книги из ГПНТБ / Роговой М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики учебник

являются наиболее крупными из всех фасадных изде­ лий и их именуют крупноразмерными.

Малогабаритные плитки изготовляют неглазурованными и гла­ зурованными и применяют их как изделия прислонного крепления для облицовки кирпичной кладки, хотя в самом начале панельного строительства в нашей стране они были первыми керамическими из­ делиями, которые использовали для облицовки панелей в процессе их изготовления. Однако вследствие трудности их индустриального применения при изготовлении панелей в формах они в настоящее время сохранили свое значение лишь для облицовки кирпичной кладки. В самое последнее время вновь вернулись к их использо­ ванию для облицовки панелей.

Малогабаритные плитки изготовляют из беложгущихся тугоплавких или огнеупорных глин. Порошок под­ готовляют сушильно-помольным или шликерным спосо­ бом и в него добавляют 35—40% шамота из тех же глин. Прессуют такие плитки на прессах «Робот» и других плиточных прессах. Сушат малогабаритные плитки в ленточно-сетчатых сушилках и обжигают в туннельных печах, укладывая их стопками на печную этажерочную вагонетку, или в щелевых печах. При производстве гла­ зурованных малогабаритных плиток их сушат и глазу­ руют на сушильно-глазуровочном конвейере, а обжигают в многоканальных муфельных или роликовых щелевых печах. В этом случае действует полностью автоматизиро­ ванная поточная линия для прессования, сушки, глазуро­ вания и обжига таких плиток. Составы сырьевых смесей, которые используют для плиток, обжигаемых в ролико­ вых печах, должны иметь температуру обжига не выше

1050°С.

В прошлом малогабаритные плитки изготовляли так­ же из пластичных масс на ленточных прессах пакетным формованием с последующим раскалыванием пакета по надрезам и подшлифовкой граней. Однако такой способ является более трудоемким и в настоящее время его не применяют.

Брекчия — фасадная облицовка — представляет со­ бой ковры, набранные из боя некондиционных глазуро­ ванных или неглазурованных плиток. Согласно ТУ 127-64 Главмоспромстройматериалов, бой плиток в та­ ком ковре должен составлять 50—60% общей его пло­ щади. Ковры брекчия применяют при облицовке фаса­ дов преимущественно в качестве акцентных вставок.

§ 3. Э КО Н О М И ЧН О С ТЬ О Б Л И Ц О В К И ФАСАДОВ К Е Р А М И Ч Е С К И М И П Л И Т К А М И

Экономическая эффективность различных видов фасадных облицовок может быть оценена по приведен­ ным затратам и коэффициентом приведенная стоимости облицовки. Приведенные затраты определяют по фор­ муле

Данные НИИСтройкерамики и значения величин по отдельным слагаемым приведенных затрат представле­ ны в табл. 16.

Т а б л и ц а 16. Сравнительная экономическая эффективность различных видов облицовок фасадов крупнопанельных жилых домов при эксплуатации зданий в течение 50 лет), руб. на 1 м2 фасада

При расчете приведенных затрат по формуле (99) значение нормативного коэффициента эффективности капиталовложений принято £ = 0,12, а нормативного ко­ эффициента эффективности при расчете эксплуатацион­

292

Коэффициенты приведения для различных фасадных облицовок по данным НИИСтройкерамики представле­ ны в табл. 17.

Т а б л и ц а 17. Сравнительные данные приведенной стоимости различных видов облицовок

Данные табл. 16 и 17 свидетельствуют, что керамичес­ кие облицовки относятся к числу наиболее экономичных.

§ 4. ТЕ Х Н О Л О ГИ Я ГЛ А З У Р О В А Н Н Ы Х П Л И ТО К , И З ГО Т О В Л Е Н Н Ы Х СПОСОБОМ Л И Т Ь Я

Производство глазурованных плиток способом литья является наиболее молодым из всех видов произ­ водства строительной керамики. В нашей стране этот метод был разработан в 1956—1957 гг. в НИИСтройкерамике. Полная автоматизация, короткий цикл произ­ водственного процесса (около 2 ч), отсутствие прессово­ го оборудования и возможность уменьшения толщины плитки до 2 мм обусловили перспективность этого метода и обеспечили ему признание как в нашей стране, так и за рубежом. Эти (плитки применяют преимущественно для облицовки фасадов, но их можно использовать и для внутренней отделки стен санузлов и кухонь вместо прес­ сованных облицовочных глазурованных плиток. Послед­ ние хотя и пользуются большим спросом, но все же обла­ дают существенным недостатком: они не являются изде­ лиями индустриального применения; крепление их к стене требует затрат большего количества квалифициро­

293

ванного ручного труда. Кроме того, относительно боль­ шие размеры этих плиток обусловливают и соответствен­ ную их толщину — 4,5—5 мм. Тонкостенные глазурован­ ные мозаичные плитки, изготовляемые способом литья, являются изделиями индустриального применения, что следует считать их большим преимуществом.

Номенклатура и технические свойства. Согласно РВТУ 90-62 Госстроя УССР, литые керамические облицо­ вочные плитки можно выпускать глазурованными и неглазурованными. Действующие в нашей стране заводы выпускают их только глазурованными. Литые плитки мо­ гут выпускаться 20 типоразмеров: квадратной формы со сторонами 25, 35, 50, 75, 100 и 125 мм и прямоугольной формы со сторонами тех же размеров. Отечественные за­ воды выпускают в основном квадратные плитки со сторо­ нами 25 и 50 мм. Толщина плиток в зависимости от их размеров может быть 2—4 мм. РВТУ 90-62 предусмат­ ривают для изготовления по специальным заказам плит­ ки треугольной, ромбовидной, шестиугольной и трапецеи­ дальной форм. Водопоглощение глазурованных плиток допускается до 16%.

Плитки для внутренней облицовки должны быть тер­ мостойкими— не давать цека после нагрева до 100— 110° С и охлаждения в воде температурой 18—20° С.

Глазури могут быть прозрачными и глухими, белыми и окрашенными, блестящими и матовыми. Отечествен­ ные заводы выпускают эти плитки, покрытые глухими блестящими глазурями.

По качеству плитки делят на I и II сорт. В плитках I сорта не допускаются недорез, плохой розлив глазури, наплывы, плешины, засорка, щербины, пятна, вскипание глазури, трещины, отбитости углов, косоугольность и де­ формации. Для плиток II сорта эти дефекты допустимы в ограниченных пределах. Наличие наколов и мушек ог­ раничивается в обоих сортах, цек не допускается. Для облицовки фасадов плитки должны выдерживать 25 цик­ лов попеременного замораживания и оттаивания.

Литые плитки отпускаются в виде ковров, наклеенных на крафт-бумагу, что дает возможность их применения для облицовки панелей одновременно с изготовлением по­ следних индустриальными методами.

Сырьевые материалы. Принципиальная сущность технологии литой плитки заключается в том, что на по­ ристый керамический поддон-лещадку последовательно

294

наливаются три слоя шликера: разделительный, плиточ­ ный и глазурный. Затем окрепшую массу разрезают на плитки заданной величины непосредственно на поддоне, на котором их сушат и обжигают. Каждый слой шлике­ ра имеет свой состав и соответственно для каждого со­ става применяют различные сырьевые материалы.

Для р а з д е л и т е л ь н о г о с л о я некоторые заводы готовят шликер из 20% мела и 80% глинистых материа­ лов (глин, бентонита, каолинов). Шликер этого состава обеспечивает хорошее сцепление плитки с подставкой в сыром состоянии и свободное отделение от нее после об­ жига. Недостатком этого состава является то, что после обжига он не обладает вяжущими свойствами, и поэтому тыльную сторону обожженной плитки необходимо очи­ щать от остатков разделительного слоя для обеспечения прочного сцепления с раствором во время облицовки па­ нели.

Учитывая это, на некоторых заводах применяют со­ став разделительного слоя,состоящий из 60—90% мела и 10—40% глинистых материалов. Этот состав близок к составу роман-цемента и, следовательно, обладает вяжу­ щими свойствами, что исключает необходимость в трудо­

обеспечивать хорошие фильтрационные свойства и мини­ мальную склонность отливок к деформации и коробле­ нию. Для приготовления такого шликера применяют три группы материалов: пластичные (глины, каолины, бенто­ нит), отощающие (шамот, песок) и плавни (стеклобой, нефелиновый сиенит, нефелиновый концентрат, перлит).

Пластичные материалы обеспечивают стабильность шликера, предотвращая оседание твердой фазы. Однако повышенное содержание глинистых частиц ухудшает фильтрационные свойства шликера и повышает усадоч­ ные деформации. Отощающие компоненты ускоряют набор черепка, а плавни понижают температуру спекакания массы. Наиболее сильным стабилизатором шлике­ ра является бентонит. Общее содержание щелочных окислов в шликере должно быть не менее 15%. Стекло­ бой должен иметь первую температуру плавкости (на­ чало оплавления испытуемого образца) в пределах 740—850° С и вторую (температуру образования капли) — 800—950° С. Повышенное содержание стеклобоя уве-

295

лпчйваст склонность отливки к деформациям вследствие сужения интервала обжига и ухудшает литейные свой­ ства шликера из-за гидролиза стеклобоя и повышения pH шликера. Шамот должен иметь водопоглощение не выше 16% и низкое содержание водорастворимых солей. Наилучшие результаты дает шамот плиточного боя. Вы­ сокопористый шамот ухудшает фильтрационные свой­ ства шликера и снижает прочность плиток. Песок повы­ шает водопоглощение плиток. Рекомендуемые составы масс содержат (в %): глинистых 5—7, отощающих 30— 48 и плавней 45—65. Бентонит вводят в количестве 0,5— 1%, стеклобоя 30—35%, песка 10—15% (но лучше вооб­ ще его не вводить). Сверх 100% вводят пептизирующий

низкой температурой плавления: первая плавкость 840— 880° С и вторая — 870—960° С и от 7 до 10% часов-яр- ской или веселовской глины. При приготовлении глазур­ ного шликера в качестве стабилизирующего материала лучше использовать глину (а не каолин), что обеспечи­ вает лучшее сцепление глазурного и плиточного слоев.

Технологический процесс включает следующие основ­ ные операции: подготовку сырьевых материалов, приго­ товление разделительного, плиточного и глазурного шли­ керов, литье плиток на конвейере, их сушку, обжиг, сор­ тировку и наклейку ковров. Схема технологического процесса по типовому проекту института Гипростройма-

получения методом литья высококачественных изделий литейные шликеры должны иметь необходимый вещест­ венный и химический состав дисперсной фазы; обладать необходимой текучестью при минимальной влажности; иметь минимальную загустеваемость; обладать возмож­ но лучшими фильтрационными свойствами; быть устой­ чивыми против расслаивания; обеспечить возможно большую связность (прочность) отлитого изделия.

С о с т а в т в е р д о й ф а з ы ш л и к е р а определяется физико-механическими свойствами, которыми должны обладать готовые изделия. Обычно состав подбирается экспериментальным путем. Один и тот же химический

296

состав может быть получен при различном вещественном составе исходных компонентов и с различными при этом свойствами шликера. Так, например, каолин можно вво­ дить сырой и жженый. Химический состав при этом бу­ дет один и тот же, но свойства шликера и отливки будут существенно различны, что следует учитывать в опытах при подборе вещественного состава. Аналогичным обра­ зом влияет и дисперсность (тонкость помола) компонен­ тов. При одном и том же химическом и вещественном со­

вязкости, и характеризует подвижность шликера. Ее оп­ ределяют длительностью в секундах истечения 100 см3 шликера при температуре 15° С через отверстие диамет­ ром 6 мм в вискозиметрах Энглера и Коля. Текучесть шликера зависит от его влажности, температуры, содер­ жания глинистых компонентов и их минералогической ха­ рактеристики и от дисперсности твердой фазы. С повы­ шением влажности и температуры текучесть возрастает, в связи с чем шликер подогревают до температуры не выше 60° С. С повышением содержания глинистых компо­ нентов и дисперсности твердой фазы текучесть шликера понижается, так как при этом возрастает доля воды,

и измеряется отношением вязкости через 30 мин (г)30) к вязкости через 30 с (т]0,5) после его приготовления. Сле­ довательно,

Загустеваемость шликеров зависит главным обра­ зом от количества и состава катионов, содержащихся в адсорбированном комплексе глин и каолинов. Катионы Са++ и Mg++ обусловливают быструю загустеваемость, равно как и случайное попадание в шликер аниона SO|~.

Шликер с высокой загустеваемостью практически не­ пригоден для отливки изделий, так как его будет труд­ но транспортировать по шликеропроводам.

верхностью подставки. От этой характеристики шликера

297

зависит длительность набора черепка, т. е. созревание отливки и как следствие длина литейного конвейера. Ин­ тенсивность водоотдачи шликера зависит от его влаж­ ности, количества и состава глинистой части и тонкости помола отощающих. Количественные показатели этого свойства не имеют пока в технологии керамики какихлибо физических констант и оцениваются прямыми оп­ ределениями длительности набора черепка.

Рис. ПО. Схема взаимо­ действия сил притяже­ ния и отталкивания в коллоидной суспензии

Кривые изменения; 1 — энер­ гия отталкивания; 2 — энер­ гия притяжения; 3 — резуль­ тативная кривая взаимодей­ ствия сил отталкивания при­

тяжения

шенном состоянии, не давая им возможности коагу­ лироваться и выпадать в осадокУстойкивость шликера зависит от количественного соотношения сил отталки­ вания твердых частиц друг от друга и их взаимного при­ тяжения. Отталкивание частиц объясняется наличием одноименных зарядов в диффузном слое сорбированно­

298

го комплекса глинистой частицы, а притяжение — дейст­ вием межмолекулярных сил.

Катионы адсорбированные и диффузного слоя (см. гл. 1, § 2) экранируют действие межмолекулярных сил притяжения, и последние ослабевают по мере утолще­ ния диффузного слоя. Диаграмма взаимодействия сил отталкивания и притяжения в суспензии (рис. ПО) по­ казывают, что при близких расстояниях между частица­ ми (малой толщине диффузного слоя) превалируют си­ лы притяжения. После некоторого предела с увеличени­ ем расстояния между частицами, которое определяется толщиной диффузного слоя, начинают превалировать силы отталкивания. Коллоидная система, т. е. в даннбм случае шликер, будет устойчива, если между частицами существует достаточно сильное отталкивание. Если это отталкивание относительно слабое либо совсем отсутст­ вует, а тем более если результат взаимодействия упомя­ нутых сил складывается в пользу притяжения частиц, то система окажется неустойчивой и будет коагулиро­ вать.

Устойчивость шликера зависит от количества и ми­

лениями физико-химической механики дисперсных си­ стем [83] устойчивость шликера может быть количест­ венно оценена коэффициентом устойчивости

от вещественного состава и влажности шликера. Увели­ чение глинистой части в составе шликера, в особенности монтмориллонитовых глин, повышает связность отливки. Высоковлажные шликеры дают рыхлую малопрочную отливку.

Рассмотренные свойства шликера характеризуют его технологические параметры, имеющие чисто эмпириче­ ское происхождение, лишенное четкого физического смы­ сла. Между тем современное состояние физико-химиче­

299

ской механики дисперсных систем дает возможность ха­ рактеризовать структурно-механические свойства шликеров строгими физическими константами, каковы­ ми являются эластичность К, статическая пластичность Рк\Ы\, с -1 и период истинной релаксации 0, (см. гл. 1, § 2). Так, например, для глинистых растворов, приме­ няемых в буровой технике, устойчивые системы имеют

регулировать их состав на основе четких физических представлений.

Сырьевые материалы подготовляют и шликеры го­ товят по технологии, принятой в производстве прессован­ ных плиток (см. гл. XIV, § 2). Помол производят совмест­ ный, при этом загружают мельницу в два приема. Про­ должительность первого этапа помола 6 ч, второго — 3 ч. Характеристика шликеров для производства литой плит­

Выстаивание плиточного шликера в течение двух су­ ток способствует сильному снижению брака по паколам и задирам при резке плиток.

Свойства шликера улучшают его подогрев, ступенча­ тый ввод электролитов (что также снижает общий рас­ ход электролита) и вакуумирование. Последнее при 98,2—98,5 кПа увеличивает усадку изделий, ускоряет процессы спекания при обжиге. Сопротивление разрыву в этом случае возрастает примерно на 20% и ускоряется набор черепка.

300