1.Под структурой строительных материалов понимают пространственное расположение частиц разной степени измельченности с совокупностью устойчивых взаимных связей и порядком сцепления их между собой. Строение материала изучают на трех уровнях: 1) макроструктура материала - строение, видимое невооруженным глазом; 2) микроструктура материала - строение видимое в оптический микроскоп; 3) внутреннее строение веществ, составляющих материал, на молекулярно-ионном уровне, изучаемом методами рент-гено-структурного анализа, электронной микроскопии и т.п. Макроструктура твердых строительных материалов может быть следующих типов: конгломератная(бетоны, керамические изделия), ячеистая(газо- и пенобетоны, ячеистые пластмассы), мелкопористая, волокнистая(древесина, стеклопластик), слоистая(рулонные, листовые, плитные материалы), рыхлозернистая (порошкообразная). Микроструктура веществ, составляющих материал, может быть кристаллическая и аморфная. Кристаллическая форма всегда более устойчива. Аморфная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую форму. Внутреннее строение веществ, составляющих материал, определяет механическую прочность, твердость, тугоплавкость и другие важные свойства материала. Строительный материал характеризуется химическим, минеральным и фазовым составом. Химический состав строительных материалов позволяет судить о ряде свойств материала: огнестойкости, биостойкости, механических и других технических характеристиках. Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве содержатся в вяжущем веществе или в каменном материале. Фазовый состав материала и фазовые переходы воды, находящиеся в его порах, оказывают влияние на все свойства и поведение материала при эксплуатации.

2. Группы свойств строительных материалов

1)Структурные: - структурно-вещественные(химич. состав, минералог. состав, групповой).

-структурно-пространственные( плотность, пористость, молекулярная масса).

2)Функциональные: - деформативно-механические свойства(деформативность, пластичность).

- физические свойства(теплоемкость, теплопроводность).

- химические свойства(химич. процессы твердения, полимеризация).

Свойства строительных материалов в значительной мере зависят от их структуры. В зависимости от строения материалы могут быть плотными (гранит, сталь), пористыми (пеностекло, ноздреватые бетоны), мягкозернистыми (песок, щебень), слоистыми (фанера, слоистые пластики) и волокнистыми (шлаковата, древесина). Строение материала существенно влияет на его свойства. Например, чем большая пористость, тем более легкий материал, меньший коэффициент теплопроводности. За структурным состоянием материалы разделяют на изотропные, что во всех направлениях имеют одинаковые свойства, поскольку частицы, из которых состоит материал, равномерно распределены в массе, и анизотропные, что имеют слоистое или волнистое строение с определенной направленностью, в связи с чем их свойства в разных направлениях разные.

Строительные материалы минерального происхождения могут находиться в кристаллическом и аморфном состояниях. Большинство естественных и искусственных каменных материалов- это кристаллические тела, для которых характерное правильное размещение ионов в виде пространственной решетки в отличие от аморфных, где атомы размещены хаотически. Это состояние также влияет на свойстве материалов.

3. -Истинная плотность р (г/см3, кг/м3) - масса единицы объема абсолютно плотного материала. Если масса материала m, а его объем в плотном состоянии Va , то

p=m/Va.

Относительная плотность d выражает плотность материала по отношению к плотности воды. Объем пористого материала слагается из объема твердого вещества Va и объема пор Vп.

Средняя плотность (г/см3, кг/м3) есть масса единицы объема материала в естественном состоянии (объем определяется вместе с порами):

pm= m/Ve.

Насыпная плотность pн - масса единицы объема рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов (цемента, песка, гравия, щебня, гранулированной минеральной ваты и т.п.).

-Пористость П есть степень заполнения объема материала порами:

П= Vп/V.

Пористость выражают в долях от объема материала, принимаемого за 1, или в % от объема.

Экспериментальный (прямой) метод определения пористости основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием или другой средой.

Экспериментально-расчетный метод определения пористости использует найденные опытным путем значения плотности (%) высушенного материала

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах: от 0 до 98% (табл. 1.1).

-Пустотность

Пустотностью (Vпуст) называется объем пустот между зернами рыхло

насыпного материала, выраженный в долях единицы или в процентах от об-

щего его объема и расчитанный по формуле:

Vпуст.= ( 1 – pн/ pm )•100 %,

где pн – насыпная плотность сыпучего материала, кг/м3; pm – средняя плотность материала, кг/м3.

Строение материала существенно влияет на его свойстве. Например, чем большая пористость, тем более легкий материал, меньший коэффициент теплопроводности.

4. -Влажность W — содержание воды в материале в данный момент.

Вычисляется в % по формуле:

W=mвл-mc/mc * 100%

где mвл, mc, — масса влажного и сухого материалов, г.

-Гигроскопичность — способность материала поглощать воду из окружающего воздуха. Она выражается в процентах как отношение массы поглощенной материалом воды из воздуха к массе сухого материала при относительной влажности воздуха 100% и температуре 20 °С.

Гигроскопичность зависит от природы материалов. Одни из них, например древесина, активно притягивают молекулы воды. Их называют гидрофильными. Другие же, например битум, не смачиваются водой. Их называют гидрофобными. Придание материалу гидрофобных свойств улучшает его свойства.

-Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать в своих порах воду. Оно подразделяется на Водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение по массе Wм, %

Wм=mв-mc/mc * 100%

Водопоглощение по объему W0, %

Wo=mв-mc/V * 100%

где mв — масса образца, насыщенного водой, г; mс — масса образца, высушенного до постоянной массы, г; V — объем образца, см3.

Между водопоглощением по массе и объему существует следующая зависимость: Wo=Wм*pc

где pс — средняя плотность материала, кг/м3

Водопоглощение всегда меньше пористости, так как поры не полностью заполняются водой.

Материалы во влажном состоянии изменяют свои свойства. Увеличивается средняя плотность, уменьшается прочность, повышается теплопроводность.

-Водопроницаемость — способность материала пропускать воду под давлением. Она характеризуется коэффициентом фильтрации Кф, м/ч, который равен количеству воды Vв в м3, проходящей через материал площадью S = 1 м2, толщиной а = 1 м за время t = 1 ч, при разности гидростатического давления P1 - Р2 = 1 м водного столба:

Кф=Vв*a/[S(P1-P2)*t]

Водопроницаемость материала зависит от его пористости и характера пор.

-Водостойкость — способность материала сохранять свою прочность при насыщении водой: Она оценивается коэффициентом размягчения Кразм, который равен отношению предела прочности материала при сжатии в насыщенном водой состоянии RВ МПа, к пределу прочности сухого материала Rсух, МПа:

Кразм=RВ/Rсух

Для разных материалов Кразм = 0...1. Так, глина при увлажнении не имеет прочности, ее Кразм = 0. Металлы, стекло полностью сохраняют прочность в воде, для них Кразм = 1 . Строительные материалы с коэффициентом размягчения меньше 0,8 не применяют во влажной среде.

5. Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Разрушение происходит из-за того, что объем воды при переходе в лед увеличивается на 9%. Давление льда на стенки пор вызывает растягивающие усилия в материале.

Морозостойкость материала количественно оценивается циклами и соответственно маркой по морозостойкости. За марку материала по морозостойкости принимают наибольшее число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15%; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений - трещин, выкрашивания (потери массы - не более 5%). От морозостойкости зависит долговечность строительных материалов в конструкциях, подвергающихся действию атмосферных факторов и воды.

Марка по морозостойкости устанавливается проектом с учетом вида конструкции, условий ее эксплуатации и климата. Климатические условия характеризуются среднемесячной температурой наиболее холодного месяца и числом циклов попеременного замораживания и оттаивания по данным многолетних метеорологических наблюдений.

Морозостойкость материалов зависит от их плотности и степени заполнения пор водой.

6. -Теплопроводность — способность материалов проводить тепло. Теплопередача происходит в результате перепада температур между поверхностями, ограничивающими материал. Теплопроводность зависит от коэффициента теплопроводности L(лямбда), Вт/(м*°С), который равен количеству тепла Q, Дж, проходящего через материал толщиной d = 1 м, площадью S = 1 м2 за время t = 1 ч, при разности температур между поверхностями t2- t1 = 1 °С:

L=Q*d/S*t*(t2-t1)

Теплопроводность материалов зависит от их средней плотности, химического состава, структуры, характера пор, влажности.

-Теплоемкость - способность материалов поглощать тепло при нагревании. Она характеризуется удельной теплоемкостью с, Дж/(кг*°С), которая равна количеству тепла Q, Дж, затраченному на нагревание материала массой m = 1 кг, чтобы повысить его температуру на t2-t1 = 1°С: с=Q/[m(t2-t1)]

Теплоемкость учитывается при расчете теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, подогрева материалов в зимний период.

-Огнестойкость - способность материалов не разрушаться от действия высоких температур и воды в условиях пожара.

По огнестойкости материалы подразделяют на несгораемые(каменные материалы, металлы.), трудносгораемые(древесина, пропитанная антипиренами.) и сгораемые(все незащищенные органические материалы.).

-Огнеупорность — способность материалов выдерживать длительное воздействие высоких температур, не размягчаясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы подразделяют на следующие группы: огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие.

7. -Упругость — это способность материала после деформирования под воздействием каких-либо нагрузок принимать после снятия их первоначальную форму и размеры. Наибольшее напряжение, при котором материал еще обладает упругостью, называется пределом упругости. К упругим материалам относят резину, сталь, древесину.

-Пластичность — свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто и др.

-Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил без заметной пластичной деформации. Хрупкие материалы: кирпич, природные камни, бетон, стекло и т. д.

Внешние силы, приложенные к телу, вызывают изменение межатомных расстояний, отчего происходит деформация тела. Относительная деформация(e – эпсила).

e= (дэльта)L/L

-Модуль упругости Е (модуль Юнга) связывает упругую деформацию и одноосное напряжение линейным соотношением, выражающим закон Гука.

e=напряжение/Е, напряжение=сила/первоначальная площадь

Модуль упругости представляет собой меру жесткости материала. Материалы с высокой энергией межатомных связей (они плавятся при высокой температуре) характеризуются и большим модулем упругости.

8. -Прочность — способность материалов сопротивляться разрушению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т. п. Оценивается она пределам прочности. Так называют напряжение, возникающее в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.Различают пределы прочности материалов при сжатии, растяжении, изгибе, срезе и пр.[МПа]

Предел прочности при сжатии Rсж

Rсж=P/F

P-давление разрушающей силы, F-первонач. площадь попер. сеч.

Предел прочности при изгибе Rи

Rи=M/W

M-изгибающий момент, W-момент сопротивления образца.

Каменные материалы хорошо работают на сжатие и значительно хуже на растяжение и изгиб. Другие материалы — металл, древесина, многие пластмассы — хорошо работают как на сжатие, так и на растяжение и изгиб.

-Ударная вязкость – свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Определяется отношением работы, затраченной на разрушение образца, к единице объема или площади поперечного сечения.

-Твердость - способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.

При испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10 минералов, расположенных в ряд, с условным показателем твердости от 1 до 10, когда более твердый материал, имеющий более высокий порядковый номер, царапает предыдущий.

Твердость металлов, бетона, древесины, пластмасс оценивают вдавливанием в них стального шарика, алмазного конуса или пирамиды.

-Истираемость — способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий. [г/см2 ]

И = (m1 – m2) / F.

(m1 – m2)- потеря массы, F – площадь истирания.

Определяется И путем испытания образцов на круге истирания или в полочном барабане. Эта характеристика учитывается при назначении материалов для пола, лестничных ступеней и площадок, дорог.

-Износ — свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Показатель – потеря массы.

9. - Минералы - это природные физически и химически однородные тела, возникающие в земной коре в результате физико-химических процессов.

- Горная порода - это природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся продуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела.

- Природные каменные материалы и изделия получают из горных пород путем механической обработки (дробления, распиливания, раскалывания и т.п.), после которой почти полностью сохраняется структура и свойства исходной породы.

Основными породообразующими минералами являются: кварц, полевые шпаты, железисто-магнезиальные силикаты,слюды,карбонаты и сульфаты.

-Кварц, состоящий из двуоксида кремния (Si02) в кристаллической форме обладает: исключительно высокой прочностью при сжатии, высокой твердостью, кислотостойкостью, химической стойкостью, огнеупорностью. Цвет кварца чаще всего встречается молочно-белый, серый.

-Полевые шпаты. Они представляют собой, так же как и кварц, светлые составные части пород (белые, розоватые, красные и т.п.).Главными разновидностями полевых шпатов являются ортоклаз и плагиоклазы.

По сравнению с кварцем полевые шпаты обладают значительно меньшей прочностью и стойкостью, поэтому они реже встречаются в осадочных породах.

-В группе железисто-магнезиальных силикатов наиболее распространены оливин, пироксены, амфиболы.

Они отличаются от кварца и полевых шпатов темной окраской (зеленого, темно-зеленого, иногда черного цвета). Характерными свойствами цветных минералов являются высокая прочность и вязкость, а также повышенная плотность по сравнению с другими минералами, которые входят в состав магматических пород.

-Слюды — водные алюмосиликаты сложного и разнообразного состава. Слюды легко расщепляются на тонкие, упругие пластинки, что характеризует их совершенную спайность.

10. В зависимости от условий формирования горные породы делят на три генетические группы: магматические породы, образовавшиеся в процессе кристаллизации сложного природного силикатного расплава - магмы; осадочные, возникшие в поверхностных условиях из продуктов разрушения любых других пород; метаморфические, являющиеся продуктом перекристаллизации и приспособления пород к изменившимся в пределах земной коры физико-химическим условиям.

Генетическая классификация горных пород

1)Магматические породы

-Массивные:

=Глубинные(Граниты, сиениты, диориты, габбро)

=Излившиеся(Порфиры, диабазы, трахиты, базальты, порфириты, андезиты)

-Обломочные:

=Рыхлые(Вулканические пеплы, пемзы)

=Цементированные(Вулканические туфы)

2)Осадочные породы

-Механические отложения:

=Рыхлые(Глины, пески, гравий)

=Цементированные(Песчаники, конгломераты, брекчии)

-Химические осадки(Гипс, ангидрит, магнезит, доломиты, известковые туфы, некоторые виды известняков)

-Органогенные отложения(Известняки, мел, ракушечник, диатомиты и трепелы)

3)Метаморфические (видоизмененные) породы

-Продукты видоизменения изверженных пород(Гнейсы)

-Продукты видоизменения осадочных пород(Мраморы, кварциты)

11. Магматические горные породы — это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы, в результате её охлаждения и застывания.

Минеральный состав магматических горных пород разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апатит и другие минералы.

В зависимости от условий образования выделяют две основные группы магматических пород – глубинные(образовались при застывании магмы на разной глубине в земной коре. ) и излившиеся(образовались при вулканической деятельности, излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности).

Основные виды глубинных пород: граниты, сиениты, гранодиориты, диориты и кварцевые диориты, габброиды, перидотиты.

-Граниты отличаются высоким содержанием кварца, натриево-калиевых шпатов и плагиоклаза небольшим количеством слюды и отсутствием сульфидов. Граниты имеют высокую механическую прочность при сжатии, низкую прочность при растяжении, малую пористость, высокую морозостойкость, а также обладают высоким сопротивлением истиранию.

Граниты широко используются в строительстве, являются прекрасным облицовочным декоративным, а также защитным материалом.

-Сиениты - состоят в из калиевых и натриевых полевых шпатов, цветных минералов. По физико-механическим свойствам сиениты близки к гранитам, несколько уступая им в прочности из-за отсутствия кварца.

-Гранодиориты отличаются от гранитов меньшим содержанием кварца, повышенным количеством цветных минералов.. Гранодиориты по механической прочности уступают гранитам. Подобно гранитам, они находят в строительстве самое разнообразное применение.

Основные виды излившихся пород: кварцевые и бескварцевые порфиры, трахиты, андезиты, базальты, диабазы, пемза, вулканический пепел, вулканические туфы, туфолава.

-Кварцевые порфиры по своему минеральному составу близки к гранитам. Прочность, пористость, водопоглощение у порфиров в общем сходны с показателями этих свойств, присущими гранитам. Но порфиры более хрупки и менее стойки вследствие наличия крупных вкраплений.

-Бескварцевые порфиры по своему составу близки к сиенитам, но в связи с иным генезисом обладают худшими физико-механическими свойствами.

-Трахиты. По своему минеральному и химическому составу трахиты схожи с сиенитами, но более пористы. Поэтому предел прочности при сжатии трахитов невысок, а морозостойкость ниже, чем у сиенитов. Трахиты используют как кислотоупорный материал и отчасти в качестве строительного камня.

12. Осадочные горные породы

Осадочная порода образуется в условиях переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды,жизнедеятельности растений.

В составе осадочных пород можно выделить две различные по своему происхождению группы минералов: реликтовые и минералы осадочного происхождения. К первой группе относят минералы магматические и метаморфические; ко второй - минералы, образовавшиеся на месте в осадке или в породе.

Большинство осадочных пород имеет более пористое строение, чем плотные магматические породы, а следовательно, и меньшую прочность. Некоторые их них сравнительно легко растворяются(например, гипс) или распадается в воде на мельчайшие нерастворимые частицы (например, глины).

Осадочные породы в зависимости от условий их образования делят на три основные группы:

1)обломочные породы:

- Рыхлые обломочные породы - песок и гравий - применяют в качестве заполнителей для бетона, в дорожном строительстве, для железнодорожного балласта, для изготовления стекла.

-Глинистые породы - используют в керамической промышленности

2)химические осадки:

-Карбонатные породы – применяют в строительстве, а также как сырье для получения вяжущих веществ - извести и цемента

-Сульфатные породы – служат сырьем для получения вяжущих веществ, иногда применяют в виде облицовочных изделий.

-Аллитовые породы – бокситы используют для производства алюминия, искусственных абразивов, огнеупоров; латериты используют в качестве строительного материала.

3)органогенные породы:

-биогенные кремнистые породы - яшмы используют как декоративный камень и в строительстве; Диатомиты, трепелы, опоки применяют для производства теплоизоляционных материалов, в виде минеральных добавок к вяжущим веществам

-органогенные известняки - применяют в строительстве.

13. Метаморфизмом называют преобразование горных пород, происходящее в недрах земной коры под влиянием высоких температур и давлений. В этих условиях может происходить кристал-i лизация минералов без их плавления.

Минералы, слагающие метаморфические породы, можно разделить на следующие группы: минералы, широко распространенные как в метаморфических, так и в магматических породах (полевые шпаты, кварц, слюда, роговая обманка, большинство пироксенов, оливин и др.); типичные для осадочных пород минералы (кальцит, доломит); минералы, которые могут находиться в магматических породах в качестве вторичных, а также слагать типичные метаморфические породы (серпентин и др.); специфические метаморфические минералы, присутствие которых возможно только в глубоко преобразованных метаморфических породах.

Основные разновидности метаморфических горных пород:

-Кристаллические сланцы имеют достаточно высокую плотность, вязкость, водостойкость и твердость, а также малое водопоглощение.

Кровельные сланцы используют в производстве кровельных плиток и некоторых строительных деталей.

-Гнейсы - по механическим и физическим свойствам в свежем виде не уступают гранитам.

Применяют гнейсы при бутовой кладке, для кладки фундаментов, в качестве материала для щебня.

-Кварциты - обладают высокой огнеупорностью и прочностью на сжатие .

Используют в строительстве в качестве стенового камня, а также для облицовки зданий.

-Мрамор – имеет достаточно хорошую прочность на сжатие, высокую плостность. Мрамор широко применяется для внутренней отделки стен зданий, ступеней лестниц.

14. Основные причины разрушения природных каменных материалов в сооружениях: замерзание воды в порах и трещинах, вызывающие внутренние напряжения; частое изменение температуры и влажности, вызывающее появление в материале микротрещин; растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении; химическая коррозия, происходящая под действием газов, содержащихся в атмосфере (SO2, СО2 и др.), и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде.

Конструктивную защиту открытых частей сооружений (цоколей, карнизов, поясков, столбов, парапетов) сводят к приданию им такой формы, которая облегчает отвод воды. Этому же способствует гладкая полированная поверхность облицовки и профилированных деталей. Стойкость пористых каменных материалов, которые не полируются, повышают путем пропитки поверхностного слоя уплотняющими составами и нанесения на лицевую поверхность водоотталкивающих составов.

Гидрофобизация, т.е. пропитка гидрофобными составами (например, кремнийорганическими жидкостями), понижает проникновение влаги в пористый камень. Применяют для зашиты камня от коррозии пленкообразующие полимерные материалы - прозрачные и окрашенные. Также пропитывают поверхность камня мономером с последующей его полимеризацией.

15. Керамическими называют искусственные каменные материалы и изделия, полученные в процессе технологической обработки минерального сырья и последующего обжига при высоких температурах.

Их классифицируют по ряду признаков.

-По назначению керамические изделия подразделяют на следующие виды: стеновые, отделочные, кровельные, для полов, для перекрытий, дорожные, санитарно-технические, кислотоупорные, теплоизоляционные, огнеупорные и заполнчтели для бетонов.

-По структуре различают керамические изделия с пористым и спекшимся (плотным) черепком. Пористыми считают изделия с водопоглощением по массе более 5%. К. ним относятся изделия как грубой (керамические стеновые кирпич и камень, изделия для кровли и перекрытий, дренажные трубы), так и тонкой (облицовочные плитки, фаянсовые) керамика. К плотным относят изделия с водопоглощением по массе менее 5%. К. ним принадлежат также изделия и грубой (клинкерный кирпич, крупноразмерные облицовочные плиты), и тонкой (плитки для полов, полуфарфор, фарфор) керамики.

-По температуре плавления керамические материалы и изделия подразделяются на легкоплавкие (с температурой плавления ниже 1350°С), тугоплавкие (1350°С-1580°С), огнеупорные (1580°С-2000°С), высшей огнеупорности (более 2000°С).

Основным сырьевым материалом для производства строительных керамических изделий является глинистое сырье, применяемое в чистом виде, а чаще в смеси с добавками - отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами и др.

16. Важнейшими являются следующие свойства глин: пластичность, отношение к сушке, отношение к обжигу и огнеупорность.

-Пластичность глиняного теста позволяет формовать из глин различные керамические изделия. Степень пластичности глиняного теста зависит от минералогического и зернового состава глины, формы и характера поверхности отдельных зерен и наличия отощающих добавок (песка и других крупных примесей).

-Воздушная усадка. При высыхании отформованного из глины изделия по мере удаления из него воды уменьшается его объем вследствие сближения глинистых частиц. Этот процесс называется воздушной усадкой. Линейную воздушную усадку выражают процентным отношением расстояния между отметками на высушенном изделии к первоначальному расстоянию до высушивания. Эта усадка составляет 5—12%.

-Отношение к нагреванию. Отформованное изделие из глины в процессе обжига превращается в прочную камневидную массу, обладающую водостойкостью. При обжиге глины цвет ее изменяется, механическая прочность возрастает, объем сокращается, происходит уплотнение ее черепка. Размер огневой усадки 1-2%.

Для регулирования свойств глины применяют добавки разного назначения:

Отощающие добавки(шлаки, золы, кварцевый песок) – для уменьшения усадки при сушке и обжиге.

Порообразующие добавки(древесные опилки, угольный порошок) – для повышения пористости и улучшения теплоизоляционных свойств.

Плавни(полевые шпаты, магнезит, тальк, песчаник) – для снижения температуры обжига.

Пластифицирующие добавки (высокопластичные глины, бентониты) – для повышения пластичности при меньшем расходе воды.

Специальные добавки(железо, кобольт, хром, титан) – для повышения кислостойкости.

17. Основные этапы производства керамических изделий примерно состоят из добычи глины, подготовки массы для формования, формования сырца, сушки и обжига изделий.

В большинстве случаев глину добывают открытым способом при помощи экскаваторов, скреперов и других механизмов. На завод глину доставляют рельсовым транспортом, автотранспортом, ленточными транспортерами.

Технология любого керамического изделия начинается с приготовления керамической массы. Цель этой стадии производства — разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, крупные куски измельчить, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой до получения однородной и удобоформуемой керамической массы.

Затем выполнятся сушка изделий.

Сушку сырца, как правило, производят искусственно в специальных сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей или горячий воздух из калориферов. Срок сушки обычно - 2...3 сут, а иногда несколько часов.

Обжиг — важная и завершающая стадия технологического процесса керамических изделий.

Обжиг изделий обычно ведут при температуре 900—1000 °С.

Для обжига керамических материалов используют специальные печи (кольцевые, туннельные, щелевые, роликовые и др.). После обжига изделия охлаждают постепенно, чтобы предотвратить образование трещин.

Обожженные изделия могут различаться между собой как по степени обжига, так и по наличию внешних дефектов. После выгрузки из печи их сортируют с учетом ГОСТов.

18. К группе стеновых керамических материалов относятся: кирпич керамический обыкновенный, эффективные керамические материалы (кирпич пустотелый, пористо-пустотелый, легкий, пустотелые камни), а также крупноразмерные стеновые кирпичные блоки и панели заводского изготовления.

Кирпич керамический обыкновенный.

Кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями и прямыми ребрами и углами размером 250X120X65(88) мм. Плотность кирпича 1600...1900 кг/м3, а теплопроводность 0,70...0,82 Вт/(м*°С). Прочность кирпича характеризуется пределом прочности при сжатии и изгибе и обозначается марками: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250 и 300. По морозостойкости кирпич подразделяют на четыре марки: F 15, 25, 35 и 50.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен, изготовления стеновых блоков и панелей, кладки печей и дымовых труб.

Эффективные стеновые керамические изделия(кирпич пустотелый, пористо-пустотелый, легкий, пустотелые камни).

Наличие пустот не только снижает плотность и массу таких изделий, но и ускоряет процессы их сушки и обжига, так как изделие прогревается быстрее и равномернее через наружные и внутренние поверхности. Пустотелые кирпич и камни применяют наравне со сплошным, за исключением кладки фундаментов, подземных частей стен, печей, дымовых каналов.

Кирпич строительный легкий изготовляют из сырьевой массы, основу которой составляют легкие пористые кремнеземистые породы (диатомит, трепел) с выгорающими добавками. Применяют легкий кирпич для стел зданий с нормальной влажностью.

19. Керамические изделия для внешней облицовки зданий подразделяют на кирпич и камни лицевые, крупноразмерные плиты, плитки керамические фасадные и литые и ковры из них.

Кирпич и камни лицевые являются не только облицовочными изделиями. Они укладываются вместе с кладкой стены и одновременно служат конструктивным несущим элементом вместе с обычным кирпичом. Для зданий, возводимых из кирпича, лицевые кирпичи являются наиболее экономичным видом облицовки зданий.

Крупноразмерные облицовочные плиты - применяются для облицовки фасадов и цоколей зданий, подземных переходов.

Плитки керамических фасадные - применяются для облицовки наружных стен кирпичных зданий, наружных поверхностей железобетонных стеновых панелей, цоколей, подземных переходов и оформления других элементов зданий.

Керамические плитки для внутренней облицовки

Плитки керамические для внутренней облицовки подразделяются на две группы - для облицовки стен и для покрытия полов. Эти изделия не подвергаются в условиях эксплуатации действию отрицательных температур, поэтому требования морозостойкости к ним не предъявляются.

Плитки для облицовки стен применяются двух видов - майоликовые и фаянсовые. Фаянсовые плитки изготовляются из сырьевой смеси каолина, полевого шпата и кварцевого песка, а майоликовые из красножгущихся глин с последующим покрытием глазурью.

Плитки керамические для полов производятся из тугоплавких и огнеупорных глин с добавками и без них. Их применяют для настилки полов в зданиях, к чистоте которых предъявляются высокие требования, где возможны воздействия жиров и других химических реагентов.