самонесущих  стен и перегородок, одноэтажных  и многоэтажных зданий и сооружений, внутренних перегородок, заполнения пустот в монолитно-бетонных конструкциях, кладки фундаментов, внутренней части  дымовых труб, промышленных и бытовых  печей.

Керамический кирпич подразделяется на рядовой (строительный) и лицевой. Последний применяется практически во всех областях строительства.

Лицевой кирпич изготавливается по специальной технологии, которая придаёт ему массу преимуществ. Лицевой кирпич должен быть не только красивым, но и надёжным. Облицовочный кирпич обычно применяется при возведении новых зданий, но также с успехом может быть использован и в различных реставрационных работах. Его используют при облицовке цоколей зданий, стен, заборов, для внутреннего дизайна.

[править] Преимущества керамического рядового кирпича

• Прочен и износостоек. Керамический кирпич обладает высокой морозостойкостью, что подтверждается многолетним опытом его применения в строительстве.
• Хорошая звукоизоляция — стены из керамического кирпича, как правило, соответствуют требованиям СНиП 23-03-2003 «Защита от шума».
• Низкое влагопоглощение (менее 14 %, а для клинкерного кирпича этот показатель может достигать 3 %) — Более того, керамический кирпич быстро высыхает.
• Экологичность Керамический кирпич изготовлен из экологически чистого натурального сырья — глины, по технологии, знакомой человечеству десятки веков. Во время эксплуатации построенных из него зданий, красный кирпич не выделяет вредных для человека веществ, таких как газ радон.
• Устойчивость почти ко всем климатическим условиям, что позволяет сохранять надёжность и внешний вид.
• Высокая прочность (15 МПа и выше).
• Высокая плотность (1950 кг/м³, до 2000 кг/м³ при ручной формовке).

[править] Преимущества керамического облицовочного кирпича

• Морозостойкость. Облицовочный кирпич обладает высокой морозостойкостью, а для северного климата это особенно важно. Морозостойкость кирпича является наряду с прочностью важнейшим показателем его долговечности. Керамический облицовочный кирпич идеально подходит для нашего климата.
• Прочность и устойчивость. Благодаря высокой прочности и малому объёму пористости кладка, возводимая из облицовочных изделий, отличается высокой прочностью и поразительной устойчивостью к воздействию окружающей среды.
• Различная фактура и цветовая гамма. Диапазон различных форм и цветов облицовочного кирпича даёт Вам возможность создания имитации старинных построек при возведении современного дома, а также позволи<span c