Керамические материалы и изделия
Керамос(греч.) – глина.Керамика– это материал, получаемый из глиняных масс путём их формования с последующей сушкой и обжигом.
Классификация керамики по назначению
Тонкая керамика (вся посуда, фарфор);
Строительная керамика;
Кислотоупорная керамика;
Огнеупорная керамика;
Керамика специального назначения (используется в авиации, электронике, космосе).
Строительная керамика
Строительная керамика классифицируется на следующие виды керамических материалов:
Стеновая керамика (кирпич керамический, блоки керамические, керамические камни);
Керамика специального назначения (огнеупорный кирпич, кислотоупорный кирпич, дорожные плиты, лекальный кирпич);
Отделочная керамика (плитки и т. д.);
Санитарно-техническая керамика (ванны, раковины, трубы керамические);
Прочная керамика (кровельная керамика, заполнитель для бетона (керамзит), черепица).
В зависимости от пористости черепка керамика бывает:
Плотная – пористость менее 5% (плитка керамическая, санитарно-техническая керамика, трубы и т.д.);
Пористая – пористость более 5% (кирпич, огнеупорная керамика).
Сырьё для производства керамики
Глина– мелкообломочная осадочная горная порода, пластинчатого (чешуйчатого) строения с размером пластин менее 0,005 мм, которая при смешивании с водой способна образовывать пластичное тесто, сохраняющее свою форму после сушки и обжига.
Сырьём для производства керамических материалов служат разные водные алюмосиликаты.
Наибольшее применение имеет каолинит– водный алюмосиликат следующего
состава:
.
Если каолинит не содержит оксидов
железа, то имеет белый цвет. Истинная
плотность около 2200 кг/м3. Состоит
из гексагональных чешуек (пластинок).
Также используются монтмориллонитовые глины, слюды и гидрослюды, алит.
Чистые глины встречаются достаточно редко. Часто в глинах присутствуют примеси, придающие изделию различные свойства.
Примеси:
Органические – способствуют образованию пористости и снижают плотность;
Примесь железа (в основном в виде оксида) – придаёт цвет от розового до тёмно-бурого. Содержание
снижает температуру обжига;Песчаные примеси – уменьшают пластичность, огнеупорность, воздушную усадку глин;
Гипс (карбонат кальция
)
– снижает прочность керамических
изделий;Оксид натрия (
,
оксид калия (
)
– повышают прочность готовых изделий.
Свойства глин
Гранулометрический состав глин – содержание в глинах частиц различных размеров (фракций):
а) Истинно-глинистые частицы имеют форму пластин и размер менее 0,005 мм;
б) Пылеватые частицы имеют размер от 0,005 до 0,16 мм;
в) Песчаные частицы имеют размер от 0,16 до 5 мм.
Пластичность глин – способность глин при смешивании с водой и воздействии внешних сил образовывать пластичное тесто. Характеризуется числом пластичности
,
определяемым
в %. Число пластичности
– это разность между влажностью глин
в % между пределом текучести и пределом
раскатывания глины
в жгут.
В зависимости от пластичности глины делятся:
а) Высокопластичные
(
);
б) Среднепластичные
(
);
в) Малопластичные
глины (
);
г) Непластичные (
).
На пластичность влияют: гранулометрический состав и содержание примесей.
Повысить пластичность можно 2мяспособами:
а) Механическое разминание;
б) Добавление пластифицирующих добавок.
Воздушная усадка – способность глин уменьшать свои объёмные и линейные размеры при высыхании (составляет примерно 15–20%). Воздушная усадка является негативным свойством; снизить её можно добавлением отощающих добавок;
Огневая усадка связана с расплавлением легкоплавких составляющих глин и сближением тугоплавких частиц. Огневая усадка составляет 2–8%;
Огнеупорность – способность глин выдерживать высокие температуры:
а) Огнеупорные (выдерживают > 1580 °C);
б) Тугоплавкие (от 1350 до 1580 °C);
в) Легкоплавкие (менее 1350 °C).
На огнеупорность влияют:
а) Гранулометрический состав (чем больше истинно-глинистых частиц, тем выше огнеупорность);
б) Пластичность (чем выше пластичность, тем выше огнеупорность);
в) Содержание примесей (чем больше примесей, тем меньше огнеупорность).