Основные керамические изделия, технология изготовления и применения их в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные керамические изделия, технология изготовления и применения их в строительстве

керамический облицовочный строительный прессование

Керамические изделия обладают различными свойствами, которые определяются составом исходного сырья, способами его переработки, а также условиями обжига - газовой средой, температурой и длительностью. Материал (т.е. тело), из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики именуют керамическим черепком.

Строительные керамические изделия классифицируют по структуре керамического черепка и по их конструктивному назначению в отдельных элементах зданий и сооружений.

По структуре черепка различают изделия с пористым и со спекшимся черепком, а также изделия грубой и тонкой керамики. Пористыми в технологии керамики условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка превышает 5%, обычно такой черепок пропускает воду. Спекшимся считают черепок с водопоглощением ниже 5%; как правило, он водонепроницаем.

У изделий грубой керамики черепок имеет в изломе зернистое строение (макронеоднородный). Большинство строительных керамических изделий - строительный кирпич, черепица, канализационные трубы и др. - являются изделиями грубой керамики.

У изделий тонкой керамики излом черепка имеет макрооднородное строение. Он может быть пористым, как, например, у фаянсовых облицовочных глазурованных плиток, и спекшимся (плитки для полов, кислотостойкий кирпич, фарфоровые изделия). Изделия со спекшимся черепком с водопоглощением ниже 1% называют каменными керамическими. Если при этом черепок обладает еще и просвечиваемостью, то его называют фарфором.

По конструктивному назначению различают следующие группы керамических строительных материалов и изделий:

стеновые изделия - кирпич, керамические камни и панели из них;

фасадные изделия - лицевой кирпич, различного рода плитки; архитектура-художественные детали, наборные панно;

изделия для внутренней облицовки стен-глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски);

плитки для облицовки пола;

изделия для перекрытий (балки, панели, специальные камни);

кровельные изделия - черепица;

санитарно-строительные изделия-умывальные столы, унитазы, ванны;

дорожные изделия - клинкерный кирпич;

изделия для подземных коммуникаций - канализационные и дренажные трубы;

теплоизоляционные изделия (керамзитокерамические панели, ячеистая керамика, диатомитовые и шамотные легковесные изделия);

заполнители бетонов (керамзит, аглопорит).

Технология кирпича, изготовляемого способом полусухого прессования

Основным признаком полусухого прессования керамических изделий является формование их из порошков путем компрессионного прессования под значительным Удельным давлением 15-40 МПа.

Технологический процесс изготовления изделий этим способом включает следующие группы операций: карьерные работы, приготовление пресс-порошка, прессование, сушку и обжиг изделий. Карьерные работы не имеют в этом случае какой-либо специфики и выполняются соответственно горно-эксплуатационным условиям месторождения глин.

Приготовление пресс-порошка.

Керамическими пресс-порошками называют высококонцентрированные (мало влажные) дисперсные глинистые системы, не обладающие связностью. Отсутствие связности обусловливавливает наиболее характерное свойство порошков-их сыпучесть, т. Е. псевдотекучесть в исходном состоянии. Ее характеризуют скоростью истечения порошка под действием собственной массы через отверстие определенного диаметра. Глиняные порошки должны иметь заданный зерновой (грапулометрический) состав и влажность, должны обладать однородной пофракционной влажностью и содержать минимальное количество пылевидной фракции. Все эти характеристики влияют на прессусмость порошка - его способность к максимальному уплотнению при минимальном давлении с образованием при этом изделий, обладающих однородной плотностью, минимальным упругим расширением и отсутствием трещин расслаивания.

Керамические порошки готовят сушнлыю-помольным и шликерным способами.

При сушильно-помольном способе глину подвергают последовательно грубому дроблению, сушке, помолу просеву и увлажнению. Дробят глину на дезинтеграторных вальцах, а сушат в сушильных барабанах прямотоком, так как при противотоке возникает опасность сильного перегрева глины, частичной ее дегидратации, и большой потери пластических свойств. Температура газов t1, поступающих в барабан, составляет обычно 600-800°С. Снижение t1 обеспечивает более однородную пофракционную влажность, но уменьшает производительность барабана. Повышение t1 сверх указанного предела нецелесообразно, так как оно приводит к дегидратации мелкой фракции глины и обусловливает быстрый выход из строя входной секции барабана. Нормальная температура отходящих газов t2 должна быть 110-120°С. Резкое повышение t2 свидетельствует о перересушке глины. Температура глины, выгружаемой из сушильного барабана, составляет 60-80°С. Конечная влажность 9-11%.

При прохождении глины через барабан изменяется ее гранулометрический состав. Мелкие фракции, быстро высыхая, истираются до пылевидного состояния, а крупные куски, распариваясь, слипаются и окатываются в крупные комья. Это обусловливает большую влажностную неоднородность высушенной глины, затрудняющую работу помольных машин. Так, при средней влажности 8,5-12% влажность наиболее крупных кусков достигает 15,5-19%. К тому же и в пределах одного куска отмечается значительный перепад влажности. Некоторое повышение равномерности сушки достигается устройством цепных завес в сушильных барабанах, которые частично измельчают глину, создавая тем самым условия для более равномерной ее сушки. Но даже и с наличием цепных завес сушильный барабан нельзя считать достаточно совершенным в технологическом отношении агрегатом.

Для помола глины в производстве кирпича применяют корзинчатые дезинтеграторы. Они работают устойчиво при влажности глины не выше 10%. При более высоком влажности глина налипает па кожух и на пальцы дезинтеграторов. При наличии в глине каменистых включений пальцы корзин быстро изнашиваются и их необходимо менять через 200-300 ч работы.

Тонина помола зависит от частоты вращения корзин дезинтегратора, расстояния между пальцами и влажности глины. Выход мелких фракций возрастает с увеличением частоты вращения корзин и уменьшением расстояния между пальцами. С повышением влажности глины возрастает количество крупных фракций. Так, например, при влажности 10% сумма крупных фракций (остаток на сите 25 отв. На 1 см²) составляет 96%, а при влажности 6% - всего лишь 66%.

Из дезинтеграторов получают рыхлый порошок малой объемной массы, что затрудняет прессование из него изделий.

Просеивают глину для отделения крупных зерен порошка. Для этого используют струнные сита, барабанные грохоты (бураты), качающиеся и вибрационные сита. На струнных ситах можно отделять только очень крупные куски глины, так как расстояние между сильно натянутыми струнами значительно изменяется вследствии их изгибания.

При подготовке пресс-порошков не всегда удается после помола получить порошок с влажностью, необходимой и достаточной для прессования. Чтобы обеспечить производительную работу помольных машин и необходимую тонину помола, приходится иногда сушить и молоть глину при влажности несколько ниже прессовочной, а затем порошок вновь увлажнять. Такое увлажнение осуществляют распылением воды в глиномешалках или паром в специальных аппаратах.

Основное требование, которое предъявляют к увлажняющему аппарату, сводится к тому, чтобы при увлажнении порошка глины не образовались комочки переувлажненного материала, так называемой «изюм». Для этого воду подают в тонко распыленном состоянии, а весь материал при этом перемешивают. Хорошие результаты получаются при увлажнении глины во взвешенном состоянии, т. Е. в момент, когда она выходит из бункера в смеситель. При увлажнении глиняного порошка паром качество кирпича намного улучшается: не появляются трещины расслаивания, возрастают прочность и морозостойкость.

Во всех возможных случаях необходимо избегать повторного увлажнения глиняного порошка, так как добиться при этом равномерной влажности его весьма трудно по следующим причинам: в высушенном порошке крупные зерна являются влажными, а мелкие-более сухими. Влажная поверхность имеет всегда более низкую температуру, чем сухая. Поэтому пар в первую очередь конденсируется на более холодной влажной поверхности крупных кусочков глины. Мелкая ее фракция, наиболее сухая, или совсем не увлажняется, или увлажняется в меньшей мере, в результате чего пофракционная влажность порошка не только не выравнивается, но иногда даже возрастает.

Для выравнивания влажности подвергают порошок вылеживанию в бункерах. Однако этот процесс протекает довольно медленно. В течение суток практически выравнивание влажности достигается в пределах одного зерна, а между отдельными зернами оно еще не наступает вследствие относительно небольшой контактной поверхности между ними. Кроме того, увлажнение поверхности зерен порошка снижает его сыпучесть, что в последующем затрудняет его хранение в бункерах и транспортирование. Поэтому процесс вылеживания порошка следует считать полезным, улучшающим его прессовочные свойства, но нужно стремиться осуществлять этот процесс по возможности без предварительного увлажнения порошка.

Шликерный способ имеет большие преимущества перед сушильно-помольным. При нем в одном агрегате - распылительной сушилке - совмещаются процессы сушки и грануляции глины, резко улучшаются условия производственного комфорта, процесс может быть автоматизирован.

Пресс-порошок, полученный в распылительных сушилках, обладает большой влажностной однородностью, практически не содержит пылевидной фракции, по гранулометрическому составу приближается к монофракционному, из него при прессовании легко удаляется воздух, вследствие чего порошок равномерно пропрессовывается при более низких давлениях. Свойства его стабильны благодаря полной автоматизации процесса.

Прессование изделий из керамических порошков.

Теория полусухого прессования изучает закономерности, определяющие свойства спрессованного сырца (прессовок) в зависимости от свойств пресс-порошка и условий его прессования.

Керамические порошки представляют собой трехфазную систему, состоящую из твердой минеральной части, жидкой фазы - воды и воздуха. Для получения высокоплотного спрессованного полуфабриката из пластичных масс целесообразно использовать порошки типа монофракционных с выбором конечного давления, обеспечивающего полное устранение расположенных между частицами свободных промежутков за счет пластической деформации частиц.

Начало прессования керамического порошка сопровождается его уплотнением за счет смещения частиц относительно друг друга и их сближения. Это является первой стадией уплотнения. При этом происходит частичное удаление воздуха из системы.

Следующая (вторая) стадия уплотнения характеризуется пластической необратимой деформацией частиц. При этом увеличивается контактная поверхность между частицами. Одновременно с этим уплотнение каждой элементарной частицы сопровождается выжиманием влаги из ее глубинных слоев на контактную поверхность частицы. Оба эти фактора обусловливают возрастание сцепления между частицами. Вода вместе с содержащимися в ней глинистыми коллоидами цементирует крупные частицы прессовки, а с увеличением контактной поверхности возрастает эффект такой цементации. В этой стадии уплотнения может иметь место защемление и упругое сжатие воздуха, который не успел удалиться из порошка.

В третьей стадии уплотнения наступает упругая деформация частиц. Такие деформации наиболее вероятны для тонких удлиненных частиц в виде игл и пластинок, которые могут изгибаться по схеме зажатой консоли или балки, опирающейся на две опоры.

Последняя стадия уплотнения сопровождается хрупким разрушением частиц, при котором прессовка получает наибольшее уплотнение и наибольшее сцепление вследствие сильного дальнейшего развития контактной поверхности. Для осуществления хрупких деформаций требуется очень большое давление, которое при полусухом прессовании большинства керамических изделий практически не достигается.

После прекращения действия прессующего усилия и освобождения изделия из формы происходит его упругое расширение, достигающее в отдельных случаях 8%. Упругое расширение не дает возможности получать прессовки с максимальной плотностью и является причиной образования других пороков изделий, спрессованных из порошков.

Причинами упругого расширения могут быть обратимые деформации твердых частиц, расширение запрессованного воздуха, а также адсорбционное расклинивание контактов влагой, выжатой при прессовании из контактных поверхностей в более крупные поры.

Суммарный эффект уплотнения характеризуется коэффициентом сжатия Ксж:

где Н-высота засыпки порошка в форму пресса; h-высота полученной прессовки.

Разницу между высотой засыпанного в форму порошу и высотой полученной прессовки называют «осадкой» (рис. 97).

Зависимость коэффициента сжатия от величины прессового давления выражают уравнением прессования. Для глиняных грубозернистых порошков наиболее удовлетворительное совпадение с опытом дает уравнение вида

где Р-величина прессового давления; а и n-константы, определяемые экспериментом.

Графическую зависимость между осадкой и удельным давлением прессования изображают в виде компрессионной кривой. Она является основной характеристикой деформативных свойств (прессуемости) порошу. Компрессионные кривые некоторых порошков приведены на рис. 98. Из графика видно, что с увеличением удельного давления и влажности осадка возрастает.

По мере возрастания давления осадка сначала интенсивно развивается, затем начинает затухать и при достижении некоторого давления, характерного для каждого порошка с данными свойствами, почти полностью прекращается. Это указывает на то, что для каждого порошка с присущими ему прессовочными свойствами существует определенное давление, превышать которое не имеет смысла, так как за его пределами дальнейшего уплотнения прессовки почти не происходит.

Прессовое давление, приложенное к штампу, затухает в направлении толщины изделия. Закон распределения давления по толщине прессуемого изделия выражается уравнением

где РН - давление на расстоянии Н от пуансона; Р0 - давление у пуансона; R-гидравлический радиус прессовки

Перепады давления и плотности по толщине прессовки могут быть снижены пластификацией порошков повышением влажности (технологической связки), введением ПАВ, смазывающих веществ и подогревом пресс-формы. Эти же мероприятия снижают неравноплотность в горизонтальных направлениях.

На равноплотность прессовки очень большое влияние оказывает режим прессования. По направленности прессовых усилий различают прессование одностороннее (рис. 99, а) и двусторонние (рис. 99, б), по кратности их приближения - однократное и многократное прессование, по интенсивности приложения-ударное и плавное прессование.

Двухстороннее прессование уменьшает степень неравноплотности прессовки, поскольку путь необходимого перемещения штампа, т. Е. величина Н в уравнениях (92) и (93), сокращается вдвое. Поэтому современные прессы изготовляют с двухсторонним прессованием даже для формования сравнительно тонких изделий.

На рис. 99, б показана схема двухстороннего прессования, осуществляемого при помощи двух подвижных штампов. Но двухстороннее прессование может быть также при одном подвижном штампе и плавающей (свободно-подвижной) форме, как это показано на рис. 100. В этом случае нижний штамп неподвижен, а форма может перемещаться относительно штампов, для которой они являются направляющими.

При многократном (ступенчатом) прессовании чередуются между собой стадии нагрузки, когда штамп давит на порошок, со стадиями разгрузки, когда штамп несколько приподнимается и прессовка освобождается от прессующего давления.

Факторы, определяющие качество прессовки, в значительной степени зависят от длительности приложения прессующей нагрузки. Наихудшие результаты получаются при ударном прессовании, наилучшие-при плавном приложении нагрузки. При этом увеличивается плотность прессовки, возрастает ее равноплотность, снижается упругое последействие и воздух наиболее полно удаляется из прессуемого порошка.

Для изделий, спрессованных из порошков, характерными являются так называемые трещины расслаивания. Они возникают на боковых поверхностях прессовки, перпендикулярно направлению прессующего усилия (рис. 102), и выводят изделия в брак. В производственном обиходе их возникновение объясняют обычно «перепрессовкой» изделия, что указывает на чрезмерно большое прессовое давление, которое якобы и является причиной их возникновения. Однако в действительности механизм их возникновения гораздо сложней. Непосредственной, ближайшей причиной возникновения трещин расслаивания является упругое расширение прессовки.

Рис. 102. Трещины расслаивания в изделиях полусухого прессования

Расширение является деформацией, а всякая деформация происходит в результате действия каких-то сил. Природа этих сил, возникающих в спрессованном изделии и вызывающих его упругое расширение, объясняется отдельными авторами по-разному. Чаще всего их возникновение объясняют упругим расширением запрессованного воздуха (первый фактор) и упругим сжатием самой формы (второй фактор), в которой прессуется изделие. Оба эти фактора, несомненно, играют определенную роль в возникновении трещин расслаивания. Но, кроме того, в работе серией оригинальных опытов было показано, что в действительности отдельные участки прессуемого изделия при одном и том же коэффициенте сжатия и при одном и том же общем прессовом давлении получают неодинаковое уплотнение и стараются сместиться в отношении друг друга. В силу этого возникает «барический рельеф» (третий фактор), соответствующий различным давлениям и смещениям, которые испытывали отдельные участки изделия во время его прессования. Напряжения этих смещений и являются зародышами трещин расслаивания.

В соответствии с изложенными представлениями для предотвращения трещин расслаивания рекомендуется применять порошки с возможно большей однородностью зерен по их крупности и, во всяком случае, с удалением из порошка более крупных зерен, оказывающих наибольшее сопротивление сжатию. Повышение влажностной однородности порошка также будет снижать его склонность к образованию трещин расслаивания, так как сопротивление порошка сжатию зависит не только от его гранулометрического состава, но и от его влажности.

Влияние барического рельефа на образование трещин расслаивания не исключает участия в их образовании и запрессованного воздуха, что было подтверждено специальными исследованиями, которыми было установлено, что не весь воздух, содержащийся в порошке, вытесняется из него при прессовании. Подавляющее большинство воздухопроводящих каналов в периферийной части прессовок закрывается при сравнительно низких давлениях - 0,5 Мпа при влажности порошка 10% и 5 Мпа при влажности 8-10%. Коэффициент запрессовки воздуха в порошке Кз.в-доля запрессованного воздуха в общем его объеме в порошке при прессовании тонкозернистых глинистых порошков-находится в пре2 делах 0,37-0,715. Возрастание скорости прессования (переход от гидравлических прессов к рычажным) увеличивает Кз.в на 20-50%.

Увеличение влажности порошка повышает внутреннее давление запрессованного в нем воздуха. Давление его внутри прессовки (при W =10-12%) достигает почти 10 Мпа, в то время как при влажности порошка 6-8% давление запрессованного воздуха не превышает 2 Мпа. Высокое давление воздуха во влажных порошках приводит к возникновению в прессовках растягивающих напряжений и как следствие к образованию трещин расслаивания. В связи с этим некоторые специалисты рекомендуют прессовать кирпич из порошков пониженной влажности (7-8%), но при более высоких давлениях - 40 Мпа.

При медленном прессовании запрессованный воздух более равномерно распределяется в прессуемом порошке, в результате чего предотвращается образование отдельных, более опасных зон, в которых усилия превышают прочность прессовки в момент конца ее сжатия.

Грубозернистые отощенные порошки обладают меньшим Кз.в= 0,303 - 0,57; интервал давлений, в которых происходит вытеснение воздуха, растянут у них до 10 Мпа, упругое расширение у них ниже-не превышает 4,5%. Поэтому упругое расширение в момент снятия давления у таких порошков почти не происходит и, следовательно, процесса расслаивания не наблюдается.

Четвертым фактором, обусловливающим упругое расширение прессовки, являются упругие деформации плоских глинистых частиц. Поэтому склонность к расслаиванию прессовок возрастает с увеличением содержания глинистой части в порошке.

Для полусухого прессования строительного кирпича серийно изготовляют пресс СМ-01, который является рычажным прессом двухстороннего ступенчатого прессования.

Особенностью этого пресса является то, что подвижные штампы у него только верхние, а двухстороннее прессование они осуществляют при помощи плавающей формы, которая является «манжетом» для нижних неподвижных штампов. Пресс отличается хорошим запасом прочности, в силу чего он работает устойчиво. На некоторых действующих заводах продолжают еще работать прессы СМ-198 (АМ-11), а также СМ-143. Последние выпускают для производства шамотного кирпича и по режиму прессования малопригодны для нешамотированных глинистых порошков.

1.3. Сушка спрессованного сырца.

На кирпичных заводах полусухого прессования, построенных до 1950 г., сушка сырца в обособленных искусственных сушилках отсутствовала. На этих заводах он досушивался в зоне подготовки кольцевой печи. В них процесс досушки практически нерегулируем, что приводит к снижению качества кирпича и к повышенному выходу брака. На заводах, построенных в 1950-1955 гг., спрессованный сырец сушат в туннельных сушилках на печных вагонетках. Длительность сушки 16-24 ч. Конечная влажность 4-6%. Теплоносителями являются горячий воздух, отбираемый из зоны остывания туннельных печей, а также их отходящие газы. Начальная температура теплоносителя 120 - 150° С.

Обжиг спрессованного сырца

При обжиге сырца, спрессованного из порошкообразной массы, приходится учитывать своеобразие его структуры, ибо механизм образования керамического черепка у изделий пластического и полусухого прессования неодинаков. Рассмотрим различие этого механизма для случая легкоплавких глин. Структуру свежесформованного сырца пластического формования, т. Е. структуру пластичного глиняного теста, в самом схематическом приближении можно представить следующим образом (рис. 103, а). Отдельные агрегированные кусочки глины, а главным образом их тощая составляющая часть - кварцевый песок, распределены более или менее равномерно в суспензии коллоидной фракции 1 глины. Дисперсионной средой этой суспензии является водный раствор растворимых солей, содержащихся в глине, а дисперсной фазой-находящаяся в этом растворе во взвешенном состоянии коллоидная фракция глинистых минералов. Эта суспензия наполнена более крупными частицами кварца 2 и агрегированными, не распустившимися в воде кусочками глины, которые являются как бы «заполнителями» этой суспензии.

Во время сушки, по мере испарения из сырца влаги, зерна заполнителя сближаются между собой, контактируясь в отдельных точках и гранях, и образуют таким образом скелет высушенного изделия. Суспензия, высыхая, осаждает на скелете свою коллоидную фракцию. Таким образом, зерна заполнителя оказываются покрытыми сплошной «обмазкой» из коллоидной фракции глины (рис. 103, б). Эта обмазка является наиболее легкоплавкой частью всей керамической массы, так как в ее составе находятся растворимые соли, имеющие наиболее низкие эвтектические температуры.

Важным в данном случае является и то обстоятельство, что при незначительной общей концентрации этих солей в керамической массе местная концентрация их на контактных поверхностях отдельных зерен может достигать существенной величины. По мере нагревания сырца при достижении эвтектических температур эта обмазка плавится, образуя стекловидную фазу 4, которая цементирует контактные поверхности отдельных зерен. Кроме того, в образовавшемся жидком расплаве частично растворяются поверхностные слои зерен наполнителя, образуя пересыщенные растворы, из которых выкристаллизовываются новые минералообразования, цементирующие скелет в виде кристаллических сростков (рис. 103, в). Жидкая фаза, образующаяся на контактных поверхностях, затекает в трещины и поры и стекает к поверхностям частиц, не пришедших еще в контакт, увеличивая тем самым общую величину контактной поверхности.

Очевидно, что количество, состав и состояние жидкой фазы во многом определяют свойства обожженного керамического изделия аналогично тому, как в обычном строительном бетоне его свойства зависят от свойств заполнителя и цементного камня. Так, например, при повышенной вязкости и малой подвижности жидкой фазы затрудняются ее перемещение и цементация еще не склеенных поверхностей, что снижает прочность изделия. Напряженное состояние стекловидной фазы, аналогично неотожженному стеклу, повышает хрупкость керамического изделия.

По-иному развивается процесс формирования черепков в керамическом изделии полусухого прессования. Его можно представить себе следующим образом. В массе глиняного порошка, поступающего на прессование, имеются разнородные по влажности агрегированные глиняные частицы соответственно различной плотности и различной твердости. Сами агрегированные частицы глиняного порошка также неоднородны по твердости, так как наряду с пластичной увлажненной массой глинообразующих минералов в них содержатся и более крупные зерна тощего материала - главным образом зерна кварца.

В процессе прессования сырца сначала сближаются отдельные агрегированные частицы глины, затем наступает их деформация, а в последней стадии прессования более твердые частицы глины вдавливаются в более мягкие. Более сухие частицы глины проникают в мягкие увлажненные частицы. Точно так же и твердые зерна кварца вдавливаются в более мягкие агрегированные частицы глины. Возникающие при этом большие силы трения обусловливают прочное сцепление отдельных глиняных частиц в единый агрегированный сросток. Однако в нем отдельные частицы глины все же имеют между собой поверхности раздела, что коренным образом отличает эту структуру от структуры сырца пластического формования, имеющего сплошную массу «коллоидального вяжущего». При полусухом прессовании «массив» сырца образуется механическим сближением отдельных зерен керамического порошка, в котором каждое зерно имеет структуру, аналогичную пластичному тесту, а в сырце между ними остаются на поверхности раздела, несмотря на кажущееся сильное взаимодействие между зернами порошка при его прессовании.

В сырце полусухого прессования существенно изменяется роль коллоидной фракции. Она действует главным образом не на контактных поверхностях частиц, а внутри самих частиц и агрегирует первичные зерна минералов в глинистую частицу, а не цементирует спрессованные частицы друг с другом.

При таком размещении коллоидной фракции жидкая фаза при обжиге развивается в первую очередь не на контактных поверхностях глиняных агрегатов, а внутри их. На контактных поверхностях глинистых агрегатов возникает относительно небольшое количество жидкой фазы. Оно не обеспечивает сплошной цементации контактных поверхностей. Цементация носит в этом случае характер контактного спекания аналогично «точечной сварке» (рис. 104).' Этим объясняется пониженная сопротивляемость изделий полусухого прессования изгибу.

Рис. 104. Схема структуры обожженного черепка полусухого прессования

1 - глинистые агрегаты; 2-жидкая фаза, цементирующая глинистые агрегаты контактным спеканием

Ослаблению контактов между спрессованными глинистыми агрегатами способствует и своеобразный характер усадки в сырце полусухого прессования. Это своеобразие заключается в том, что в сырце полусухого прессования каждая частица глины будет претерпевать усадку локально и вследствие этого сокращаться в размерах будет не весь массив сырца, а в отдельности каждая частица, отодвигаясь от соседней, вызывая появление напряжений и трещин на поверхностях раздела спрессованных глиняных частиц. Для заполнения этих трещин жидкой фазой необходимо увеличенное ее количество, которое возможно получить лишь за счет повышения температуры обжига.

Таким образом, своеобразие структуры и механизма формирования керамического черепка полусухого прессования обусловливает его пониженное сопротивление изгибу, повышенную водо- и газопроницаемость, необходимость более высоких температур обжига и в связи с этим применения керамических масс с большим интервалом спекания. Создание восстановительной среды как в теле обжигаемого кирпича (запрессовкой угля в сырец), так и в печном пространстве в последней стадии обжига имеет для интенсификации процессов спекания при обжиге кирпича полусухого прессования еще большее значение, чем при обжиге изделий пластического формования.

Производство и применение облицовочных изделий

Широкое и эффективное применение в современном строительстве керамических облицовочных материалов определяется качествами их, отвечающими всем требованиям, предъявляемым к облицовочным материалам.

Все керамические облицовочные изделия можно разбить на две группы: для облицовки фасадов и внешних стен зданий и для облицовки внутренних стен зданий. Поскольку условия эксплуатации этих материалов различны, то их физико-механические показатели также во многом могут быть различными. Так, например, изделия для внешней облицовки должны обладать высокими показателями водонепроницаемости и морозостойкости, что не обязательно для изделий внутренней облицовки.

Внешние стены зданий под воздействием атмосферных осадков периодически увлажняются, вследствие чего увеличивается теплопроводность стен. Следовательно, облицовочные материалы должны обладать большой водонепроницаемостью и не допускать проникания воды к основному материалу стены. Очень опасно и разрушительно для наружной облицовки совместное действие воды и мороза. Поэтому облицовочные материалы должны быть морозостойкими и выдерживать без видимого разрушения многократное замораживание и оттаивание в насыщенном водой состоянии. Облицовка должна надежно противостоять механическим воздействиям - удару, сжатию, излому, т.е. обладать высокой прочностью. Кроме того, она должна иметь красивый внешний вид, правильную форму и хороший естественный цвет, не меняющийся в течение длительного времени под воздействием различных факторов (солнечный свет, перепад температур, атмосферные осадки, газы, находящиеся в воздухе, и др.) - Весьма важным качеством для облицовочных материалов является простота их укладки в конструкцию стены и надежность крепления.

Кирпич и камни лицевые, в настоящее время являющиеся основными облицовочными керамическими материалами, делают сплошными и пустотелыми. Лицевая поверхность их может быть гладкой, рифленой или офактуренной. Рельефное офактуривание поверхности достигается дополнительной обработкой влажного сырца специальными гребенками и рифлеными валиками. Изготовляются они из глин, с добавками или без них, формуются и обжигаются примерно в тех же условиях, как и другие керамические изделия. При облицовке фасадов зданий надежность крепления этих материалов достигается тем, что облицовка ведется одновременно с кладкой стен; таким образом, облицовочные кирпичи и камни служат и конструктивным несущим элементом наряду с обычным стеновым материалом.

В зависимости от формы и назначения лицевой керамический кирпич и камни подразделяют на рядовые и профильные. Наиболее часто применяемые материалы имеют размеры: кирпич лицевой рядовой и профильный 250X120X65 (90) мм, камень лицевой рядовой 250 X X 120x140 мм и камень трехчетвертной 185x120x140 мм. Допускаемые техническими условиями отклонения от размеров не должны превышать ±4 для размеров 185 и 250 мм и +3 -2 для размеров 65 - 90 мм.

В зависимости от предела прочности при сжатии лицевой кирпич и камни подразделяются на четыре марки: 150, 125, 100 и 75. Морозостойкость изделий для внешней облицовки должна быть не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания, водопоглощение не менее 6%. Не допускаются в кирпиче и камне трещины, а также пятна, выцветы и загрязнения на лицевой поверхности, видимые на расстоянии 10 м.

Промышленностью выпускается специальный водоупорный глазурованный кирпич с водопоглощением не более 5% для облицовки бассейнов, водоемов и других подобных сооружений.

Для облицовки зданий (карнизов, тяг, поясков) вырабатывают профильные изделия десяти типов, размеры которых указаны в ГОСТ 7484-55 (переизданном в 1959 г.).

Фасадные плиты предназначаются для облицовки фасадов зданий. В зависимости от конструкции, способов изготовления и методов крепления плиты подразделяются на закладные и прислонные. Закладные плиты устанавливаются одновременно с кладкой стен, а прислонные крепятся на растворе после возведения и осадки стен. Вырабатываются плиты различных размеров от 250X215 мм и более с допусками ±5 мм по длине и ±3 мм по ширине. Структура черепка плит должна быть однородной, без расслоений и пустот. По морозостойкости плиты должны выдерживать не менее 25 повторных циклов замораживания и оттаивания без каких-либо признаков видимых повреждений: расслоений, выкрашивания углов и ребер и т.п. Водопоглощение плит из светложгущихся глин должно быть не более 12%, из остальных глин не более 14%. Предел прочности при сжатии и изгибе по сечению брутто должен быть не менее указанного в табл. 9.

Цвет лицевых поверхностей плит должен соответствовать утвержденному эталону, видимая с расстояния 10 м разнотонность лицевой поверхности не допускается. Показатели внешнего вида, правила маркировки, хранения, транспортирования и приемки определяются ГОСТ 6664-59.

Плитки фасадные малогабаритные изготовляют с гладкой или фактурной наружной поверхностью. На тыльной стороне плитки делают углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Лицевая сторона может быть различного цвета, глазурованной или неглазурованной.

Выпускаются плитки прямые (рядовые) и угловые. Всего предусмотрено по 4 размера этих плиток. Отклонения по размерам плиток не должны превышать по длине ±3, по ширине (высоте) ±2 и по толщине ±2 мм.

Размещено на Allbest.ru