Характеристика керамічних виробів різного призначення: стінові, для облицювання фасадів, плитки для внутрішнього облицювання, плитки для підлог, вироби спеціального призначення

Стінові вироби

Серед керамічних виробів у будівництві набули найбільшого поширення ви­роби для огороджувальних конструкцій. Вони можуть бути дрібно- та великороз­мірними. До дрібнорозмірних належать керамічна цегла та камені, до великороз­мірних - стінові блоки та панелі.

Розміри цегли та її властивості змінювалися разом із розвитком технології будівництва. Цеглу та керамічні камені виготовляють з глин, діатомітів, лесів і промислових відходів із мінеральними та органічними добавками або без них. Цегла має такі розміри: одинарна - 250x125x65 мм, потовщена -250x120x88 мм, модульна - 288x138x63 мм, модульна потовщена - 288x138x88 мм, потовщена з горизонтальним розташуванням порожнин - 250x120x88мм.

Поява модульної цегли пов'язана з використанням уніфікованих елементів у будівництві ( віконних та дверних блоків), збірних деталей міжповерхових пе­рекриттів.

Камені виготовляють таких розмірів: 250x120x138 мм (звичайний), 288x138x138 мм (модульний), 288x288x88 мм (модульний укрупнений); 250x250x138 мм (укрупнений), — 250x250x120 мм (укрупнений з горизонтальним розташуванням порожнин). Державний стандарт дозволяє за згодою зі спожива­чем виготовляти цеглу і камені з іншими розмірами. Цегла може бути повноті­лою або порожнистою, а камені - тільки порожнистими. При цьому порожнис­тими вважаються цегла і камені з об'ємом порожнин більше 13%. Згідно з ДСТУ Б В.2.7-61-97, розширена номенклатура керамічних каменів із порожнистістю до 55%, але в країнах Європи цей показник досягає 80%.

Кількість, розміщення і форма порожнин дуже різноманітні. Вони можуть бути наскрізні та ненаскрізні, розташовані перпендикулярно або паралельно постілі.

За точністю розмірів і зовнішнім виглядом цегла та керамічні камені мають задовольняти вимоги стандарту. Недопал чи перепал цегли і каменів не допуска­ються. Повнотіла цегла повинна мати водопоглинання не менше 8%, а порож­нисті вироби - не менше 6% за масою.

За середньою густиною і теплопровідністю у сухому стані цеглу і камені поділяють на три групи:

а) ефективні, які поліпшують теплотехнічні властивості стін і дають змогу зменшити їхню товщину порівняно з товщиною стін, виготовлених із звичайної цегли. До цієї групи належать цегла середньою густиною до 1400 кг/м³ і камені середньою густиною не більше 1450 кг/м³; теплопровідність цих виробів стано­вить не більше 0,46 Вт/(м • К);

б) умовно ефективні - цегла середньою густиною до 1400...1600 кг/м³ і камені середньою густиною 1450... 1600 кг/м³, які покращують теплотехнічні властивості огороджувальних конструкцій; теплопровідність виробів цієї групи становить від 0,46 до 0,58Вт/(м • К) включно;

в) цегла звичайна середньою густиною понад 1600 кг/м³ і теплопровідніс­тю більше 0,58 Вт/(м • К).

Керамічну цеглу, залежно від границі міцності при стиску і згині, а каме­ні - тільки при стиску, поділяють на такі марки: М75, М100, МІ25, МІ50, М175, М200, М250, М300. (Для цегли і каменів із горизонтальним розташуванням по­рожнин стандарт передбачає марки М25, М35, М50, М75, М100).

За морозостійкістю керамічну цеглу і камені поділяють на марки Р15, Р25, Р35, та Р50. Це означає, що вони повинні витримувати у насиченому водою ста­ні без помітних ознак руйнування (розшарування, лущення, розтріскування, викришування) відповідно не менше 15, 25, 30 та 50 циклів навперемінного заморожування і відтавання.

В різних країнах випускають стінові матеріали, які відрізняються між со­бою за номенклатурою, типорозмірами та марками. Так, марка цегли в країнах Європи становить 125...600, причому переважають вироби марки 400. Наприк­лад, за німецькими стандартами, передбачено випуск 14 типів звичайної кера­мічної цегли та каменів марок від М40 до М280, 13 типорозмірів легких порож­нистих виробів марок М20 до М280 та високоміцних виробів марок М360, М480, М600.

У сучасному будівництві існує тенденція до збільшення розмірів кераміч­них виробів, зменшення їхньої маси та зміни їхньої форми. Наприклад, вико­нання безрозчинової кладки передбачає застосування пазогребеневої конструк­ції цегли.

Керамічну цеглу і камені виготовляють пластичним формуванням або на­півсухим пресуванням.

Виробництво порожнистих виробів вимагає ретельної підготовки кераміч­ної маси і досконалого обладнання, але потребує менших витрат сировини і пального, прискорює сушіння і випалювання тонкостінних виробів, шо значно підвищує продуктивність сушарок і печей. Застосування порожнистих кераміч­них виробів дає змогу зменшити товщину зовнішніх стін і знизити матеріаломіс­ткість огороджувальних конструкцій на 20...30%, скоротити транспортні витрати і навантаження на фундамент. Відповідно зменшується і трудомісткість зведен­ня стін порівняно з повнотілою цеглою.

Звичайну повнотілу керамічну цеглу використовують для мурування зов­нішніх і внутрішніх стін, виготовлення стінових блоків та панелей, мурування печей і димових труб у зонах, де температура не перевищує температуру випа­лювання цегли. Цеглу напівсухого пресування не дозволяється застосовувати для укладання цоколів і фундаментів нижче гідроізоляційного шару.

Порожнисту цеглу і камені використовують як і звичайну повнотілу цеглу, за винятком укладання фундаментів, підземних частин стін, печей, димових каналів та стін приміщень з вологим режимом експлуатації.

Вироби для облицювання фасадів

Для облицювання фасадів будівель використовують різні за формою, роз­мірами та декоративними властивостями керамічні вироби. Фасадні керамічні вироби застосовують для облицювання фасадних поверхонь, стінових панелей, блоків, цоколів будівель, лоджій, створення декоративних панно.

Загальні умови до керамічних виробів для зовнішнього облицювання виз­начаються естетичними міркуваннями і зовнішніми факторами.

Облицювальні вироби повинні мати правильну форму, рівний красивий колір і не змінювати його з часом під дією вологи і газів, що містяться у повіт­рі, легко відчищатися від пилу і бруду; не допускати проникнення вологи до основного матеріалу стіни, оскільки зволоження різко збільшує теплопровідність огороджувальних конструкцій, а також повинні бути вогне- та морозостійкими.

Лицьову цеглу і камені виготовляють з глин, трепелів і діатомітів методом пластичного формування або напівсухого пресування з добавками чи без них, з нанесенням фактурного шару чи без нього. Лицьова цегла і камені призначені для мурування і одночасного облицювання зовнішніх стін будівель і споруд, тому повинні мати дві лицьові поверхні - поперечикову і довжикову.

Для підвищення декоративних і конструктивних можливостей кладки поряд з лицьовими керамічними виробами у формі прямокутного паралелепіпе­да виготовляють цеглу і камені з округлими ребрами і кутами, а також фігурні вироби .

Лицьову цеглу і камені виготовляють: з гладкою і рельєфною лицьовою по­верхнею природного кольору або забарвленими у масі (шляхом додавання до си­ровинної суміші добавок); з офактуреною лицьовою поверхнею (за рахунок тор-кретування мінеральним дрібняком, ангобування, нанесення глазурі або вико­ристання двошарового формування).

Лицьову цеглу і камені з червоновипалюваних глин виготовляють за такою ж технологією, що й звичайну стінову цеглу і камені, дотримуючись більш суво­рих вимог щодо однорідності сировини, рівномірності забарвлення випаленого виробу і правильності його форми.

Лицьову цеглу світлих тонів виготовляють із червоновипалюваних туго­плавких глин із додаванням до 45% шамоту. Добираючи склад керамічних мас і регулюючи режим випалювання, можна виготовляти цеглу білого, кремового та інших кольорів.

Двошарову цеглу формують із місцевих червоних глин і лише лицьовий шар (3...5 мм завтовшки) із біловипалюваних глин.

Ангобована цегла має лицьову поверхню, вкриту ангобом. Виготовляють ангоби з білої глини (80%), скляного бою (13...20%) і мінерального барвника (5...7%). Ангоб наносять на відформований виріб у вигляді суспензії - шлікера, а потім випалюють.

Глазуровану цеглу застосовують для акцентних вставок, які надають фаса­ду будівлі більшої архітектурної виразності. Глазур дає змогу одержувати будь-які колірні відтінки і зберігати їхню яскравість протягом тривалого часу; вона майже не забруднюється і легко миєть­ся. Довговічність такого оздоблення - десятки і навіть сотні років.

Марка за міцністю лицьової цегли і каменів повинна бути не меншою МІ00, а для виробів із горизонтальним розташуванням порожнин — не менше М50. Водопоглинання лицьових виробів має бути не менше 6% за масою, а мак­симально допустиме значення - від 12 до 28 мас.% залежно від виду використа­ної сировини. Лицьові вироби повинні мати марку за морозостійкістю не менше Р25, а якщо водопоглинання перевищує допустиме максимальне значення, то -не менш як Р35.

Порівняно з рядовими стіновими виробами до лицьової цегли і каменів став­ляться більш жорсткі вимоги щодо точності геометричних розмірів та показників зовнішнього вигляду. Колір, малюнок рельєфу та інші характеристики зовнішньо­го вигляду лицьових поверхонь цих виробів повинні відповідати зразку-еталону.

Облицювання стін будівель із керамічної цегли і каменів лицьовими виро­бами - найефективніший вид оздоблення, оскільки воно виконується одночасно з рядовою кладкою, а лицьові вироби, крім декоративних функцій, виконують і конструкційні функції стіни.

Керамічні плитки для оздоблення фасадів виготовляють у широкому асор­тименті, який передбачає варіювання за розмірами, фактурою поверхні та кольо­ровою гамою (ДСТУ Б В.2.7-67-98).

Килимова кераміка - це дрібнорозмірні тонкостінні плитки різного кольору, з глазур'ю чи без неї, які наклеюють лицьовою поверхнею на паперову основу (крафт-папір), внаслідок чого утворюється килим. Плитки виготовляють шлі-керним способом, вони можуть бути квадратної, прямокутної та інших форм зі стороною 22...29 мм, завтовшки 2...З мм.

Килимову кераміку застосовують для облицювання зовнішніх панелей і блоків, стін, вестибюлів, сходових кліток, санвузлів та кухонь. Для цього килими з плиткою укладають за допомогою розчинової суміші на поверхню, що облицьо­вують, а потім змивають крафт-папір водою. Водопоглинання плиток не повин­но перевищувати 16,5 мас.%, морозостійкість - не менше 35 циклів.

Плитки керамічні фасадні використовують для зовнішнього облицювання стін, стінових панелей, цоколів будинків і споруд. Виготовляють їх прямокутними чи квадратними з різними координаційними розмірами (від 50x50 до 300x150 мм, завтовшки 7 і 9 мм). Координаційний розмір - це сумарна величина номінального розміру плитки і ширини розчинового шва, яка зазвичай становить 4...8 мм. Лицьова поверхня плиток може бути гладкою, рельєфною, неглазурованою, частково або повністю покритою однотонною або багатокольоровою глазур'ю та декорованою. Глазур може бути блискучою або матовою.

Тильна (монтажна) поверхня плиток повинна мати пази або опуклості роз­мірами 0,7 або 2,0 мм (залежно від довжини плитки) для кращого зчеплення з розчином. Лицьова поверхня плиток не повинна мати тріщин, цека, щербин, зазублин та інших дефектів, вид і кількість яких регламентується стандартом.

Виготовляють фасадні плитки з вогнетривких та тугоплавких глин з добав­ками або без них методами напівсухого пресування чи пластичного формування.

Водопоглинання плиток повинно бути не менше 2% за масою і не більше 5... 12 мас.% (залежно від виду керамічної маси та призначення плиток). При стандартних випробуваннях на морозостійкість плитки повинні витримувати не менше 40 (при облицюванні стін) та 50 (при облицюванні цоколів) циклів замо­рожування і відтавання. Границя міцності при згині - не менше: 1,6 МПа (для стін) та 1,8 МПа (для цоколів). Для глазурованих плиток твердість глазурі за Мо-осом має бути не менше 5, а термічна стійкість — не менше 125°С.

Для полегшення і прискорення оздоблювальних робіт із фасадних плиток попередньо можна виготовляти килими. На сучасному ринку керамічних виробів спостерігається тенденція до збільшення розмірів плиток, причому плитки з координаційними розмірами більше 200 мм відносять до великорозмірних.

Великорозмірні керамічні плити виготовляють зі щільним черепком (водо­поглинання менше 1 мас.%) розмірами до 1000x1000 мм, завтовшки 6... 10 мм. На фасаді ці плити кріплять за допомогою металевих розкладок.

Керамічний граніт вперше виготовлений в Італії, де його називають «§ге8 рогсеїіапаїо», що означає кам'яний фарфор або фарфорова кераміка. Це дуже щільний матеріал, в якому зберігається визначене співвідношення між кристаліч­ною та склоподібною фазами. Керамічний граніт випускається з глинистої сирови­ни з додаванням мінеральних пігментів. Плитки формують на пресі під тиском близько 50 МПа, а потім випалюють при Т=1250°С. Розміри плиток від 200x200 мм до 300x300 мм при товщині від 7,5 до 12 мм. Вони не поступаються природному граніту за показниками міцності, зносостійкості, морозостійкості, а також відріз­няються високою термостійкістю. Цей матеріал привертає увагу будівельників, архітекторів та дизайнерів і використовується для оздоблення фасадів та влашту­вання підлог (див. у 3.6.4).

Архітектурно-художня кераміка призначена для оздоблення будівель, ху­дожнього оздоблення інтер'єрів, переходів тощо. Залежно від призначення виро­би бувають неглазурованими, глазурованими і ангобованими. Вимоги до виробів архітектурно-художньої кераміки такі самі, що й до облицювальних плит.

Однотонні неглазуровані природно забарвлені керамічні вироби, колір яких змінюється від світло-кремового до червоно-коричневого, майже чорного, називають теракотою. Незважаючи на те, що історія виникнення теракоти пов'язана з Стародавньою Грецією, вона знаходить широке застосування і сьогодні.

Плитки для внутрішнього облицювання

Плитки для облицювання стін, залежно від виду сировини, що використовується, поділяють на два види: майолікові та фаянсові.

Майолікові плитки, в тому числі кахлі для печей та елементи декору, виготовляють із мергелистих або легкоплавких глин з додаванням до 20% вуглекислого кальцію у вигляді крейди. Внаслідок випалювання плиток утворюється пористий черепок, лицьову поверхню якого покривають кольоровою глазур'ю, а на тильний бік наносять борозенки для кращого зчеплення з розчином.

Облицювальні вироби з малюнком по білому ангобу, покриті прозорою глазур'ю, називаються напівмайолікою.

Фаянсові плитки виготовляють із вогнетривких глин, додаючи кварцовий пісок і плавні речовини, які знижують температуру плавлення (зокрема, польовий шпат). Плитки після випалювання мають білий або слабкозабарвлений черепок. Лицьова поверхня плиток може бути гладенькою або рельєфною, одно- або багатоколірною. Декорування може здійснюватися методом серіографії (рис. 3.9), набризкування, нанесення глазурі з різним поверхневим натягом. Глазур може бути блискучою або матовою, прозорою чи глухою. Тильний бік плит­ки має рифлену поверхню. Залежно від форми плитки бувають квадратними, прямокутними і фасонними (для кутів). Для внутрішнього облицювання застосовують плитки завдовжки 150 мм та завширшки 25, 50, 75 і 150 мм.

Керамічні плитки для внутрішнього облицювання стін, декоровані методом серіографії.

Товщина плиток не повинна перевищувати 6 мм, плінтусних - 10 мм. Во-допоглинання плиток має становити не більше 16%. До якості плиток для внут­рішнього облицювання стін ставлять високі вимоги: вони повинні мати правиль­ну геометричну форму, чіткі грані й кути, бути термостійкими.

Технологія виготовлення фаянсових плиток має деякі особливості. Сирови­ною є переважно маси із пластичної глини, каоліну, кварцу та польового шпату. Вихідні матеріали підсушують, дозують за масою і подрібнюють у кульових мли­нах з водою до утворення рідкої суспензії, яку проціджують крізь сито і направ­ляють у збірник. Із збірника мембранним насосом суспензію під тиском 1,2 МПа подають до форсунки розпилювального сушила, де при температурі ЗОО...35О°С суспензія висушується, перетворюючись на гранули крупністю до 5 мм і вологіс­тю до 7%. Ці гранули осідають у нижньому конусі сушила і, проходячи крізь си­то, потрапляють до проміжного бункера, а звідти на конвеєрну лінію, яка скла­дається з ділянки для пресування, що має ланцюговий або сітчастий конвеєр, по якому плитки надходять до сушильної камери, ділянки глазурування та ролико­вої випалювальної печі тунельного типу. Випалену плитку сортують за розміра­ми, кольором та сортом і упаковують в ящики.

Глазур не тільки надає плиткам декоративного вигляду, але й робить їх во­до- та хімічностійкими. Такі плитки широко застосовують для облицювання са­нітарно-технічних вузлів та кухонь в житлових і громадських будівлях, у лікарнях, на підприємствах харчової та хімічної промисловості. Не можна використовува­ти такі плитки для настилання підлог (полива легко продряпується) і для зовніш­нього облицювання (пористий черепок взимку швидко руйнується).

Плитки для підлог

Керамічні плитки для підлоги, відомі як метлаські (ДСТУ Б В. 2.7 - 117 -2002), повинні мати правильну форму (квадратну, прямокутну, багатогранну та фігурну), їхня поверхня може бути гладкою чи рельєфною, глазуро­ваною і неглазурованою. Розрізняють плитки основні та бордюрні.

Розміри квадратних плиток: від 150x150 мм до 500x500 мм; прямокутних -від 200... 150 мм до 500x300 мм, товщина повинна бути не менше 7,5 мм.

їх виготовляють напівсухим пресуванням з тугоплавких або вогнетривких глин, випалюючи до повного спікання, із забарвлюючими добавками чи без них. Плитки призначені для настилання підлог у санітарних вузлах, вестибюлях і на сходових площадках житлових та громадських будівель, а також у виробничих і допоміжних будівлях промислових підприємств. Неглазуровані плитки можуть бути використані для влаштування підлог на балконах і в лоджіях.

Рис. Деякі різновиди (за розмірами та формою) плиток для підлоги

Плитки можуть бути одно- та багатоколірними (візерунчасті, офактурені, перфоровані, мармуроподібні й декоровані різними методами) (рис. 3.11).

Фрагмент підлоги, виконаної з використанням декорованої плитки

Плитки повинні мати незначне водопоглинання за масою (до 3,5% для неглазурованих і до 4,5 % — для глазурованих), підвищений опір щодо стирання (втрати маси під час випробування на стираність не повинні перевищувати 0,18 г/см² для неглазурованих плиток або відповідати ступеням 1...4 - для глазурованих), границя міцності при згині повинна бути не менше 2,8 МПа (для плиток товщиною до 9 мм) і не менше 2,5 МПа (для плиток товщиною понад 9 мм). Глазур повинна мати твердість за шкалою Мооса не менше 5 та бути хімічно стійкою. Термостійкість глазурованих плиток має бути 125°С при випробуванні за стандартною методикою.

Плитки керамічні мозаїчні для підлог виготовляють квадратними зі сторо­ною 23 і 48 мм, завтовшки 6 і 8 мм. На заводі плитки лицьовим боком наклею­ють на крафт-папір або картон за певним рисунком, одержуючи килими розмі­ром 398x598 мм. Товщина шва між плитками 2 мм. Укладають килими на плас­тичну цементно-піщану розчинову суміш. Після завершення укладання плитки крафт-папір чи картон змивають.

Для влаштування підлог у виробничих цехах, магазинах, ресторанах, вистав­кових залах, лабораторіях, адміністративних спорудах використовують великороз­мірні плитки типу «керамічний граніт», технологія отримання яких наведена в розділі 3.6.2. Це вироби зі спіклим черепком (водопоглинання 0,1 мас.%), водо-і кислотостійкі, твердість за Моосом 7, границя міцності при згині 4,0 МПа. Роз­міри плиток від 200x200 до 400x400 мм, завтовшки 9... 15 мм. Вони можуть бути різного кольору та мати малюнок, що імітує природний камінь із включеннями дрібних або крупних фракцій.

Вироби спеціального призначення

Керамічна черепиця (ДСТУ Б В. 2.7-28-95) - це давній покрівельний ма­теріал, який завдяки довговічності, вогнестійкості і високим декоративним якос­тям не втратив свого значення до наших часів. Керамічні покрівлі (дахівки) ви­робляються понад 4000 років. Грецькі та римські античні споруди були покриті, як правило, керамічною черепицею. Від римлян її запозичили північні народи. Саме на Півночі у VIII ст. з'являється дахівка у формі «риб'ячої луски», взірцем для якої був дерев'яний ґонт. Відомо багато форм «риб'ячої луски» - з прямим, загостреним або округленим зовнішнім краєм. Така форма дахівки отримала ши­роке розповсюдження у всьому світі. Навіть королівський палац у Бангкоку пе­рекритий дахом із глазурованих «риб'ячих лусок», відформованих вручну. Пізні­ше у XV ст. у Фландрії з'явилася черепиця у формі літери 5. Ще раніше така фор­ма черепиці була відомою в Китаї та Японії.

Виготовляють черепицю з легкоплавкої глинистої сировини з добавками або без них пластичним формуванням, штампуванням або напівсухим пресуван­ням. Одержаний сирець випалюють в інтервалі температур 900...1050°С.

Черепиця за умовами формування поділяється на види, а за конфігурацією -на типи, а саме: штампована - пазова, марсельська, голландська, 5-подібна, мунк-нун, гребенева та гребенева укрупнена; пластичного формування - стріч­кова пазова, стрічкова плоска та стрічкова 5-подібна; напівсухого пресування -плоска типу «бобровий хвіст» Черепиця може виготовлятися з декоративним покриттям (глазур, ангоб то­що), яке може бути блискучим або матовим, прозорим чи непрозорим. Кожний тип черепиці має стандартизовані розміри: габаритні (с, д) та покрівельні (а, Ь) (позначення на рис. 3.12). Черепиця повинна бути водонепроникною та морозо­стійкою (не менше Р25 для черепиці пластичного формування та Р35 для чере­пиці напівсухого пресування), а також витримувати механічне навантаження в межах 800...1500 Н.

До недоліків черепиці належать: велика маса (величина якої у водонасиче-ному стані не повинна перевищувати 74 кг на 1 м² покриття), крихкість, значна трудомісткість влаштування покрівлі і необхідність підготовки міцної кроквової системи з великим нахилом (більше 30°) для швидкого стікання води.

У сучасному будівництві черепиця стала не тільки частиною огороджуваль-ної конструкції, але й важливим декоративним елементом, що надає будинку ін­дивідуальної неповторності. Номенклатура черепиці постійно урізноманітнюєть­ся за формою, типорозмірами та кольоровою гамою, причому використання но­вітніх технологій забезпечує виготовлення не тільки широкого асортименту чере­пиці, але й супутніх елементів покриття дахів.

Дорожня (клінкерна) цегла. Цегла для дорожніх покриттів (клінкерна) — це штучні камені розмірами 220x110x65 мм і 220x110x78 мм, які виготовляють фор­муванням і наступним випалюванням до повного спікання. Як сировину засто­совують тугоплавкі глини з великим інтервалом температур між початком спікан­ня й початком деформування (80...100°С).

Марки цегли за міцністю М1000, М600 і М400, за морозостійкістю Р100, Р50 і РЗО, водопоглинання - не більше 2; 4; 6 мас.%, опір стиранню (коефіцієнт зношування) не менше 14, 16 і 18%, випробування на удар (кількість ударів) не менше 8, 12, 16. її застосовують для влаштування підлог промислових будівель, облицювання мостових опор, брукування доріг і тротуарів, мурування каналіза­ційних колекторів.

Дренажні труби. Дренажні труби виготовляють пластичним формуванням (із високопластичних цегельних глин) круглого, шести- чи восьмигранного пере­різу, внутрішнім діаметром від 25 до 250 мм і завдовжки 333 або 500 мм.

Як спіснювальні добавки використовують шамот, кварцовий пісок без пи-ловидних фракцій, дегідратовану глину; для підвищення пористості при викорис­танні дисперсних глин додають 2...3% тонкомеленого вугілля.

Труби невеликого діаметра формують на горизонтальних стрічкових пресах, а великого діаметра — на вертикальних вакуумних. Відформовані вироби сушать при температурі теплоносія 75...90°С, випалюють у тунельних (рідше - кільцевих) печах при температурі 920...1050°С.

Вони можуть бути неглазурованими, глазурованими з розтрубами та перфо­рацією на стінках . Частіше виготовляють безрозтрубні труби, які з'єд

нують між собою керамічними муфтами. Вода у дренажні труби надходить крізь стики і отвори в стінках труб. Водопоглинання черепка становить не більше 15 мас.%, морозостійкість не нижча Р15.

Дренажні труби використовують для меліоративних робіт, а також при осу­шенні ґрунтових основ будівель і споруд.

Каналізаційні труби. Каналізаційні труби виготовляють з тугоплавких або вогнетривких глин із спіснювальними добавками (тонкомеленим шамотом або піском) чи без них, циліндричної форми з розтрубом на одному кінці . Для кращої герметичності стиків кожна труба має нарізки — не менше п'яти вит­ків на зовнішній стороні кінця труби і стільки ж на внутрішній стороні розтруба. Для монтажу трубопроводів виготовляють хрестовини, трійники, відводи, перехо­ди, пробки, коліна.

Керамічну масу готують пластичним способом. Труби формують у верти-ільних трубних пресах, покривають зсередини і ззовні кислотостійкою глазур'ю випалюють при температурі 1250...1300^вС. їх виготовляють діаметром 150...600 мм 800... 1200 мм завдовжки. Вони мають бути водонепроникними і витримувати іутрішній гідравлічний тиск не менше 0,2 МПа. Водопоглинання труб не по-інно перевищувати 8 мас.%. Кислотостійкість труб становить не менше 93%.

Труби призначені для будівництва безнапірних мереж каналізації, якими анспортуються промислові, побутові та дощові неагресивні й агресивні стічні води.

Кислототривкі вироби. Кислототривкі керамічні вироби виготовляють з пластичних глин без домішок карбонатів, сірчаного колчедану, гіпсу, які зменшу­ють хімічну стійкість. До них належать: кислототривка цегла міцністю 15...25 МПа, кислотостійкістю 92...96%, водопоглинанням 8... 12 мас.%, термостійкістю не менше двох теплозмін; плитки кислототривкі і термокислототривкі з міцністю при стиску не менше ЗО МПа, кислотостійкістю 96...98%, водопоглинанням 6...9 мас.%, теплостійкістю 2...8 теплозмін; труби та фасонні частини до них міцністю ЗО...40 МПа, кислотостійкістю 97...98%, водопоглинанням 3...5 мас.%.

Кислототривка цегла та плитки призначені для футерування башт, резерву­арів і печей на хімічних заводах, для опорядження підлог у цехах з агресивними середовищами. Керамічні кислототривкі труби застосовують для перекачування неорганічних і органічних кислот та газів під тиском до 0,3 МПа. їх вкривають з обох сторін глазур'ю.

Санітарно-технічна кераміка. До цих виробів належать ванни, раковини, унітази та інше обладнання санітарно-технічних вузлів житлових і виробничих приміщень, виготовлене з фарфору й фаянсу. Сировиною є біловипалювані глини, каоліни, кварц і польовий шпат, використані в різних співвідношеннях .

Вироби з фаянсу мають пористий, а з фарфору - щільний, сильно спіклий черепок. Середня густина напівфарфору є проміжною за значенням між фаянсом і фарфором.

Сировинні матеріали піддають ретельній переробці: помелу, відмулюванню, просіюванню. Після цього віддозовану суміш розмелюють у кульовому млині з водою, одержуючи шлікер, з якого литтям у гіпсових формах формують вироби. Гіпс вбирає надлишок води, після чого вироби виймають з форм, підв'ялюють на повітрі, оправляють (обрізають), сушать, вкривають глазур'ю і випалюють при температурі 1250...1300°С.

Вироби з фаянсу мають міцність на стиск майже 100 МПа, водопоглинан-ня не більше 12 %, з напівфарфору - відповідно 150...200 МПа, не більше 5 мас.%, з фарфору - до 500 МПа і не більше 1 мас.%.

Вогнетривкі вироби. Вогнетривкими називають вироби, які застосовують для будівництва промислових печей, топок і апаратів, шо працюють при високих температурах. їх поділяють на просто вогнетривкі (1580... 1770°С), високовогнетривкі (1770...2000°С) та найвищої вогнетривкості (понад 2000°С).

З вогнетривких матеріалів найширше застосовують кремнеземисті та алю­мосилікатні, а також магнезіальні та хромисті.

Кремнеземисті (динасові) вогнетривкі матеріали містять не менше 93% 5іО₂. Вони мають вогнетривкість 167О...179О°С, але невисоку стійкість і при швидкому нагріванні втрачають міцність, розтріскуються й руйнуються. Застосовують динас для укладання склепінь металургійних і скловарних печей.

Алюмосилікатні вогнетриви поділяють на три групи:

1. напівкислі з вмістом 5іО₂ понад 65% і А1₂О₃ не менше 28% та вогне­тривкістю 16Ю...1710°С. Застосовують для футерування шахтних і тунельних печей, вагранок тощо;

2. шамотні матеріали з вмістом А1₂О₃ 30...45% мають високу термічну стій­кість і міцність, вогнетривкість 158О...173О°С. Застосовують їх для футерування обертових печей, димоходів тощо;

3. високоглиноземисті матеріали з вмістом А1₂О₃ понад 45% мають вогне­тривкість 182О...186О°С. Використовують їх у скловарній промисловості, для укладання доменних печей тощо.

Магнезіальні вироби складаються в основному з периклазу М§0 (80...85%), їх вогнетривкість досягає 2000°С.

Хромисті вироби одержують із хромистого залізняку з добавками магнезиту й глинозему. Вогнетривкість їх 18ОО...2ООО°С. Використовують в сталеливарних печах.

Легковагові вогнетриви мають середню густину 400... 1300 кг/м³ і загальну пористість 45...85%, відрізняються високою вогнетривкістю, малою теплопровідністю і достатньою міцністю. Використовують їх для футерування різних за призначенням промислових печей, шо дозволяє істотно зменшити витрату палива (у 2...3 рази) і тривалість розігріву печей (у 3...4 рази).

До легких заповнювачів на основі глинистої сировини відносяться керамзит і аглопорит (ДСТУ Б В. 2.7-17-95).

Керамзит - легкий штучний пористий заповнювач ніздрюватої будови у вигляді гравію чи піску, який одержують при випалюванні легкоплавких глинистих порід, здатних спучуватися при швидкому нагріванні до 1О5О...125О°С. Застосовується як заповнювач для легких бетонів і як теплоізоляційна засипка.

Аглопорит - легкий штучний пористий заповнювач, який одержують спіканням при температурі 1200... 1300°С суміші глинистої сировини з вугіллям. Використовують як заповнювач для легких бетонів.

Довговічність кераміки і способи її підвищення.

За умов якісного виготовлення і правильної експлуатації будівель кераміка є довговічним матеріалом, який може експлуатуватися десятиріччями і навіть століттями. Однак із часом, під дією атмосферних факторів, агресивного середо­вища і механічного навантаження керамічні вироби можуть втрачати свої власти­вості і руйнуватися. Залежно від умов експлуатації довговічність кераміки оціню­ють за багатьма чинниками, наприклад, для стінових матеріалів (цегла, порож­нисті камені, фасадна плитка, черепиця) таким чинником є морозостійкість. Основними факторами, що визначають морозостійкість керамічних виробів є мінералогічний та хімічний склад глинистої сировини, якість її переробки, фор­мування та випалювання, мікро- та макроструктура черепка, структура пор та їхні розміри.

Відомо, що зі збільшенням частки закритих пор, морозостійкість кераміч­них виробів підвищується. Підвищення морозостійкості керамічних виробів до­сягається деякими технологічними прийомами: введенням добавки подрібненого вугілля (1...3%), подвійною переробкою і вилежуванням сировини, вакуумуван­ням керамічної маси, обмеженням вмісту мергелистої глини. Покриття виробів глазурами та ангобами також підвищує їхню морозостійкість.

Головним показником довговічності керамічних виробів, що експлуатують­ся в агресивному середовищі (каналізаційні труби, санітарно-технічні вироби), є хімічна стійкість. Зазвичай її визначають за здатністю виробів протистояти дії розчинів кислот і лугів. Усі види керамічних матеріалів, особливо щільної струк­тури, мають високу кислотостійкість. Звичайна керамічна цегла з істинною по­ристістю ЗО...40% менш стійка проти дії водних розчинів лугів, які при взаємодії з глиноземом утворюють легкорозчинні солі, що вимиваються водою. Кристалогідрати, які утворюються у цеглі з розчинів солей (особливо сульфатів натрію та магнію), також сприяють її руйнуванню. Навіть саме зволоження цегли, незалеж­но від хімічних процесів, негативно впливає на її довговічність, знижуючи міц­ність та морозостійкість. Ось чому дії фізичної та хімічної корозії підлягають кон­струкції, що систематично зволожуються водою: фундаменти, цоколі, стіни воло­гих приміщень. Фізична корозія активніше виявляє себе у зимовий період (внас­лідок циклічного заморожування та відтавання води в порах матеріалу), а хіміч­на - в теплий період.

Керамічні плитки, завдяки високому вмісту алюмосилікатів, є стійкими до дії усіх органічних і мінеральних кислот (крім плавикової). їхня лугостійкість за­лежить від хіміко-мінералогічного складу та щільності структури. Плитки зі щіль­ним черепком є досить лугостійкими, а з підвищеною пористістю можуть руйну­ватися під дією лужних розчинів. Хімічне руйнування пористого черепка відбу­вається внаслідок проникнення агресивного середовища в товщу матеріалу, тоді як шар глазурі (поливи) руйнується з поверхні внаслідок розчинення гомогенної твердої речовини (глазурі) у рідині (агресивному розчині). При дії розчинів кис­лот на поверхні керамічних виробів утворюється захисний шар силікатної кисло­ти. Хімічна стійкість глазурі визначається кількістю лужних та лужноземельних оксидів та відношенням 5І02: А1₂0з у її складі. Вона залежить також від мінера­логічного та фазового складу матеріалу, його пористості, структури і текстури, вмісту та форми муліту.

Найбільш агресивними для керамічних виробів є розчини Н₂50₄ та №ОН (особливо концентрації 20% та вище). Сульфатна (сірчана) кислота розчинює си­лікатні складові керамічного каменю, утворюючи сульфати алюмінію та феруму з виділенням вільного оксиду силіцію. Дія соляної та нітратної кислот на кераміч­ні вироби удвічі слабша порівняно з сульфатною.

Особливістю хімічно стійкої кераміки є щільний спіклий черепок, в якому переважають нерозчинні або важкорозчинні оксиди силіцію та алюмосилікати. Зі збільшенням вмісту в складі випаленої кераміки муліту підвищується її здатність протистояти тривалому впливу лугів та кислот.

Контрольні запитання

1. Наведіть класифікацію керамічних виробів, які застосовуються у будівництві.

2. Які керамічні вироби ви знаєте. Наведіть коротку характеристику.

3. Сировина, основи технології виробництва керамічних виробів.

4. Як підвищити довговічність керамічних виробів.