Лекции / Лекция 5

Рис. 5.24. Майоликовая плитка

П р и м е ч а н и е ‒ Терракота (от итал. terra – земля, глина и cotta – обожженная) – керамиче-

ские неглазурованные изделия из цветной глины с пористым строением.

Утель – это основа (черепок) керамической плитки после утельного (первичного) обжига, различается по плотности, цвету. Определяет степень водопоглощения и эстетичность неглазурованной плитки.

Фаянсовые плитки изготовляют из огнеупорных глин с добавками кварцевого песка и полевого шпата, понижающего температуру плавления (рис. 5.25). Обжигают при температуре ниже температуры спекания (до 1040°С). Такие плитки тоже имеют пористую структуру, водопоглощение до 12% и низкую прочность. Для повышения водонепроницаемости лицевая сторона покрывается глазурью и повторно обжигается (СТБ 1354). Толщина плиток, как правило, 4…6 мм. Не рекомендуется использовать для настилки полов (глазурь легко царапается) и для наружной облицовки (пористый черепок зимой быстро разрушается).

Такую плитку коробчатой формы называют «кафельной» (от нем. «Kachel» – глиняная плошка) и используют для облицовки печей (рис. 5.26). Русское старинное название – изразцы.

П р и м е ч а н и е ‒ Считается, что история керамической плитки начинается с 30 года до нашей эры. Таким годом датируется плитка, произведенная в Древнем Иране. Применялась она в основном для отделки помещений дворцов и храмов и фасадов строений. Второе общепринятое название керамической плитки «кафель», которая имела небольшие размеры и декорировалась законченным по сюжету рисунком. Сейчас грань между керамической плиткой и кафелем практически не

41

существует. Продавцы и покупатели называют ее «керамическая плитка» или «кафель» по своему усмотрению.

На Руси такие плитки получили название «изразцы» по технологической операции, применяемой при их изготовлении. В старину на Руси изразцы отминали из глины в деревянные резные формы, которые изрезали узорами.

Рис. 5.25. Образцы фаянсовой плитки

Рис. 5.26. Изразцы (кафельная плитка) для печки

42

Для создания красивого и законченного в композиционном плане интерьера используют фасонные (угловые, бордюрные, карнизные и плинтусные) и декоративные керамические изделия (фризовые плитки) – вставки, панно, бордюры и фризы.

Вставки представляют собой одиночные плитки с узором или рисунком, которые размещаются на небольшом расстоянии друг от друга по всей площади отделываемой поверхности, оживляя однотонный фон. Выделяют вставки барельефного, в которых лепной рисунок немного возвышается над основой плитки, и плоского типов.

Барельефные вставки применяются только в настенной керамической отделке. Их рисунок обычно изображает старинную европейскую живопись, фрукты, овощи, цветы, животных и птиц. Вставки плоского типа используются как в напольной, так и в настенной отделке. Их рисунок достаточно разнообразен – от геометрических фигур до детальных изображений животных и людей.

Наряду с декоративными функциями отдельные вставки могут иметь и практическое назначение, т. н. функциональные вставки (встроенное оборудование), которые изготавливают в виде крючка, мыльницы или небольшой полочки. Вставки подобного типа чаще всего находят своё место на кухне или в ванной комнате (рис. 5.27).

43

Рис. 5.27. Вставки

Бордюры могут быть нескольких типов и отличаться размерами и формами. Традиционный бордюр – это небольшой длины прямоугольник, узкая полоса керамики, на которую нанесён определённый рельеф или рисунок, толщиной до 80 мм. Различают бордюры «карандаши», узкий и широкий бордюр. Чаще всего они используется в горизонтальной укладке, играя роль разделителя между двумя типами настенных плиток (например, между темной бикоттурой и яркой майоликой). При вертикальной укладке бордюр создаёт иллюзию разделённого пространства. Это очень эффективный приём в современном дизайне интерьера, когда необходимо выделить какой-либо предмет из общего фона. Бордюры-карандаши укладывают также в местах стыка настенной и напольной плитки или настенной и потолочной. Выполненные в виде барельефа изящные бордюры-карандаши вносят в интерьер композиционное единство и законченность.

Фризы – это полосы, выделяющиеся цветом или рисунком, которые ограничивают основную площадь облицовки сверху. Самый распространённый размер фриза –

20x7,5 и 20x5 см.

Декоративное панно тоже представляет собой керамическую вставку, но состоящую из одной большой или нескольких небольших плиток. Главное отличие панно от вставки – наличие уникального сюжета иногда на уровне произведения искусства

(рис. 5.28).

44

Рис. 5.28. Разновидности декоративного панно

Самый распространённый тип панно – фрисайз, главная особенность которого – отсутствие стандартных форм и размеров. В комплекте панно-фрисайз предлагаются несколько плиток, которые владелец размещает по своему вкусу. Наиболее популярные из них – вертикальные (плитка располагается снизу вверх), горизонтальные (плитка располагается справа налево) и крестообразные (одна плитка в центре и четыре по бокам). Простой рисунок этих панно позволяет создавать и иные композиции, например “шахматы”, “лиану” или “солнце”.

Информацию о качестве и назначении керамической плитки можно считать с пиктограмм на упаковках и/или сопроводительной документации по условным символам (рис. 5.29). Например, изображение лепестка пламени с цифрой «1» или «2» указывает на количество обжигов плитки, а ступни на чёрном фоне, что данная плитка может быть использована в качестве напольного покрытия. Ступня на заштрихованном фоне подтверждает повышенную износостойкость. Рисунок кисти руки соответствует плиткам для стен. Снежинка указывает на повышенную морозостойкость плит-

45

ки. Неоднократное повторение одного и того же символа (пиктограммы) говорит о высоком уровне того или иного показателя и т. д.

Рис. 5.29. Примеры пиктограмм (символов) на керамической плитке:

a – плитка для пола; b – для облицовки стен; c – класс по износостойкости; d – морозостойкая;

e – с низкой огнестойкостью; f – прочностные характеристики; g – с сопротивлением скольжению; h – термостойкие; i – прочность сцепления; j – с выделением опасных веществ

Сорт плитки тоже указан на упаковке, либо по европейским нормам для 1 сорта вся маркировка должна быть красного цвета, 2 – синего и 3 – зелёного.

Буквами обозначается реакция плитки на воздействия различных химических веществ: АА – не подвержена воздействию, А –низкая степень сопротивляемости, В – ещё более низкая и так далее по убывающей. В настоящее время на рынки страны поступает керамическая плитка двух типов: сравнительно недорогая, так называемая «эконом-класс» и элитные коллекции (элит-класс, премиум) более высокого качества и стоимости.

П р и м е ч а н и е ‒ В Республике Беларусь производителями керамической плитки являются: ОАО «Керамин» – более 20 млн. м2, ОАО «Березастройматериалы» – более 8 млн. м2 и ОАО «Брестский КСМ» – более 2 млн. м2, т. е. всего порядка 30 млн. м2 в год, что примерно в 2,5 раза больше потребности внутреннего рынка.

Мировыми лидерами по выпуску керамической плитки являются: Китай – около 6 млрд. м2,

Бразилия и Индия – по 1 млрд. м2, Иран и Испания – по 500 млн.. м2. Россия выпускает около 200 млн.м2 в год.

46

7. Специальные керамические материалы и изделия

Заполнители для легких бетонов. Керамзит представляет собой легкий пори-

стый преимущественно гравиеподобный материал (СТБ ЕН 13055, СТБ ЕН 14063 и ГОСТ 9757). Сырьем служат легкоплавкие и легко вспучивающиеся глины. Причиной вспучивания являются водяные пары и газы, образующиеся при разложении органических веществ и отдельных составляющих глины в процессе обжига. Для этого глина дробится, увлажняется до пластического состояния, формуется в виде гранул и обжигается. При обжиге глина размягчается, газы и пары воды выделяются и вспучивают расплавленную массу, образуя поры. Спекание материала заканчивается в момент интенсивного газовыделения при t =1150…1250 . Характеристикой вспучиваемости глины является коэффициент вспучивания – отношение объема вспученной гранулы к объему исходной. Для производства качественного керамзита коэффициент вспучивания должен составлять 3…4.

Иногда для повышения пористости гранул в глину вводят добавки – соляровое масло, каменный уголь, опилки и т. п. В изломе гранула керамзита имеет структуру застывшей пены, а спекшаяся оболочка, покрывающая гранулу, придает ей достаточно высокую прочность. Цвет керамзита обычно темно-бурый, в изломе – почти черный

(рис. 5.30).

Рис. 5.30. Керамзитовый гравий и структура зерна

Размер гранул керамзита находится преимущественно в пределах 2…40 мм. Насыпная плотность вспученного керамзита составляет 150…800 кг/м3, в то время как природного гравия ≥1500 кг/м3, теплопроводность в свободной засыпке – 0,07…0,18 Вт/(м∙К). В зависимости от насыпной плотности керамзит подразделяется на марки (классы ‒ LD): 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700 и 800. При этом среднее значение плотности испытываемой пробы не должно превышать численного значения марки. Например, для марки LD300 среднее значение плотности должно находиться в пределах 250…300 кг/м3. Выпускается, хотя в значительно меньших объемах, керамзитовый песок. Получают его по методу кипящего слоя, обжигом глиняных гранул во взвешенном состоянии, либо дроблением зерен керамзита.

47

Используется керамзит как заполнитель для легких бетонов. Плотность таких бетонов составляет 1000…1500 кг/м3, прочность может достигать 30 Мпа и более. В РБ керамзит является основным заполнителем для производства легких бетонов. В странах ЕС выпускается в Дании, Германии, Швеции, Норвегии и др.

Аглопорит (аглопоритовый щебень) получают спеканием (агломерацией) не вспучивающихся глинистых пород или топливосодержащих отходов промышленности (ГОСТ 9757). Из сырья с добавкой топлива (угля) готовят рыхлую смесь (шихту) и укладывают на колосниковую решетку. Массовая доля угля составляет, как правило, 7…12%.

Под решеткой в вакуум-камере создают разрежение воздуха, благодаря которому происходит просос воздуха через шихту. Сверху шихта поджигается. За счет горения угля в шихте создается t =1400…1500 . В результате шихта спекается в виде пористой остеклованной массы. Зона горения перемещается вниз, подогревая отходящими газами нижележащие слои и охлаждая вышележащие. Полученный таким образом аглопоритовый корж дробят на щебень и песок насыпной плотностью 400…900 кг/м3.

Аглопоритовые песок и щебень (рис. 5.31) применяются в качестве заполнителей при изготовлении конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов. Бетоны на аглопорите (аглопоритобетоны) получают плотностью до 1800 кг/м3 и прочностью до 50 МПа.

Рис. 5.31. Аглопоритовые корж, щебень и песок

48

Керамические трубы. Канализационные трубы (СТБ 1418 и ГОСТ 286) изго-

товляют из пластичных тугоплавких и огнеупорных глин с отощающими добавками (кварцевый песок) или без них путем пластического формования, сушки и обжига. Такие трубы имеют цилиндрическую форму и, как правило, на одном конце раструб для соединения отдельных звеньев трубопровода (рис. 5.32). Внутренний диаметр их – от 150 до 600 мм через каждые 50 мм при толщине стенок трубы и раструба 19…41 мм. Внутренний диаметр раструба 224…734 мм при глубине 60…70 мм. Длина труб 1000…1500 мм с шагом 100 мм. На внешней стороне конца трубы и внутренней раструба имеется нарезки глубиной не менее 2 мм и не менее 5 витков для лучшей герметичности стыка.

Рис. 5.32. Дренажные и канализационные трубы

Внутренняя и наружная поверхность таких труб покрывается глазурью. Водопоглощение их должно быть не более 8%, кислотостойкость ‒ не ниже 93%, щелочестокость – не ниже 65% и допустимая внешняя нагрузка 20…30 кН на 1 м длины. Применяются для строительства безнапорных сетей канализации, транспортирующих промышленные, бытовые и дождевые неагрессивные и агрессивные воды.

Дренажные трубы (СТБ 1720 и ГОСТ 8411) изготовляют из пластичных глин с добавками или без них путем формования, сушки и обжига. Диаметр их 50…300 мм при толщине стенок соответственно 11…27 мм, длина, как правило, 335 и 500 мм. В поперечном сечении по внутренней поверхности трубы имеют форму правильной окружности, по наружной поверхности – окружности, шестиили восьмиугольника (рис. 5.32). Они должны быть прочными и при испытании выдерживать внешнюю нагрузку без разрушения в зависимости от диаметра от 3,5 до 5,5 кН, по морозостойко-

49

сти – не ниже F15. Применяются для строительства мелиоративных систем закрытого дренажа с защитой стыков фильтрующими материалами. Вода в такие трубы попадает через стенки и стыки.

Огнеупоры – материалы, предназначенные для эксплуатации в условиях высоких температур. Важнейшим свойством их является огнеупорность, т. е. способность выдерживать без нагрузки воздействие высоких температур (более 1580 ) не расплавляясь. Поэтому характеристикой огнеупорности является температура размягчения. В зависимости от температуры размягчения различают огнеупорные материалы (темпера-

тура плавления 1580…1770), высокоогнеупорные (1770…2000) и особо высокоог-

неупорные (более 2000). Получают их из различных видов сырья. В зависимости от основного входящего в состав компонента различают огнеупоры:

высокоглиноземистые: группа 1 (Al2O3 ˃ 56%) и группа 2 (45% < Al2O3 < 56%);

шамотные – 30% < Al2O3 < 45% (рис. 5.33);

низкоглиноземистые шамотные – 10% < Al2O3 < 30%, SiO2 < 85%;

кремнеземистые (полукислые) – 85% < SiO2 < 93%;

кварцевые (динасовые) – SiO2 ˃ 93%;

высокоосновные – на основе оксида магния;

специальные – на основе углерода, графита, циркония и др.

Рис. 5.33. Шамотный кирпич

П р и м е ч а н и е ‒ Шамот – дегидратированная (обожженная при t >450) и перемолотая

глина.

Керамические огнеупорные материалы выпускаются разнообразной формы и размеров и применяются в различных отраслях промышленности при выпуске цемента, извести, стекла, керамики, стали, чугуна и др.

Санитарно-техническая керамика. Различают три группы санитарно-

технической керамики – фарфор, полуфарфор и фаянс, в т. ч. шамотированный фаянс,

50