Керамическими изделиями называют искусственные каменные материалы, полученные из минерального глинистого сырья путем его добычи, тонкого измельчения, формования изделий с последующей их сушкой и обжигом. Сушка изделий обеспечивает первоначальную прочность, достаточную для сохранения формы, целостности при транспортировке в печь обжига, а также снижает усадочные деформации, возникающие в процессе спекания.
Обжиг проводят при температуре 900-1100°С для придания высокой водостойкости и прочности керамическим материалам.
В зависимости от свойств используемой глины и назначения материалов и изделий их формуют методом полусухого прессования, пластичного формования и литья (шликерный). Влажность массы при этом составляет 8-12; 20-25; до 60% соответственно.
Технологию гиперпрессования при производстве керамического кирпича применяют, используя тощие малопластичные глины для получения изделий точного размера с ровной поверхностью (кирпич и камни облицовочные), а также изделий, обладающих высокой прочностью и плотностью (плитка половая).
Второй метод (при наличии пластичных жирных глин) используют для изготовления кирпича и камня обыкновенного, труб, черепицы, плитки фасадной.
Шликерный способ производства предусматривает заливку высокоподвижной глинистой массы в специальные высокопористые гипсовые формы сложной конфигурации (ванны, раковины и т.д.) или заполнение ею специальных форм-матриц (тонкие коврово-мозаичные плитки).
По назначению керамические материалы подразделяют на:
- стеновые - камни пустотелые, кирпич пустотелый и полнотелый;
- кровельные - черепица;
- облицовочные - кирпич и камни лицевые, плитки;
- трубы канализационные и дренажные;
- теплоизоляционные материалы - кирпичи, сегменты, скорлупы, оболочки, гравий керамзитовый, щебень аглопоритовый;
- кислотостойкие - плитки, кирпичи;
- огнеупорные - кирпичи.
С целью ознакомления студентов с керамическими материалами различных свойств и применения в лабораторной работе предусмотрено изучение кирпича керамического, плитки для пола, гравия керамзитового. Последний материал вследствие вспучивания обладает высокой замкнутой пористостью, поэтому наиболее эффективная область его применения - засыпная теплоизоляция стен, полов и перекрытий, а также легкий заполнитель для бетонов.
Критерии, по которым оценивают показатели качества керамического кирпича, зависят от условий эксплуатации изделий. Так, кирпич должен быть прочным по отношению к сжимающим и изгибающим нагрузкам, а при кладке наружных стен обладать низкой теплопроводностью и определенной морозостойкостью. Для облицовочных половых плиток важны декоративность, высокая износостойкость, низкое водопоглощение. Керамзитовый гравий должен быть определенной плотности, теплопроводности и прочности.
Определение водопоглощения керамических материалов
Водопоглощение керамической плитки определяют насыщением образцов водой кипячением. Высушенные образцы помещают в емкость для кипячения на сетчатую подставку, заливают водой выше уровня плитки на 50 мм и кипятят в течение 1 часа. Оставляют плитки в воде для охлаждения на 4 часа. Водопоглощение керамических изделий по массе WМ, %, вычисляют по формуле
WМ=(m2-m1)/m1))100
m2 - масса насыщенного водой образца, г; m1 - масса высушенного образца, г.
Водопоглощение керамических материалов сравнивают с показателями приведенными ниже.
Ускоренная методика определения водопоглощения керамического кирпича
Ускоренный способ определения водопоглощения состоит в том, что на поверхность керамического кирпича капают воду или чернила. Водопоглощение оценивают по быстроте впитывания капли. При водопоглощении керамики до 3% капля практически не впитывается, при 5-8% - впитывается частично, более 10% - капля впитывается быстро.
Далее приведено допустимое водопоглощение по массе (WМ) некоторых керамических материалов:
- кирпич глиняный полнотелый рядовой лицевой - не менее 8%;
- кирпич глиняный пустотелый рядовой лицевой - не менее 6%;
- керамзитовый гравий насыпной плотностью до 400 - не более 25%;
- керамзитовый гравий насыпной плотностью 450-800 - не более 20%;
- неглазурованная плитка для полов - не более 3,5%;
- глазурованная плитка для полов - не более 1,5%.
