- •1.1 Физические и химические свойства
- •Лекция № 2 Тема: Природные каменные материалы
- •2.1 Классификация горных пород
- •2.2 Разработка месторождений и обработка каменных материалов
- •2.3 Породообразующие минералы
- •Лекция № 3 Тема: Изверженные породы
- •Осадочные горные породы
- •1. Обломочные породы
- •2. Породы химического происхождения
- •3. Органогенные породы
- •Лекция № 4 Тема: Каменные материалы из метаморфических пород
- •Испытание и классификация природных каменных материалов
- •Виды природных каменных материалов и назначение их в строительстве
- •Защита каменных материалов от выветривания
- •Лекция № 5 Тема: Керамические изделия
- •Сырье для производства керамических изделий
- •Классификация глин
- •Химический состав глин
- •Основные свойства глин
- •Лекция № 6 Тема: Гранулометрический состав глин
- •Отношение глин к высокой температуре
- •Добавки к глинам
- •Добавки для получения пористых изделий
- •Глазури и ангобы
- •Классификация керамических изделий
- •Стеновые материалы
- •Облицовочные изделия
- •Санитарно-технические изделия и канализационные трубы
- •Прочие виды керамических изделий
- •Технология, свойства и применение керамических изделий
- •Производство и применение стеновых изделий
- •Кирпич глиняный обыкновенный
- •Кирпич глиняный пустотелый полусухого прессования
- •Производство и применение облицовочных изделий
- •Керамические изделия для наружной облицовки зданий
- •Лекция № 7 Тема: Керамические изделия для облицовки
- •Производство и применение прочих видов керамических изделий
- •Трубы канализационные и дренажные
- •Огнеупорные материалы
- •Лекция № 8 Тема: Минеральные вяжущие вещества Определение и классификация
- •Добавки к вяжущим веществам
- •Воздушные вязнущие вещества
- •1. Гипсовые вяжущие вещества
- •2. Воздушная известь
- •Производство извести
- •Твердение извести
- •Применение, транспортирование и хранение
- •3. Магнезиальные вяжущие вещества
- •4. Растворимое стекло
- •5. Кислотоупорный цемент
- •Лекция № 9 Тема: Гидравлические вяжущие вещества
- •1. Гидравлическая известь
- •2. Портландцемент
- •Основные свойства портландцемента
- •Коррозия портландцемента
- •Лекция № 10 Тема: Основные виды портландцемента
- •Глиноземистый и расширяющийся цементы
- •Лекция № 11 Тема: Пуццолановые цементы
- •Шлаковые цементы
- •Расчет можно произвести:
- •Лекция № 12 Тема: Бетоны
- •12.1 Классификация бетонов
- •12.2 Материалы для обычного (тяжелого) бетона
- •Зерновой (гранулометрический) состав песка
- •12.3 Основные свойства тяжелого бетона
- •Свойства бетонной смеси
- •Зависимость подвижности бетонной смеси от разных факторов
- •Выбор степени подвижности бетонной смеси
- •Расчет состава бетонной смеси
- •Определение расхода воды
- •Определение расхода цемента
- •Определение расхода заполнителей на 1м3 бетона
- •Коэффициент выхода бетона
- •Лекция № 13 Тема: Приготовление и транспортирование бетонной смеси
- •Укладка бетонной смеси, уход за бетоном и контроль его качества
- •Твердение бетона и уход за ним
- •Контроль качества бетона
- •Особые свойства бетона Плотность и непроницаемость для жидкостей и газов
- •Усадки и расширение бетона
- •Свойства бетона в агрессивной среде и меры защиты от нее
- •Отношение бетона к действию высоких температур
- •Специальные виды бетонов Гидротехнический бетон
- •Бетон для защиты от радиоактивного воздействия
- •Кислотоупорный бетон
- •Жаростойкие бетоны
- •Лекция № 14 Тема: Легкие бетоны
- •Железобетонные изделия
- •Лекция № 15 Тема: Асбестоцементные изделия
- •Стекло и стеклянные изделия
- •Ситаллы
- •Примерный состав шихты шлакоситалла:
- •Физико-механические свойства:
- •Теплоизоляционные материалы
- •Ячеистое стекло (газостекло)
- •Лекция № 16 Тема: Битумные и дегтевые материалы
- •16.1 Нефтяные битумы
- •16.2 Природные битумы
- •16.3 Дегти и пеки
- •16.4 Битумные и дегтевые эмульсии
- •Лекция № 17 Тема: Полимеры и пластмассы
- •Полимеризационные полимеры класса а
- •Поликонденсационные полимеры класса б
- •Литература
Производство и применение прочих видов керамических изделий
Санитарно-технические изделия. Производство изделий санитарно-технической керамики имеет свои особенности. В качестве глинистых материалов применяют беложгущиеся огнеупорные глины и каолины, добавками служит кварц и полевой шпат. От состава смеси зависит получаемый материал (твердый фаянс, полуфарфор и фарфор) и показатели его качества. В таблице 2 приведены примерно рецептуры смесей и основные физико-механические показатели получаемых материалов.
Таблица 2 – Состав массы и физико-механические показатели изделий
Показатели |
Твердый фаянс |
Полуфарфор |
Фарфор |
Содержание беложгущихся огнеупорных глин и каолинов, % |
50–55 |
48–50 |
45–50 |
|
|
|
|
Содержание кварца, % |
40–50 |
40–45 |
30–35 |
Содержание полевого шпата, % |
5–10 |
7–12 |
18–22 |
|
|
|
|
Водопоглащение, % |
10–12 |
3–5 |
0,2–0,5 |
Удельный (объемный) вес, кН/м3 |
19,2–19,6 |
20–22 |
22,5–23 |
Предел прочности при сжатии, МПа |
100 |
150–200 |
500 |
Предел прочности при изгибе, МПа |
15–30 |
38–43 |
70–80 |
Изделия из твердого фаянса покрываются глухой или прозрачной глазурью, так как пористый неглазурованный черепок пропускает воду. Из твердого фаянса изготавливают унитазы, умывальники и смывные бачки.
Полуфарфор обладает повышенными санитарно-гигиеническими и механическими свойствами, занимая промежуточное положение между твердым фаянсом и фарфором.
Фарфор, имеющий белый, хорошо спекшийся остеклованный черепок не проницаем для воды и газов, обладает высокой термической и химической стойкостью из материалов санитарной керамики.
Сырье, применяемое для изготовления санитарно-технических изделий, проходит более тщательную переработку – помол, отмачивание, просеивание и другие операции, обеспечивающие тонкое измельчение и однородность сырьевых материлов. После этого их замешивают с водой в сметанообразную массу, называемую шликером.
Санитарно-технические изделия изготовляют способом литья в гипсовых формах. После впитывания гипсом избытка воды из шликера отформованные изделия вынимают из гипсовых форм, подсушивают в естественных сушилках и правки подают в искусственную сушилку, понижая в них содержание влаги до 1–2 %.
Высушенные изделия покрывают сырым слоем глазури и обжигают в периодических или непрерывно действующих печах. Обжиг ведется в капселях при температуре 1250–1300 °С.
Трубы канализационные и дренажные
Керамические канализационные трубы устойчивые к агрессивным средам, чем чугунные и железобетонные, что обеспечивает им широкое применение для строительства канализационных сетей, особенно предназначенных для отвода промышленных сточных вод, содержащих большое количество агрессивных веществ.
Вырабатываются канализационные трубы длиной 800–1000 и 1200 мм, с внутренним диаметром от 150 до 600 мм, толщиной стенки от 19 до 41 мм. Механическая прочность их составляют 200–300 МПа. Водопоглащение труб первого сорта не должно превышать 9 %, второго сорта – 11 %. Трубы должны выдерживать гидравлическое давление не менее 2 атм. Кислотостойкость черепка должна быть не менее 90 %.
После сушки канализационные трубы покрывают снаружи и внутри глазурями, которые увеличивают химическую стойкость труб и, создавая внутри трубы гладкую поверхность, уменьшают гидравлическое сопротивление при прохождении жидкостей. Обжигают в камерных или туннельных печах при температуре 1250–1300 °С в течение 48–60 часов.
Керамические дренажные трубы изготовляют из пластических глин с добавками или без них. Трубы формуют на горизонтальных вакуумных прессах. Дренажные трубы имеют внутренний диаметр от 25 до 250 мм, длина 333–500 мм, толщина стенок от 8 до 24 мм; морозостойкость – 15 циклов, предел прочности при сжатии – 18–45 МПа. Вода в трубы поступает через отверстие диаметром 5 мм.
Черепица глиняная. Черепицу изготовляют путем формования глиняной массы и обжигом. Черепица имеет форму прямоугольных плиток или желобов.
Выпускают черепицу в основном четырех типов: пазовую штампованную, пазовую, ленточную, плоскую ленточную и коньковую.
Керамзитовый гравий. Такой гравий представляет собой пористый керамический материал ячеистого строения с закрытыми мелкими порами, изготовляют его путем обжига глинистой легкоплавкой массы, трепела или сланцев, в результате чего получается легкий гранулированный материал. Вследствие своей прочности, морозостойкости и низкой теплопроводности он является одним из лучших заполнителей для легких бетонов удельным (объемным) весом 8–12 кН/м3. Такие бетоны обладают хорошими теплоизоляционными свойствами. По размеру керамзитовый гравий делят на три фракции: от 5 до 10, от 10 до 20, от 20 до 40 мм.
Гранулы керамзитового гравия должны иметь оплавленную поверхность округлой или эллипсовидной формы. Основной характеристикой гравия служит его удельный (объемный) насыпной вес, в зависимости от которого гравий подразделяют на 12 марок. По прочности гравий подразделяют на 2 класса А и Б. Прочность гравия определяют при сдавливании в цилиндре на глубину 20 мм.
Водопоглащение гравия в течение одного часа должно быть не более (по весу): у гравия марок до 4 кН/м3 – 25 %; у марок от 4,5 до 6,0 – 20 %; для марок 7–8 – 15 %. Потеря в весе гравия при кипячении не должна превышать 5 %. Морозостойкость – 15 циклов замораживания и оттаивания, причем потеря веса при этом не должна превышать 8 %.
Сырьем для производства керамзитового гравия служат легкоплавкие глины, содержащие 6–12 % окислов железа, 2–3 % щелочных окислов и до 3 % органических примесей, а также трепелы, глинистые сланцы и золы ТЭЦ, способные вспучиваться в условиях термической обработки. Коэффициент вспучивания применяемых глин должен быть выше 4. Температура обжига глиняной массы находится в пределах 1050–1300 °С.
Свойство глин вспучиваться зависит не только от их химического и минерального состава, но и от условий подготовки шихты и формования гранул (влажности, размера, формы), температуры и продолжительности нагревания гранул на различных стадиях их обработки.
Технологический процесс производства керамзитового гравия можно разделить на четыре фазы: подготовку глиняной массы, формование гранул, тепловую обработку и охлаждение готового гравия.
При обжиге керамзитового гравия происходит следующие процессы: испарение физически связанной воды; удаление химически связанной воды путем дальнейшего нагрева глинистого материала; вспучивание материала под давлением газов, образующихся в результате разложения и взаимодействия компонентов массы.
Выходящий из печи вспученный керамзит имеет температуру до 1000 °С. Его прочность и водопоглащение зависят от условий его охлаждения. Охлаждают обожженный керамзит в барабанных холодильниках.
Керамзит сортируют по величине гранул на фракции на складе готовых изделий.
Диатомовые изделия. Теплоизоляционные диатомовые керамические изделия, называемые также трепелъными, изготовляют путем формования и обжига диатомита (иди трепела) с выгорающими добавками. Трепел, или диатомит, сушат и измельчают в тонкий порошок, иногда для увеличения объема добавляют немного сухой измельченной глины (для связи) и древесные опилки, для образования пористой структуры. Увлажняют массы, перемешивают и формуют. Отформованные изделия сушат и обжигают, причем древесные опилки выгорают, оставляя дополнительные поры.
Этy группу изоляционных керамических материалов применяют при температуре до 900 °С. Их разделяют по удельному (объемному) весу на 5; 6; 7 кН/м3.
Диатомовые изделия имеют форму кирпича, полуцилиндра, сегмента и т.д.
Специальные виды кирпича. Кирпич кислотоупорный нормальный изготавливают из тугоплавких и огнеупорных глин высокой или средней пластичности.
Температура спекания этих глин должна быть в пределах 1100–1200 °С. Приблизительный состав этих глин: кремнезема– 55–65; глинозема – 20–40; окиси железа – 3,5 и окиси кальция – 1–2 %.
Применяют кислотоупорный кирпич для фундаментов и футеровки химических аппаратов, газоходов, кладки колосников, а также для настилки полов в предприятиях химической промышленности.