- •Каменные материалы
- •§ 2.2. Добыча природных каменных материалов, их обработка, транспортирование и хранение
- •2 Керамические материалы
- •§ 3.2. Производство керамических материалов
- •3. Неорганические вяжущие вещества
- •3.1. Воздушные вяжущие вещества
- •3.1.1. Гипсовые вяжущие вещества
- •3.1.2. Воздушная известь
- •3.1.3. Магнезиальные вяжущие вещества
- •3.1.4. Жидкое стекло и кислотоупорный кварцевый цемент
- •3.2. Гидравлические вяжущие вещества
- •3.2.1. Гидравлическая известь
- •3.2.2. Романцемент
- •3.2.3. Портландцемент
- •3.2.4. Глиноземистый цемент
- •3.2.5. Расширяющиеся и безусадочные цементы
- •4. Бетоны
- •5 Лесные материалы – материалы и изделия из древесины
- •§ 7.3. Строительные материалы на основе древесины
- •6 Битумные и вяжущие вещества
- •6.1 Битумные вяжущие вещества
- •6.2 Дегтевые вяжущие вещества
- •6.3 Асфальтовые и дегтевые бетоны и растворы
- •6.4 Кровельные и гидроизоляционные материалы
- •7 Строительные материалы на основе полимеров
- •8 Теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы
- •9 Лакокрасочные материалы
- •10. Стекло
2 Керамические материалы
Общие сведения
Керамическими называются искусственные каменные материалы и изделия, получаемые из глин и их смесей с минеральными добавками путем их формования, сушки, обжига. Сырьем для керамических материалов служат различные глины.
Глины — это осадочные горные породы, состоящие в основном из глинообразующих минералов и примесей, из одного (мономинеральные глины) или нескольких минералов (полиминеральные глины). Глинообразующие минералы являются водными алюмосиликатами, общая формула которых пАЬОзтеБЮг • рНгО, где коэффициенты п, т, р зависят от вида глинообразующего материала.
В зависимости от преобладающего содержания глинистых минералов глины называют каолинитовыми, монтмориллонитовыми, гидрослюдистыми (иллитовыми) и т.п. Глины белого цвета, состоящие преимущественно из каолинита, называют каолинами. Кроме глинообразующих минералов присутствуют примеси: кварцевый песок, карбонатные, железистые, органические, растворимые соли.
По зерновому составу глины характеризуются значительным содержанием глинистого вещества (частиц мельче 0,005 мм) и делятся на высокодисперсные, дисперсные и губкодисперсные. В керамической промышленности по применению различают глины клинкерные, кирпичные, черепичные и т.д.
Свойства глин определяются соотношением, видом и дисперсностью глинистых минералов и примесей. Наиболее важными свойствами глин являются пластичность, воздушная усадка (дообжиговые свойства), огнеупорность, спекание и огневая усадка (обжиговые свойства).
Пластичность глин — способность глиняного теста изменять форму без разрыва и нарушения сплошности под действием внешних усилий и сохранять приданную форму после прекращения их действия. Пластичными свойствами каждая глина обладает в определенном диапазоне влажности. Пластичность зависит от вида и количества глинообразующих минералов в глине.
Наибольшей пластичностью обладают монтмориллонитовые глины. Повышение дисперсности глин увеличивает их пластичность, а запесоченность, наоборот, снижает ее. Пластичность глин может быть повышена добавлениями пластичных добавок или отмучиванием песчаных частиц. Снижают пластичность введением непластичных дйбавок.
Воздушная усадка — уменьшение объема образца при его сушке. При затворении глин водой происходит набухание, т.е. увеличение объема. Удаление из глин воды сопровождается воздушной усадкой в результате действия капиллярных сил. Величина относительной воздушной усадки может быть 2...10 % и более. Наибольшей усадкой обладают монтмориллонитовые глины, наименьшей — каолинитовые.
Огнеупорность — способность глин, не расплавляясь, выдерживать действие высоких температур. По огнеупорности глины делят на три класса: огнеупорные — с огнеупорностью выше 1580 °С, тугоплавкие — 1580...1350, легкоплавкие — ниже 1350 °С. ! Способность глин при обжиге уплотняться с образованием ' камнепрдобного материала называется спекаемостью. В процессе спекания масса уплотняется, вследствие чего происходит огневая усадка, которая у глин колеблется от 2 до 8 %.
Для регулирования свойств глиняной массы вводят отощающие добавки, которые уменьшают огневую и воздушную усадку. В качестве отощающих добавок применяют кварцевый песок (для стеновых изделий размером 0,2...2 мм), молотый шлак, отходы керамзитового и аглопоритового производства, золу до 10...25 %. Более качественными отощающими добавками являются молотая дегидратированная глина (прошедшая термообработку при 700...750 °С), шамот (измельченная, специально обожженная глина при температуре, равной температуре обжига изделия), измельченный бой обожженных изделий. Их вводят в количестве до 40 %.
Порообразующие, или выгорающие, добавки применяют для уменьшения средней плотности стеновой керамики и сокращения расхода полноценного топлива; на этапе сушки они выполняют роль отощающих добавок. В качестве выгорающих добавок применяют древесные опилки (8...25 %), молотый антрацит, кокс, бурые угли, тощие каменные угли (2...2,5 %), золы ТЭЦ до 15 % и др.
Плавни-добавки в смеси с глинистым, веществом дают легкоплавкие соединения и снижают температуру обжига изделий. В качестве плавней используют измельченные полевые шпаты, нефелиновые сиениты, пегматиты, перлиты, молотое легкоплавкое стекло, шлаки, фосфаты натрия и кальция и др.
Пластифицирующие добавки увеличивают пластичность и связанность глин. К таким добавкам относят высокопластичные глины, бентониты, поверхностно-активные вещества — отходы целлюлозной промышленности, синтетических жирных кислот и др.
Керамические материалы и изделия объединяют в группы по назначению и свойствам, по основному используемому сырью или его фазовому составу. По назначению строительные керамические материалы и изделия классифицируются на стеновые материалы, пустотелые изделия для перекрытий, облицовочные материалы для наружной и внутренней отделки зданий, кровельные материалы, трубы, огнеупорные материалы, заполнители для легких бетонов, санитарно-технические изделия, специальные изделия.