4.4. Керамические материалы и изделия

Керамическими называют материалы и изделия, получаемые из порошкообразного сырья с помощь формования и обжига при высоких температурах для упрочнения и получения конечного камневидного состояния. Основными сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются глины и каолины, применяемые в чистом виде или с добавками. В состав керамической массы вводят добавки: отощающие, порообразующие и пластифицирующие.

В качестве отощающих добавок, понижающих пластичность и усадку изделий, вводят шамот, дегидратированную глину, песок, золу, гранулированный шлак. Порообразующие добавки позволяют получить керамические изделия с повышенной пористостью и, соответственно пониженной теплопроводностью. Для этого используют вещества, диссоциирующие при обжиге с выделением газа, например, углекислого (мел, доломит), или выгорающие, которыми могут быть древесные опилки, измельченный бурый уголь, зола, лигнин, отходы углеобогатительных фабрик. К пластифицирующим добавкам относятся высокопластичные глины, бетониты, поверхностно-активные вещества, например, сульфитно-дрожжевая бражка.

Для снижения температуры спекания глиняной массы в неё вводят плавни: полевой шпат, доломит, железную руду, тальк, магнезит. Для улучшения декоративного вида и повышения стойкости к внешним воздействиям поверхность некоторых керамических изделий покрывают глазурью или ангобом.

Керамические изделия имеют широкое применение в строительстве. По конструкционному назначению выделяют изделия стеновые, фасадные, для пола, отделочные, элементы перекрытий, кровельные изделия, для подземных коммуникаций, теплоизоляционные материалы и изделия.

По структурному признаку керамические материалы разделяют на две группы: пористые и плотные. Пористые материалы имеют водопоглощение более 5 % по массе; к ним относятся кирпич обыкновенный, черепица, дренажные трубы и т.п. Плотные материалы поглощают менее 5 % воды по массе, среди них выделяются плитки для пола, канализационные трубы, дорожный и кислотоупорный кирпич.

По температуре плавления керамические изделия разделяют на легкоплавкие (температура плавления менее 1350С), тугоплавкие (1350-1580С) и огнеупорные (более 1580С).

Керамические изделия имеют сравнительно высокую прочность, химическую стойкость и долговечность, но малую деформационную способность из-за хрупкости.

Общая технология производства строительной керамики включает в себя следующие основные операции: добыча, транспортирование и хранение сырьевых материалов, приготовление керамической массы, формование сырца, сушка и обжиг изделий.

При производстве некоторых керамических изделий (труб, плиток, кирпича) дополнительной технологической операцией является глазурование. Глазурованные изделия имеют малое водопоглащение, более низкую водопроницаемость и большую долговечность. Глазури такого типа готовят из каолина, кварца, мела, мрамора, доломита, глины, полевых шпатов и др. Наносят их на высушенные или обоженные изделия. После нанесения глазури необходим обжиг, который может вестись в кольцевых или туннельных печах по специальному режиму.

К наиболее распространенным изделиям строительной керамики относят стеновые материалы (кирпич рядовой полнотелый обыкновенный, кирпич керамический рядовой пустотелый, блоки пустотелые, панели из кирпича и т.п.); фасадные (кирпич и камни лицевые, керамические плиты и плитки, ковровая керамика); изделия для внутренней облицовки стен (глазурованная плитка и фасадные детали – карнизы, уголки, пояски); плитки для полов; изделия для перекрытий (балки, панели, специальные камни); кровельные изделия (черепица); санитарно-технические изделия (ванны, унитазы, умывальники, сливные бачки); дорожные изделия (дорожный кирпич-клинкер); изделия для подземных коммуникаций (канализационные и дренажные трубы); огнеупорные изделия для футеровки печей и других тепловых агрегатов; теплоизоляционные материалы (керамзит, аглопорит и др.); химически стойкую керамику (кирпич и плитки для футеровки химической аппаратуры).