Учебники / Доманская. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

8. Искусственные обжиговые (керамические) материалы

8.1. Керамические материалы и изделия из легкоплавких глин

Кирпич керамический обыкновенный изготавливают из смеси глины с добавками или без них, из которой в процессе производства формуют изделия, а затем обжигают. При этом кирпич может быть выполнен сплошным (полнотелым) или пустотелым с технологическими пустотами (см. табл. 6) [2].

Разные стороны кирпича имеют определенные названия (рис. 2). Кирпич при возведении каменных конструкций укладывают рабочей гранью (постелью) на выравнивающий слой раствора.

1

3

2

Рис. 2. Поверхности кирпича:

1 — постель; 2 — ложок; 3 — тычок

Наиболее распространены два способа формования глиняного кирпича: пластический и полусухой. При пластическом способе в горизонтальном направлении методом непрерывной экструзии из ленточного пресса выдавливают глиняную массу, которую разрезают на отдельные кирпичи перпендикулярно направлению движения.

69

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

При этом размеры кирпича определяются по постели поперечным сечением выдавливаемого бруса, а толщину будущего

70

8. Искусственные обжиговые (керамические) материалы

кирпича задает шаг резательного устройства (туго натянутой проволоки). Признаком пластического способа формования кирпича является наличие двух шероховатых поверхностей разреза кирпича (постели), на которой песчинки, при разрезании цепляющиеся за проволоку, оставляют на поверхностях разреза царапины.

При полусухом способе производства кирпичи прессуют поштучно на прессах при давлении 15–20 МПа, поэтому все грани готового кирпича гладкие, а на постелях иногда можно заметить следы от болтов штампа или штамп в виде товарного знака завода-изготовителя. По этим внешним приметам узнаются кирпичи полусухого прессования.

Способ формования может быть определен и по виду технологических пустот в кирпиче: сквозные пустоты получают при пластическом формовании, а несквозные пустоты — только прессованием.

Кирпич строительный легковесный изготавливают такими же способами производства из легких пористых пород: диатомитов, трепелов и глин с выгорающими в процессе обжига органическими добавками. Легковесный кирпич отличается от глиняного светлым цветом черепка (от светло-серого до желтого), меньшей средней плотностью (не более 1450 кг/м 3), высоким водопоглощением (более 30 %) и за счет этого большей энергоэффективностью (табл. 7, 8 и 9). Способы формования и обжига легковесного кирпича такие же, как и кирпича глиняного обыкновенного.

71

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Кирпич силикатный изготовляют из смеси извести и мелкого кремнеземистого компонента (чистого речного песка) методом прессования с последующим твердением в условиях автоклава в среде насыщенного пара при повышенных давлении

итемпературе. От глиняных кирпичей силикатный кирпич внешне отличается гладкими поверхностями и светло-серым цветом, а качественные характеристики должны соответствовать требованиям ГОСТ 379–95 «Кирпич и камни силикатные. Технические условия».

Кирпич глиняный обыкновенный применяют при кладке внутренних и наружных стен, столбов и других частей зданий

исооружений.

72

8. Искусственные обжиговые (керамические) материалы

Кирпич (камень) керамический пустотелый пластического прессования выпускают для кладки несущих стен одноэтажных и многоэтажных зданий, внутренних помещений, стен и перегородок, облицовки кирпичных стен.

Черепицу изготовляют из жирной глины путем обжига при 1000–1100 ˚С. Качественная черепица при легком ударе молотком издает чистый, не дребезжащий звук. Она прочна, очень долговечна и огнестойка. Недостатки — большая средняя плотность, утяжеляющая несущую конструкцию крыши, хрупкость, необходимость устраивать крыши с большим уклоном для обеспечения быстрого стока воды.

Дренажные керамические трубы изготавливают по ГОСТ 8411–74 «Трубы дренажные керамические. Технические условия» из глин с отощающими добавками (рис. 3). Дренажные керамические трубы применяют при строительстве осуши- тельно-увлажнительных и оросительных систем, коллекторнодренажных водоводов.

67

Рис. 3. Дренажные керамические трубы:

1 — цилиндрическая; 2 — цилиндрическая с опорной плоскостью; 3 — перфорированная; 4 — граненая; 5 — рифленая; 6 — с фасками;

7 — с фигурными торцами

75

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

8.2. Керамические материалы и изделия из тугоплавких глин

Камень для подземных коллекторов изготовляют в форме трапеции с боковыми пазами. Его применяют при прокладке подземных коллекторов, при устройстве канализационных и других сооружений.

Плитку керамическую фасадную применяют для облицовки зданий и сооружений, стеновых панелей, блоков. Плитку для полов по виду лицевой поверхности подразделяют на гладкую, шероховатую и тесненую; по цвету — на одноцветную и многоцветную; по форме — на квадратную, прямоугольную, треугольную, шестигранную, четырехгранную. Толщина плитки 10 и 13 мм. Применяют ее для устройства полов в помещениях промышленных, водохозяйственных зданий с влажным режимом. Плитка интерьерная применяется для облицовки внутри помещений с высокой влажностью.

76

9. СТЕКЛО И СТЕКЛЯННЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Стекло — один из самых древних материалов аморфной структуры, получаемый быстрым охлаждением (для предотвращения кристаллизации) огненно-вязких расплавов, состоящих из стеклообразующих компонентов с преобладанием оксида кремния. При этом прозрачность (пропускание света в видимом человеческим глазом диапазоне излучения) не является обязательным свойством для всех видов природных или искусственных стекол [9].

9.1. Свойства стекол

Плотность стекла зависит от его химического состава: минимальная плотность у кварцевого стекла (2200 кг/м 3), наибольшая — у стекол, содержащих оксиды свинца, висмута, тантала (до 6000 кг/м 3). Плотность рядовых применяемых в строительстве натрий-кальций-силикатных стекол колеблется в пределах 2500–2600 кг/м 3. При повышении температуры до 1300 ˚С плотность стекла снижается на 6–12 %.

Модуль Юнга стекол зависит от химического состава и варьируется от 48·10 3 до 12·10 4 МПа, коэффициент Пуассона 0,25.

77

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Прочность большинства рядовых стекол на сжатие составляет 500–2000 МПа, оконного стекла — 1000 МПа. Предел прочности на растяжение стекла значительно меньше — 35– 100 МПа и путем закаливания стекла удается его повысить в 3–4 раза. Также значительно повышает прочность обработка поверхности стекол химическими реагентами для удаления дефектов: мельчайших трещин и царапин.

Твердость стекла зависит от вида и содержания примесей, но в большинстве случаев по шкале Мооса составляет 6–7. Наиболее твердые кварцевое и боросиликатное стекла, а с увеличением содержания щелочных оксидов твердость снижается до минимальной у свинцового стекла.

Температура плавления стекла отсутствует, т. к. это аморфный термопластичный материал, который при нагреве постепенно размягчается до перехода в жидкость в некотором температурном интервале, зависящем от химического состава. Ниже температуры стеклования (425–600 ˚С) стекло приобретает хрупкость, а выше — становится жидкостью и при этих температурах стекломасса перерабатывается в изделия.

Хрупкость стекла. В области ниже температуры стеклования стекло разрушается от механического воздействия без пластической деформации и относится к идеально хрупким материалам. Для расширения сферы применения стекла подвергают закалке (сталинит), создают многослойные композиты (триплекс) и упрочняют методом низкотемпературной ионообменной диффузии.

Теплопроводность стекла низкая и равна 0,711– 13,39 Вт/(м·К), а у оконных стекол — 0,96 Вт/(м·К) [3].

Сырьевые материалы, из которых изготавливают стекло, должны содержать основные компоненты (кремнезем — кварцевый песок, соду и известь) и дополнительные, вводимые в зависимости от вида материала (поташ, оксид свинца, борный ангидрид). Шихта также может содержать стеклянные оскол-

78