Стеновые материалы

Кирпич глиняный обыкновенный. Кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями и прямыми ребрами и углами. Размер 250*120*65 мм или 250-120-88 мм. Для этого обязательно наличие технологических пустот. Действительно размеры могут отличаться от стандартных: по длине ± 5 мм, по ширине ± 4 мм, по толщине ± 3 мм.

По технологическим свойствам и плотности кирпич и камни делят на: эффективные - <1400 кг/м³ кирпич и <1450 кг/м³ камни, условно эффективные – кирпич =1400-1600 кг/м³, камни =1450-1600 кг/м³, обыкновенные – кирпич >1600 кг/м³.

По прочности кирпич и камни производят 8 марок: 300, 250, 200, 175, 150, 125, 100, 75. Марка по прочности определяется испытанием на изгиб и сжатие.

По морозостойкости кирпич выпускается 4-х марок: 15, 25, 35, 50.

При неправильном распределении температуры в печи возникает пережог и недожог.

Пережог – темный цвет, плотный, высокая прочность, высокая теплопроводность, неправильная форма.

Недожог – светлый цвет, невысокая прочность, глухой звук при ударе, низкая морозо- и водостойкость.

Недожог используется во внутренних перегородках, печах. Пережог – бутовый камень, неотапливаемые помещения.

Эффективные керамические материалы. К ним относятся материалы с плотностью менее 1400 кг/м³ и теплопроводностью 0,2-0,25 ВТ/м⁰С. Низкая теплопроводность позволяет уменьшить толщину стены по сравнению с обычным кирпичом.

Кирпич строительный легкий имеет туже форму и размеры, что и обыкновенный. Его изготавливают из глин или глин и трепела (диатомитовая) с выгорающими добавками. По средней плотности имеет 3 класса (от 700 до 1400 кг/м³), каждому из которых соответствует марки: класс А - 700-1000 кг/м³, класс Б - 1001-1300 кг/м³, класс В - более 1300 кг/м³.

По прочности 5 марок – 75, 100, 125, 150, 200. Водопоглощение не более 8%. Морозостойкость – 15, 25, 35.

Лицевые и облицовочные керамические материалы

Кирпич и камни лицевые изготавливают из высококачественных глин как легкоплавкой, так и тугоплавкой, различной степени пластичности с отощающими добавками и без них. Для производства лицевого кирпича требуется более тщательная подготовка массы и обработка лицевых поверхностей. Лицевой кирпич отличается от обыкновенного большей точностью формы и размеров, однородностью цвета в данной партии. Водопоглощение по массе 6-14%, морозостойкость не менее 25 циклов. Повышенные требования к трещиноватости. На лицевой поверхности наличие трещин не допускается.

Плиты и плитки фасадные

Фасадные плитки изготавливают способом пластического формования, реже методом полусухого прессования, из глинистых масс, имеющих пониженное содержание оксидов железа. Водопоглощение 6-12%, морозостойкость – 25 циклов. Основные размеры плиток 120*65-240*140 мм толщиной 6-12 мм. Они выпускаются как глазурованные, так и неглазурованные. Наибольшее распространение получила ковровая керамика. Ковровая мозаика представляет собой наклеенную лицевой стороной на водорастворимый клей плитку на бумагу.

Плитки для внутренней облицовки в зависимости от используемого сырья делят на два вида майоликовые и фаянсовые.

Майоликовые плитки изготавливают из легкоплавких глин с добавкой до 20% CaCO₃ в виде мела. При обжиге получается пористый черепок, лицевую поверхность которого покрывают глазурью, а на тыльной наносится штриховка для лучшего сцепления с поверхностью. Глазурование придает плиткам водонепроницаемость и высокие декоративные качества. Глазури имеют различный состав, они бывают прозрачные и цветные, тугоплавкие и легкоплавкие.

Прозрачная глазурь не скрывает текстуру плитки, а только придает лицевой поверхности блеск. Тугоплавкие глазури применяют для покрытия фарфоровых изделий и состоят из каолина, кварца и полевого шпата. Легкоплавкие глазури – из легкоплавких глин с добавкой мела и оксидов железа. Цветные глазури получают при введении в их состав красящих оксидов или солей металлов.

Фаянсовые плитки изготавливают из огнеупорных глин с добавкой кварцевого песка и плавней (мел, полевой шпат). Плитки имеют белый или слабоокрашенный черепок, лицевая поверхность покрывается белой или цветной глазурью или ангобом.

Плитки для внутренней облицовки выпускаются квадратными или прямоугольные длиной 150, шириной 25, 50, 70 и 150 мм, толщиной 6 мм.

К качеству плиток для внутренней облицовки стен предъявляют высокие требования. Плитки должны иметь правильную геометрическую форму, четкие углы и грани, не иметь выпуклостей, выбоин и трещин, должны быть термически стойкими, т.е. нагретыми до 1000С, а затем помещены в воду с температурой 200С, не должны иметь на глазурованной поверхности трещин, околов глазури и цека – сетки мелких трещин. Водопоглощение не более 16%.

Плитки для полов изготавливают из каолиновых глин с отощающими добавками, плавней и окрашивающих примесей. Формуют их прессованием полусухой массы, обжиг ведут до спекания при t = 1150-1250⁰С.

Плитки должны иметь правильную форму (квадратную, прямоугольную, шести- и восьмигранную форму), четкие грани и углы, без выпуклостей, выбоин и трещин, высокую плотность, водопоглощение не более 4%, повышенное сопротивление истираемости (потери массы при испытании плиток на истираемость не более 0,1 г/см² для полов с повышенной истираемостью и 0,25 г/см² для прочих помещений). Также плитки должны иметь высокую теплопроводность, низкое сопротивление удару.

Специальные керамические изделия

Санитарно-техническая керамика. К ней относятся изделия из фаянса, полуфарфора и фарфора.

Фаянс – имеет пористый черепок и обязательно покрывается глазурью, т.к. в неглазурованном виде они пропускают воду. Водопоглощение – 10-12%., = 1900-1960 кг/м³, R_СЖ = 100 МПа.

Фарфор – характеризуется белым спекшимся черепком, не пропускающим воду и газы. Водопоглощение – 0,2-0,5%, = 2250-2300 кг/м³, R_СЖ = 500 МПа.

Полуфарфор – занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом. Водопоглощение – 3-5%, =2000-2200 кг/м³, R_СЖ = 150-200 МПа.

Изделия из сан.-тех. керамики выпускаются различного цвета, должны иметь правильную форму, ровную, гладкую и чистую поверхность, равномерно покрытую глазурью.

Керамические трубы из глиняной массы, изготавливают три вида труб: канализационные, дренажные, кислотоупорные.

Канализационные трубы изготавливают из пластичных огнеупорных глин с низкой температурой спекания, с отощающими добавками и без них. Сырьевую массу для формования труб готовят из тугоплавких глин с добавкой шамота очень тщательно, чтобы она приобрела однородность и пластичность. Формуют трубы в специальных трубных прессах, обжигают при t = 1250-1300⁰С. Поверхность труб снаружи и внутри покрывают глазурью.

Канализационные трубы в зависимости от показателей внешнего вида и водопоглощения бывают I и II сорта. Водопоглощение для I сорта не более 9%, для II сорта не более 11% по массе. Трубы должны выдерживать гидравлическое давление не менее 0,2 МПа и иметь кислотоустойчивость не ниже 90%.

Трубы изготавливают диаметром 150-600 мм, длиной 800-1200 мм. Применяют для производственных и хозяйственно-фекальных канализаций, а также для водосточных сетей при наличии агрессивных вод.

Трубы керамические дренажные изготавливают из пластичных глин с добавками или без них путем формования на специальных или ленточных прессах и последующего обжига в печах с опрокинутым пламенем. Внешнюю сторону их покрывают глазурью. Дренажные трубы изготавливают с раструбами и без них. Раструбные трубы имеют отверстия для проникновения воды. Вода попадает в трубы без раструбов через стыки.

Дренажные трубы выпускают диаметром 25-250 м, длиной 333-335 мм, а иногда до 500 мм. Дренажные трубы должны быть морозостойкими не ниже 15.

Трубы керамические кислотоупорные изготавливают по той же технологии, как и канализационные, двух сортов – I и II. Они имеют плотный спекшийся черепок, с обеих сторон покрытый глазурью. Кислотоупорные трубы отличаются высокой плотностью и прочностью, и малым водопоглощением, высокой устойчивостью к действию кислот. Для I сорта кислотостойкость не менее 98%, водопоглощение не более 3%, R_СЖ не менее 40 МПа, термическая стойкость не менее 2 теплосмен, гидростатическое давление не менее 0,4 МПа. Трубы и фасонные части к ним применяют для перемещения органических и неорганических кислот и газов при разрежении или давлении до 0,3 МПа.

Теплоизоляционные керамические материалы

Теплоизоляционные трепельные (диатомитовые) изделия. Для производства этих изделий трепел или диатомит сушат и измельчают в тонкий порошок, хорошо перемешивают, увлажняют водой и формуют в виде скорлуп, сегментов, а затем сушат и обжигают.

В соответствии со средней плотностью изделия подразделяются на марки 500, 600, 700. R_СЖ = 0,6-1 МПа. Коэффициент теплопроводности при t = 350⁰С – 025-0,37 Вт/м⁰С. Эти изделия можно использовать при температуре до 900⁰С.

Пенодиатомитовые изготавливают из трепела или диатомита путем приготовления порошка этих материалов, теста и добавления в тесто устойчивой пены. Полученную пено-массу разливают по формам. После сушки обжигают. R_СЖ = 0,6-1 МПа, =350-450 кг/м³, λ = 0,03-0,16 Вт/м⁰С.

Керамзит представляет собой ячеистый материал в виде гравия и щебня. Сырье: суглинки и глина, содержащие оксиды железа и органические примеси.

Обжиг ведется во вращающихся печах в восстановительной среде при t = 900-1100⁰С. При этом газы (кислород – образующийся при раскислении высших оксидов железа и СО₂ – образующаяся при горении органических примесей) вспучивают глину.

Свойства: = 250-600 кг/м³, R_СЖ = 0,6-3 МПа.

Применение: заполнитель легких бетонов, ТИМ в качестве засыпок.

Стекло и плавленые изделия

Стеклами называю твердые, хрупкие, изотропные материалы, полученные при охлаждении силикатных расплавов.

Прозрачность, высокая химическая стойкость и достаточная механическая прочность позволяют применять стекло там, где затруднено или совершенно исключено применение других строительных материалов. Стекло может быть использовано не только для остекления оконных проемов, но также как конструкционный, отделочный, теплоизоляционный материал.

Общие свойства стекла

Наиболее характерными можно считать светопропускания и хрупкость, именно этим стекло резко отличается от других строительных материалов.

Механические свойства зависят от большого количества факторов: состава, режима термообработки, состояния поверхности и размеров образца. R_СЖ = 700-1000 МПа, R_РАСТ = 30-60 МПа. В строительных конструкциях стекло подвергается изгибу, растяжению и удару. Поэтому главным показателем, определяющим механические свойства стекла является R_РАСТ.

R_РАСТ в значительной степени зависит от размера образца. Рассчитанная теоретически прочность стекла при растяжении составляет 1200 МПа, практически эта величина ниже в 200-300 раз. Это объясняется тем, что внутри стекла и на поверхности имеются ослабленные участки (микронеоднородности, внутренние напряжения), которые являются причиной начала разрушения. Чем больше размер образца, тем вероятнее присутствие этих дефектов на участке максимальных напряжений.

Зависимость прочности стекла от состояния его поверхности хорошо иллюстрируется резаньем стекла алмазом. Достаточно слабого надреза на поверхности стекла, чтобы оно сломалось по линии надреза. Любые повреждения на поверхности резко понижают его прочность. Но это вредное влияние царапин и надрезов на поверхности стекла со временем уменьшается, царапины как бы залечиваются и надрезанное алмазом стекло на следующий день уже трудно сломать. Этот процесс называется старением и ускоряется во влажной среде.

В стекле, как и в других материалах, наблюдается явление усталости. При длительной нагрузке стекло показывает меньшую прочность, чем при кратковременной.

Основным недостатком стекла является хрупкость. Хрупкость материала определяется рядом факторов. Главный из них – отношение модуля упругости материала к прочности при растяжении, чем больше это отношение, тем при меньшей деформации напряжения в материале достигают прочность.

материал	Е, кг/см2	R кг/см2	Е/RРАСТ
стекло	(4,5…8)*105	300-600	1300-1500
сталь	(2,1…2,2)*105	3000-14000	400-460
бетон	(1,4…2,1)*105	15-50	4200-9350

Оптические свойства. Светопропускание (прозрачность), светопреломление, отражение, рассеивание и т.д.

Обычные силикатные стекла хорошо пропускают всю видимую часть спектра и практически не пропускают ультрафиолет и инфракрасные лучи. Изменяя химический состав стекла и его окраску, можно регулировать светопропускание стекла.

Термические и акустические свойства. По сравнению с металлом стекло обладает невысоким коэффициентом линейного термического расширения: в интервале t = -20…40⁰С для обычного стекла он составляет (8,9…9)*10^-6 1/град. Но из-за высокого модуля упругости напряжения, развивающиеся в стекле при термических деформациях, могут достигать опасных величин. С этим коэффициентом связана и термостойкость (способность выдерживать резкие перепады температур).

По звукоизоляционной способности стекло толщиной 10 мм приблизительно соответствует кирпичной стене толщиной 120 мм.

Химическая стойкость. Силикатное стекло обладает высокой стойкостью к большинству агрессивных сред, за исключением плавиковой кислоты. Химическая стойкость объясняется особенностями его состава и строения. При действии воды на свежую поверхность стекла в первую очередь в раствор переходят щелочные компоненты стекла (Na⁺, K⁺), а кремнекислородный каркас, остающийся после выхода щелочных ионов, обогащается нерастворимыми продуктами коррозии (гелем кремневой кислоты и силикатами Са и Mg). Это образование на поверхности стекла (слой) становится преградой для развития коррозии.