2.1.2. Қасбеттік керамикалық бұйымдарды әрлеу технологиясы

Егер қарапайым құрылыстық кірпіш үшін түс маңызды болмаса, беттік бұйым үшін – бұл аса маңызды параметр болып табылады. Заманауи керамикалық кірпіштің түсі әртүрлі болады, ақтан қараға дейін, тіпті біртекті емес те болады. Түс ең алдымен күйдіру технологиясына, сондай-ақ саздық шикізаттың құрамына, сапасына және түсіне. Біздің елеміздегі кен орындарындағы саздардан күйдіргенде негізінен қызыл түске енетін бұйымдар алуға болады. Сирек жағдайларда ғана сарғыш, күрең, ақ түсті кірпіштер алуға болады. Әр түсті бұйымдар алу үшін өндірушілер саздардың бірнеше түрін араластырып, шикізаттық құрамға бояғыштар қосады.

Сонымен, қасбеттік керамикалық бұйымдар келесі әдістермен әрленеді немесе көркемделеді:

а) қасбеттік бұйымға белгілі түс шикізаттық массаның құрамын беру арқылы;

б) дайын бұйымды ангоб, глазурь, эмаль немесе керамикалық бояулармен көмкеру арқылы;

в) күйдіру процесінде от жалынымен өндеу арқылы;

г) бұйымдарды фактуралау немесе оюлап өрнектеу тәсілімен.

Терракотталау. Керамикалық массаның құрамын реттеу арқылы қасбеттік бұйымның түсін және құрамын өзгерту процесін терракотталау әдісі деп атайды.

Саз негізіндегі бұйымның түсі күйдіргеннен соң ашық қоңырдан, қою қоңыр түске дейін өзгереді. Оларға белгілі бір түс беру мақсатында күйдіруге дейін масса құрамына әртүрлі, негізінен, табиғи бояулар қосылады. Мысалы, әк ұлпасы - тиімділігі жоғары және бағасы арзан ағартқыш.

Терракотталау әдісімен қасбеттік керамикалық бұйымдар: беттік кірпіш, белдеулер, арқаулар, ұстындар және қасбеттік тақташалар өндіріледі.

Екі қабаттап қалыптау технологиясы. Екі қабаттап қалыптау негізінен беттік кірпіш өндірісінде қолданылатын әдіс. Бұл әдіс негізгі бөлігін өзгертпей, тек беттік қабатына жоғары сапалы саз қолдануға мүмкіндік жасайды. Бұл жағдайда негізгі және беттік қабаттарға қолданылатын саздардың шөгу көрсеткіштері мен ыстықта ұлғаю коэффициенттері бір шамада болуы шарт.

Беттік қабат 5-10 мм қалыңдылықпен пресстелінеді. Ол үшін қосымша, шағын көлемді ленталы пресс қарастырылады. Негізгі кірпіштік массаны пресстейтін вакуум-преске мундштук кигізіледі. Мундштукке қосымша пресстен беттік қабаттың массасы беріледі. Нәтижесінде вауумделінген екі масса бірігіп, бір ағым арқылы әрленіп шығады.

2.3 – сурет. Кірпішті екі қабаттап қалыптау үлгісі

1 - мундштук; 2 - негізгі масса (қабат); 3 - беттік қабат

Беттік қабаттың түсінің әрлі болуы үшін келесі әдістер қолданылады:

• күйдіру процесінде әрленетін (түрлі түске енетін) табиғи саздарды беттік қабатқа қолдану;

• күйдіру барысында ақ түске енетін саздың құрамына металл тотықтарын немесе пигменттер қосу. Пигменттер шихта массасына келесі мөлшерде қосылады, %: кобальт тотығы – 1-5; темір тотығы – 3-10; марганец кені – 5-10; хром тотығы – 5-10; хром кені – 3-5.

Шикізатты дайындау технологиясы. Беттік қабатқа қолданылатын шикізатты (сазды) илеп, 7-10 тәулік иін қандыруға қояды. Мерзімі толғанда, оған пигмент немесе металл тотықтарын қосып саз араластырғышта араластырады. Бояу қою қоймалжың күйінде қосылады. Бұл массаны екі қайтара пресстен өткізіп, 3-4 қатарлы етіп жинап, 2-3 тәулік камерада сақтайды. Масса кеуіп қалмау үшін камераға бу беріледі.

Кірпіштің негізгі массасы және беттік қабат өндірісте қабылданған технология бойынша дайындалады.

Екі қабатты керамикалық бұйымдардың сапасын арттыру бағыттары. Екі қабатты керамикалық бұйым өндірудің негізгі шарты негіздік және беттік қабаттардың жабысу беріктігін арттыру, бұйымның бұл қасиеті қалыптау массасының илемділігіне, қалыптау ылғалдылығына, шөгу көрсеткішіне және күйдіру тәртібіне байланысты.

Екі қабатты керамикалық бұйым өндіруге қолданылатын саз төмен және орташа илемділік класына жатады (тиімді илемділік саны 14-16) және құрамында құм қоспалары болмауы қажет. Ал гипс пен әктас қоспаларының мөлшері 5 %-дан аспауы шарт.

Беттік қабатқа әдетте 1100⁰С-тан төмен температурада пісетін, қиын балқитын немесе отқа төзімді саз қолданылады.

Пісіру температурасын төмендету мақсатында саз құрамына ұнтақталған шыны сынықтары, пегматит, нефелинді сиенит, перлит және т.б. қосылады.

Негізгі масса мен бетік қабаттың берік жабысуын қамтамасыз ету үшін келесі шарттар сақталуы қажет:

- негізгі массаның ылғалдылығымен салыстырғанда беттік қабаттың ылғалдылығы 3-4% жоғары болуы керек;

- массаның илемділік ағымдылығының (Рт) тиімді көрсеткіші 0,15-0,2 МПа-ға тең;

- негізгі массаның және беттік қабаттың Рт көрсеткіштерінің ауытқуы +0,03 МПа-дан аспайды;

• негізгі масса мен беттік қабаттың жалпы шөгу мөлшері 9% аспауы керек;

• негізгі масса мен беттік қабаттың ауада шөгу көрсеткіштерінің ауытқуы 1,3%, ал отта шөгуі – 0,5% аспауы қажет. Шөгу көрсеткіштерін реттеу үшін шихта құрамын тиімдейді;

• 950-1000⁰С температурада күйдірілген бетік қабаттың су сіңірімділігі 8-14 % аспауы керек;

• екі қабатты керамикалық бұйымдар 25 цикл + 15⁰С температурада тоңазытып және ерітуге төзімді болуы керек.

Беттік қабатқа қолданылатын саздың шығыны жалпы өнім көлемінің 5-6% немесе 1000 дана кірпішке 0,1-0,2 м құрайды.

Кез-келген түсті ангоба және глазурь көмегімен алуға болады.

Ангобтау. Ангоб – қалыпталған бұйымның бетіне күйдіру алдында жағылатын, ақ немесе түсті саздан тұратын жұқа декоративті қабат, яғни сазды материалдар мен қоспалардың қою массасы. Ангобпен әрленген кірпіштің негізгі бөлігі өндірісті қолданылып жүрген шикізат құрамынан жасалады, ал бет қабаты күйдіру процесінде ақ түске айналатын сазға әртүрлі минералды бояулар қосу арқылы алынады. Бояулар: темір тотығы, пиролюзит, хромды темір және т.б. ангобтаушы массаның көлемінен 5-7% мөлшерінде қосылады. Ангоб қабаты жаңа қалыптылығынан немесе кептірілген бұйымға 0,2-0,4 мм қалыңдықта жағылады.

Ангобтау үшін кірпіштің мундштуктан немесе пресстен шығар тұсына пульверизациялау (бүркігіш) камерасын орналастырады. Камерада компрессорларға жалғанған форсункалар орналасқан. Камерадан бұйым шығатын тұсқа ангобтың құрғақ бөлігін өнделетін бетке батыру мақсатында резинкалы білік орналастырылады.

Ангоб кептірілген бұйым бетіне жағылғанда бұл процесс күйдіру вагонкаларына тиеудің алдында немесе арнайы конвейерде жүргізіледі. Ангобтың пен кірпіштің термиялық ұлғаю коэффициенттері жақын болуы қажет.

Ангобталған бұйымдар өте ежелден өндеу жұмыстарына қолданылған. Мысалы, Жамбыл облысындағы Айша-Бибі мұражайы бетін көркемдеу жұмыстарына қолданылған оюланған кірпіштердің беттері ангобпен әрленген.

Қазіргі кезде ангоб құрамына минералды бояулармен қатар өндіріс қалдықтарын да қолдану жолдары зерттелініп өндеу жұмыстарына ұсынылуда.

Мысалы, Алматы ҒЗИстромпроект ЖШС ұсынған бірнеше ангоб құрамдары 1-кестеде көрсетілген.

2.1 - кесте. Ангоб түсінің шихта құрамына байланысты өзгеруі,

массасы бойынша %

Компоненттер	Ашық қоңыр	Қызғылт	Ақ	Ашық қызғылт
Түйетас сазы	45	-	-	50
Шыны сынықтары	30	30	30	30
NaCI	15	-	-	-
B2O5	10	22.5	5	5
SbO	0.4	1.5	-	2
Fe O	-	1.0	-	2
Na2CO3	-	-	15	11
Қотырбұлақ құмы	-	45	-	-
Фосфор қожы	-	-	50	-

Шихтаның құрамын өзгерту арқылы түрлі – түсті ангобтық құрамдар алуға болады. Жоғарыдағы кестеде көрсетілгендей фосфор қожын қолдану арқылы ақ түсті ангоб алынған. Қызғылт түсті (розовый) ангоб алуда жергілікті шикізат – Қотырбұлақ құмы қолданылады. Сонымен қатар, өнеркәсіп қалдығы болып саналатын шыны сынықтары да кең пайдалынылады, яғни көрсетілген ангобтық құрамдарды алуда табиғи ресурстарды қроғау шаралары және экологиялық мәселелер ескерілген.

Глазурьлеу. Беті жалтыр, түсті кірпіш алу үшін күйдірілген бұйым бетіне глазурь (арнайы тез балқитын құрам, негізі – аса ұнтақталған әйнек) жағылады. Глазурьлер тымық және мөлдір, ақ және боялған жалтыр және күңгірт болу мүмкін. Глазурь төмендегідей алынады: арнайы дайындалған минералдық қоспаны күйдірілген бұйым бетіне жағып, одан кейін бұйымды қайтадан пешке орналастырады (екі қабатты қалыптау технологиясы). Екінші қайтара күйдіру төменірек температурада жүргізіледі. Екі қайтара күйдіру арқасында кірпіштің су сіңіргіштігі төмендейді, яғни оның атмосфера әсерлеріне төзімділігі артады.

2.4 - сурет. Мозаикалық панно

Әйнек тәріздес су өткізбейтін қабат негізгі массаға жақсы жабысады, нәтижесінде бұйымның аязға төзімділігі де артады.

Глазурьленген кірпіш бөлменің ішінде де, сыртында да, мозаикалық панно құрастыруға (2.4- сурет) мүмкіндік туғызады.

Глазурьленген және ангоб-талған кірпіш ішкі және сыртқы қабырғаларды ерекше әсемдеу үшін қолданылады.

Бұйымдардың әртүсті болуы әсемдеудің кез-келген түрін жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Глазурьленген және ангобталған кірпіштің сыртқы түрлеріне бірдей талаптар қойылады. Түсті бетінде қаспақтар мен сызаттар, көбіршектер мен төмпештер болмауы керек. Кетіктер мен бұдырлар рұқсат етіледі, бірақ өте аз мөлшерде (4 данадан артық емес). Көбіршектер мен қара дақтар болған жағдайда, олардың саны 3-тен аспауы керек. Екі кірпіштің де түсті қабаттары өте морт сынғыш, сондықтан болар оларға сұраныс онша көп болмайтыны.

2.5 - сурет. Глазурьленген кірпіштер

Торкреттеу. Торкреттеу әдісі негізінен беттік кірпішті әрлеуге қолданылады. Бұл әдіс құрғақ әрлі қиыршықты механикалық немесе пневматикалық тәсілмен шашуға негізделген.

Торкреттеу әдісін қолданғанда әртүрлі тау жыныстарын, фарфор-фаянс және шыны өндірістерінің қалдықтарын кірпіш бетіне шашу арқылы оған әрлі фактура және түс беруге болады. Жоғарыда аталған материалдардан алынған қиыршықтың өлшемі 1-3 мм болуы қажет.

Беттік кірпішті торкреттеудің технологиялық үлгісі 2.6 - суретте көрсетілген.

2.6 – сурет. Беттік кірпішті торкреттеу үлгісі

1 - бункер; 2 - мөлшерлегіш; 3 - торкреттеу камерасы; 4 - шикі кірпіш шығатын арнайы саңылау; 5 - компрессор; 6 - ауа тасымалдау құбыры; 7 - желдеткіш

Бункерден (1) төгілген қиыршық, өлшегіште (2) мөлшерленіп, тасымал құбыры арқылы форсункаға жеткізіледі. Осы форсункаға ауа тасымалдаушы (6) арқылы 2,5-3 атмосфералық қысымдағы ауа беріледі. Форсунка металл қаңылтырымен қапталған торкреттеу камерасында (3) орналасқан. Жаңа қалыптанған кірпіш арнайы саңылау (4) арқылы камерадан тоқтаусыз өтеді Оның өнделетін бетіне форсунка сопласынан әрлі қиыршық шашырайды. Кірпіш бетіне шашырап енген қиыршық камерадан шығар тұста резеңкеден жасалынған білік көмегімен тегістелінеді.

Камера түбіне қиыршықтың артылған, шашыраған бөлігі жиналады және автоматты түрде форсункалардың біріне қайтарылады.

Бұл әдіспен кірпіш бетін әрлегенде, жұмсалынатын қиыршық шығыны 1000 дана кірпішке 40-50 кг құрайды.

Среди новых разработок в области «декорирования» кирпича - металлополимерное покрытие, позволяющее создать на поверхности изделия неожиданные сочетания цветов, рисунки, надписи.

Фасадные керамические изделия применяют для облицовки фасадных поверхностей стеновых панелей, блоков, цоколей зданий, лоджий, для отделки архитектурных элементов фасада зданий – поясов, карнизов и создания декоративных панно.

Для отделки сборных конструкций на заводах используют коврово-мозаичные плитки размерами 48х48 и 22х22мм толщиной 2 – 4мм, плитки типа «кабанчик» размером 120х65х7мм, типа брекчия – ковры, набранные из плиточного боя.

Коврово-мозаичные плитки выпускают с естественно окрашенным черепком и глазурованные. Глазури могут быть глухими и прозрачными, белыми и окрашенными, блестящими и матовыми.

Плитки типа «кабанчик» изготовляют не глазурованными и глазурованными. Их используют для отделки панелей (наклеенными на бумажные ковры), а также для облицовки кирпичных стен.

Ковры типа «брекчия» применяют для облицовки фасадов и в виде акцентных вставок. Бой плиток в таком ковре не должен составлять более 60% общей его площади.

Для облицовки готовых кирпичных и бетонных стен применяют крупноразмерные и цокольные плитки. Крупноразмерные плитки размером 250х140х10мм изготавливают не глазурованными и глазурованными. В настоящее время действует полностью автоматизированная поточная линия для прессования, сушки, глазурования и обжига таких плиток.

Цокольные глазурованные плитки являются изделиями штучного применения; их используют для облицовки зданий и подземных переходов (рис. 2.11.).

Рис. 2.11.

Эти плитки имеют спекшийся черепок, их водопоглощение не более 5 %.