Специальные виды керамических материалов

Санитарно-техническую керамику (раковины, унитазы, трубы, хи­мическая посуда и т. п.) изготовляют из фаянса и фарфора.

Фаянс (от названия итальянского города Фаэнца) — разновид­ность тонкой керамики, получаемая из беложгущихся глин (60...65 %), кварца (30...35 %) и полевого шпата (3...5 %). Отформованное из пла­стичной массы и высушенное изделие подвергают первичному (так называемому бисквитному) обжигу при температуре 1250...1280 °С; после чего на его поверхность наносится глазурная масса и произво­дится повторный обжиг (1050...1150 °С) для глазурования. Глазурование фаянса необходимо, так как он имеет пористый черепок (П = 20...25 %) и высокое водопоглощение (9...12 %).

Фарфор (от перс, фагефур) — изделия тонкой керамики с плотным черепком — получают так же, как и фаянс из беложгущихся глин (около 50 %), но с большим содержанием полевых шпатов (20...24 %) и меньшим содержанием кварца (20...25 %). Фарфор имеет плотный, полностью спекшийся черепок, просвечивающий в тонком слое. Фарфоровые изделия санитарно-технического назначения также по­крывают глазурью для придания им гладкости и повышения санитарно-гигиенических свойств.

Физико-механические свойства фарфора и фаянса приведены в табл.

Таблица. Физико-механические свойства фарфора и фаянса

Свойства	Фаянс	Фарфор
Плотность, кг/м3	1900...1950	2300.. .2400
Водопоглощение, %	9...12	0,2...0,5
Предел прочности при сжатии, МПа	До 100	400.. .500

Керамические санитарно-технические изделия отличаются деко­ративностью, универсальной химической стойкостью; благодаря твердой и гладкой поверхности они легко чистятся, длительное время сохраняя свои свойства. Недостаток таких изделий, как и керамики в целом,— хрупкость. Несмотря на это, керамика остается лучшим материалом для санитарно-технических изделий.

Канализационные трубы изготовляют из пластичных тугоплавких глин и покрывают глазурью снаружи и изнутри, что обеспечивает их полную водонепроницаемость, химическую стойкость и высокую пропускную способность. Такие трубы выдерживают гидростатиче­ское давление более 0,2 МПа.

Керамические трубы имеют небольшую длину 800...1200 мм, но довольно большой диаметр 150...600 мм. Трубы соединяются друг с другом с помощью раструбов, отформованных на одном конце каж­дой трубы.

Дренажные трубы для мелиоративных работ изготовляют из кир­пичных высокопластичных глин. Выпускают гладкие неглазурован­ные трубы, фильтрующие через свою толщу, и глазурованные с раструбами и перфорацией на стенках.

Клинкерный (дорожный) кирпич изготовляют из тугоплавких глин обжигом до полного спекания. Он имеет меньшие размеры (220х110х65 мм), чем обыкновенный стеновой кирпич, низкое водопог­лощение (2...6 %), высокую прочность при сжатии (40...100 МПа) и морозостойкость не менее F100. Используют его для мощения дорог и тротуаров, устройства полов промышленных зданий, кладки кана­лизационных коллекторов.

Огнеупорные материалы получают по керамической технологии (формование, сушка, обжиг) из различных сырьевых компонентов. Их разделяют на огнеупорные (температура размягчения 1580...1770 °С), высокоогнеупорные (1770...2000 °С) и высшей огнеупорности (> 2000 °С). В зависимости от химико-минерального состава огнеупоры могут быть кремнеземистые, корундовые (на основе А1₂О₃), алюмосиликатные, магнезиальные на основе МgО (периклазовые), хромитовые, графитовые (углеродистые). Выбор огнеупора произво­дят по двум показателям: температуре размягчения и стойкости в той среде, где он будет работать (расплавы стекла, шлаков или металла, химически активные газы и т. п.). Наибольшее применение в строи­тельстве имеют кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупоры.

Кремнеземистые огнеупоры (основной компонент SiO₂) по строе­нию могут быть стеклообразные (кварцевое стекло) и кристалличе­ские (динасовые огнеупоры).

Кварцевое стекло хорошо работает при температурах до 1000 °С; при более высоких температурах оно расстекловывается (кристалли­зуется) и крошится.

Динасовые огнеупоры получают обжигом при температуре около 900 °С кварцевого сырья (молотый кварцевый песок с добавкой изве­стковой или другой связки). Динасовые огнеупоры содержат не менее 93 % SiO₂ в виде устойчивых к высоким температурам модификаций тридимита или кристобалита. Огнеупорность— 1600...1700 °С. Их применяют для сводов стеклоплавильных и стекловаренных печей.

Алюмосиликатные огнеупоры делят на три группы: полукислые, шамотные и высокоглиноземистые.

Полукислые огнеупоры изготовляют обжигом кварцевых пород на глиняной связке (содержание SiO₂ > 65 %; А1₂О₃ < 28 %). Огнеупор­ность-1580...1700 °С.

Шамотные огнеупоры получают обжигом смеси шамота и огне­упорной глины. Они содержат 30...35 % А1₂О₃. Отличаются термо­стойкостью и шлакоустойчивостью. Огнеупорность таких материа­лов - до 1500 °С. Применяют в стекловаренной и цементной про­мышленности.

Высокоглиноземистые огнеупоры содержат более 45% А1₂О₃; полу­чают из бокситов. Их огнеупорность увеличивается с повышением содержания А1₂О₃ и при 60% и более глинозема составляет 2000 °С. Применяют для кладки доменных и стекловаренных печей.

Для обеспечения высокотемпературной тепловой изоляции вы­пускают легковесные огнеупоры с р_m = 400..1300 кг/м³ и пористостью соответственно 85...45 %. Использование легковесных огнеупоров существенно снижает расход топлива (в 2...3 раза) и продолжитель­ность разогрева печей (в 3...4 раза).