Лекция 2

В (прессование) В | а B | b B || a B || b B Морозостойкость Очень высокая Высокая средняя пониженная - В зависимости от истираемости по методу PEI (при использовании полов) в соответствии с международным стандартом ISO плитки делят на 6 классов: Группа Область применения PEI – 0 Не пригодна для полов PEI – I Помещения с низкой посещаемостью и отсутствием загрязнения (ванны, спальни) PEI – II Помещения с небольшой посещаемостью и слабым загрязнением (жилые комнаты) PEI – III Помещения со средней посещаемостью и несильным загрязнением (кухни, коридоры) PEI – IV Помещения с интенсивной эксплуатацией (торговые залы, офисы, лестницы в жилых домах) PEI – V Помещения с очень высокой интенсивностью эксплуатации (магазины, залы на вокзалах, почтах и т. п.)    

Глина.

Организация кирпичного производства

Организация кирпичного производства должна создать условия для двух основных параметров производства: обеспечивать постоянный или средний состав глины и обеспечивать равномерную работу производства. Для выявления истинных причин большого количества брака на производстве проводится анализ соответствия организации производства этим требованиям.

Кирпичное производство принадлежит к тем видам человеческой деятельности, где результата добиваются только после длительных экспериментов с режимами сушки и обжига. Эта работа должна проводиться при постоянных основных параметрах производства. Невозможно сделать правильные выводы и подкорректировать работу при несоблюдении этого простого правила.

Невозможно выпускать качественную продукцию при непостоянном составе глины и производительности. Невозможно найти причины брака уменьшая переработку, не имея возможности контролировать и регулировать режим сушилки, не соблюдая режим обжига в печи. Как понять, где находится источник брака: глина, добыча, переработка, формовка, сушка или обжиг?

Самая лучшая глина — это глина постоянного состава, которую с низкими затратами могут обеспечить только многоковшовый и роторный экскаваторы. Кирпичному производству требуется постоянный состав глины в длительном промежутке времени для опытного подбора режимов сушки и обжига. Нет более простого и лучшего способа получить продукцию отличного качества.

Хороший керамический кирпич производится из глины добытой мелкой фракцией с постоянным составом минералов. При постоянном составе минералов цвет кирпича при производстве одинаковый, что характеризует лицевой кирпич. Месторождения с однородным составом минералов и многометровым слоем глины, пригодным для добычи одноковшовым экскаватором, очень редки и почти все разработаны.

Большинство месторождений содержит многослойную глину, поэтому лучшими механизмами, способными при добыче делать глину среднего состава, считаются многоковшовый и роторный экскаваторы. При работе они срезают глину по высоте забоя, измельчают её, и при смешивании получается средний состав. Другие типы экскаваторов не смешивают глину, а добывают её глыбами.

Постоянный или средний состав глины необходим для подбора постоянных режимов сушки и обжига. Нельзя получить высококачественный кирпич, если состав глины постоянно меняется, поскольку для каждого состава нужен свой режим сушки и обжига. При добыче глины среднего состава, один раз подобранные режимы позволяют получать высококачественный кирпич из сушилки и печи годами.

Качественный и количественный состав месторождения выясняется в результате разведки месторождения. Только разведка выясняет минеральный состав, то есть какие суглинки пылеватые, глины легкоплавкие, глины тугоплавкие и т. д. содержатся в месторождении. Лучшими глинами для производства кирпича считаются те глины, которые не требуют добавок.

Для производства кирпича всегда используется глина непригодная для других керамических изделий. До принятия решения о постройке завода на основе месторождения проводятся промышленные испытания пригодности глины для производства кирпича. Испытания проводятся по специальной стандартной методике, заключающейся в подборе технологии для переработки.

Испытания дают ответ на несколько вопросов: есть ли в месторождении слой однородной глины, пригодный для промышленной разработки; если нет, то пригоден ли средний состав глины для производства кирпича; если нет, то какие добавки требуются для получения качественного кирпича, какая нужна техника для добычи и оборудование для переработки и пр.

Сушилки камерные:

Сушилки загружаются кирпичом полностью и в них постепенно изменяется температура и влажность по всему объёму сушилки, в соответствии с заданной кривой сушки изделий. Сушилки находят применение для изделий электрокерамики, фарфора, фаянса и при малых объёмах производства. Очень трудно регулировать режим сушки.

Сушилки туннельные:

Сушилки загружаются постепенно и равномерно. Вагонетки с кирпичом продвигаются через сушилку и проходят последовательно зоны с разной температурой и влажностью. Туннельные сушилки лучше всего применять для сушки кирпича из сырья среднего состава. Применяются при производстве однотипных изделий строительной керамики. Очень хорошо «держат» режим сушки при постоянной и равномерной загрузке кирпича-сырца.

Процесс сушки:

Глина, с точки зрения сушки, это смесь минералов, состоящая по массе более чем на 50 % из частиц до 0,01 мм. К тонким глинам относятся частицы менее 0,2 мкм, к средним 0,2—0,5 мкм и крупнозернистым 0,5—2 мкм. В объёме кирпича-сырца есть множество капилляров сложной конфигурации и разных размеров, образованных глинистыми частицами при формовке.

Глины дают с водой массу, которая после высыхания сохраняет форму, а после обжига приобретает свойства камня. Пластичность объясняется проникновением воды, хорошего природного растворителя, между отдельными частицами минералов глины. Свойства глины с водой важны при формовке и сушке кирпича, а химический состав определяет свойства изделий во время обжига и после обжига.

Чувствительность глины к сушке зависит от процентного соотношения «глинистых» и «песчаных» частиц. Чем больше в глине «глинистых» частиц, тем труднее удалить воду из кирпича-сырца без образования трещин при сушке и тем больше прочность кирпича после обжига. Пригодность глины для производства кирпича определяется лабораторными испытаниями.

Если в начале сушилки в сырце образуется много паров воды, то их давление может превысить предел прочности сырца и появится трещина. Поэтому температура в первой зоне сушилки должна быть такой, чтобы давление паров воды не разрушало сырец. В третьей зоне сушилки прочность сырца достаточна для повышения температуры и увеличения скорости сушки.

Режимные характеристики сушки изделий на заводах зависят от свойств сырья и конфигурации изделий. Существующие на заводах режимы сушки нельзя рассматривать как неизменные и оптимальные. Практика многих заводов показывает, что длительность сушки можно значительно сокращать, пользуясь методами ускорения внешней и внутренней диффузии влаги в изделиях.

Кроме того, нельзя не учитывать свойства глиняного сырья конкретного месторождения. Именно в этом и заключается задача заводских технологов. Нужно подобрать такую производительность линии формовки кирпича и режимы работы сушилки кирпича, при которых обеспечивается высокое качество сырца при максимально достижимой производительности кирпичного завода.

Процесс обжига:

Глина с точки зрения обжига представляет смесь легкоплавких и тугоплавких минералов. При обжиге легкоплавкие минералы связывают и частично растворяют тугоплавкие минералы. Структура и прочность кирпича после обжига определяется процентным соотношением легкоплавких и тугоплавких минералов, температурой и продолжительностью обжига.

В процессе обжига керамического кирпича легкоплавкие минералы образуют стекловидную, а тугоплавкие кристаллическую фазы. С повышением температуры всё более тугоплавкие минералы переходят в расплав и возрастает содержание стеклофазы. С увеличением содержания стеклофазы повышается морозостойкость и снижается прочность керамического кирпича.

При увеличении длительности обжига возрастает процесс диффузии между стекловидной и кристаллической фазами. В местах диффузии возникают большие механические напряжения, так как коэффициент термического расширения тугоплавких минералов больше коэффициента термического расширения легкоплавких минералов, что и приводит к резкому снижению прочности.

После обжига при температуре 950—1050 °C доля стекловидной фазы в керамическом кирпиче должна составлять не более 8—10 %. В процессе обжига подбираются такие температурные режимы обжига и продолжительность обжига, чтобы все эти сложные физико-химические процессы обеспечивали максимальную прочность керамического кирпича.

Размеры:

Как это ни удивительно, но в России кирпичи единого стандарта (т. н. нормального формата (НФ)[3]), появились недавно по сравнению с тем, сколько времени бытует у нас этот стройматериал, — в 1927 году. Нормальный формат имеет габаритные размеры 250х120х65 мм. Наименования остальных размеров являются производными от НФ:

1 НФ (одинарный) — 250х120х65 мм;

1,4 НФ (полуторный) — 250х120х88 мм;

2,1 НФ (двойной) — 250х120х140 мм.

Также описаны в ГОСТе и применяются (но значительно реже) другие размеры:

0,7 НФ («Евро») — 250х85х65 мм;

1,3 НФ (модульный одинарный) — 288х138х65 мм.

Неполномерный (часть):

3/4 — 180 мм;

1/2 — 120 мм;

1/4 — 60—65 мм.

Названия граней:

Согласно ГОСТ 530—2007, грани кирпича имеют следующие названия:

- Постель — рабочая грань изделия, расположенная параллельно основанию кладки (на примере 1 НФ это часть с размерами 250х120 мм);

- Ложок — средняя по площади грань изделия, расположенная перпендикулярно к постели.[3] (у 1НФ — 250х65 мм);

- Тычок — наименьшая грань изделия, расположенная перпендикулярно к постели.[3] (у 1 НФ — 120х65 мм).

Крупнейшие производители:

В России крупнейшими производителями кирпича являются Башкирский кирпич, Дзержинский кирпичный завод, Ревдинский кирпичный завод, Голицынский кирпичный завод, Воротынский кирпичный завод, Рязанский кирпичный завод, Московский кирпичный завод. Всего более трехсот кирпичных заводов.

В Европе крупнейшими производителями лицевого керамического кирпича являются: Керамейя, Wienerberger (нем. Wienerberger), Vandersanden, Feldhaus-Klinker, CRH и Hanson (англ. Hanson plc). В Северной Америке крупнейшими производителями являются: Wienerberger, Boral (англ. Boral), Acme Brick (англ. Acme Brick), CRH и Hanson.

Основным отличием импортного кирпича от российского является больший допуск на размеры кирпича, причем основная масса кирпича может укладываться в российские нормы, но будут попадаться кирпичи с размерами, выходящими за допустимые нормы по длине и/или высоте (по практике людей, работавших с импортным кирпичом, это не более 3% от общего количества). Особенно это относится к кирпичам ручной формовки. Как с этим бороться?

Во-первых, перед кладкой каждый ряд кирпича выкладывается "всухую", чтобы определить расположение вертикальных швов, размер подрезаемых кирпичей и их место, и только затем ряд выкладывают с раствором. Если поверхность стены имеет внешний и внутренний угол, то раскладка "всухую" начинается от внешнего угла к внутреннему, если оба угла внешних, то раскладку начинают с обоих углов, определяя местоположение подрезаемого кирпича.

Во-вторых, кирпичи, выходящие за допустимые нормы по длине, используются для подрезки, а выходящие по высоте, откладываются для накопления на целый ряд кладки.

В-третьих, колебания размеров кирпича выравнивают толщиной шва.

О шве при кладке европейских кирпичей надо поговорить отдельно. Если у нас при использовании цементного раствора стараются сделать шов максимально тонким и незаметным, то европейские строители, учитывая особенности местного кирпича, делают шов широким - до 20 мм (рекомендуемая толщина шва 15 мм). В результате швы составляют от 20 до 35 % полной поверхности фасада. Поэтому цвет, форма и пространственный рисунок шва имеют огромное значение для эстетического восприятия всей кирпичной кладки. Шов можно сделать цветным, используя готовые цветные кладочные растворы (например, Ветонит имеет более 10 цветов) или произведя расшивку фасада специальным раствором для расшивки. Швы можно по-разному формировать в зависимости от архитектурных требований. Пространственный рисунок шва создается путем сочетания ложковой, тычковой кладок и сдвигов кирпичей относительно друг друга (Силезская, Крестовая, Фламандская, Готическая, Цепная и т.д. кладки).

Еще одной особенностью европейского кирпича является его цветовая неоднородность. Даже в пределах одной партии кирпич может быть разных оттенков. Этот, казалось бы, недостаток на самом деле становится его достоинством, поскольку пестрота кладки придает фасаду объем и глубину (дома из однотонных кирпичей смотрятся как плоские декорации в театре). Чтобы в процессе кладки избежать полосатости и получить равномерно пестрый фасад, необходимо использовать кирпич одновременно с как можно большего количества поддонов (4-5). Европейские производители предлагают огромный ассортимент цветных кирпичей, когда на одном кирпиче присутствует 2-3 цвета. При покупке такого кирпича нужно учитывать, что оттенки кирпича от партии к партии могут меняться.

Очень большое значение в кирпичной кладке имеет фактура поверхности кирпича. От нее зависит преломление света, а, следовательно, контрастность, яркость и другие параметры цвета кирпича (шероховатые поверхности имеют матовый, бархатистый цвет, на гладких, глянцевых поверхностях будут блики, а кварцевый песок даст искру на поверхности кладки). Только сейчас некоторые отечественные заводы начали выпускать кирпич с фактурной поверхностью, а Европа уже давно производит кирпич с большим разнообразием фактур: от сильно рельефных (колотая, антично-колотая), до "сахарной пудры" (обсыпка кварцевым песком). Много комбинированных фактур, например, поверхность с рифленой фактурой обсыпана кварцевой крошкой.

Архитектура здания, разнообразие размеров, фактур и цветов кирпича плюс возможность использования швов разных цветов и пространственного рисунка, все это дает практически бесконечное число вариантов внешнего вида фасада, из которых нужно выбрать единственный, удовлетворяющий конкретного покупателя. Это сложнейшая задача, процесс решения которой может принести и неописуемое удовольствие, и неописуемое раздражение. В первом случае надо попробовать полностью реализовать свои творческие возможности, а во втором положиться на знания и опыт архитекторов и дизайнеров, работающих над проектом.

Керамика сегодняшнего дня:

Уже несколько десятков лет в отделочной керамике доминируют плиточные материалы самого различного вида, различной структуры и различного назначения. Здесь следует оговориться, что назначение плитки, ее эксплуатационные и декоративные свойства и структура (т.е. строение черепка) находятся в тесной зависимости. По назначению керамические плитки можно разделить на три группы:

-для отделки стен внутри помещений;

-для облицовки наружных стен зданий;

-для настилки полов.

Для каждой области применения необходимы свои эксплуатационные показатели плитки, характеризующиеся определенным набором физико-механических свойств. Последние зависят от строения плитки и структуры ее черепка, определяемые в свою очередь составом сырьевой шихты и технологией изготовления.

Структуру черепка керамических изделий принято характеризовать значением его водопоглощения (это объясняется тем, что поры в керамике открытые и сообщающиеся).

По значению водопоглощения различаются изделия:

- с пористым черепком (водопоглощение более 4 %);

- с плотным частично спекшимся черепком (водопоглощение не более 1...3%);
- с плотным полностью спекшимся черепком (водопоглощение не более 0,5 %).

Характер структуры плитки определяется методом ее формования.
Литьем и прессованием (в том числе экструзией) при низком давлении из пластичной смеси (т.е. смеси с высоким содержанием воды) получают плитки с пористым черепком. Такие плитки практически всегда покрывают глазурью, (лазурь может наноситься как на плитку-сырец («монокоттура» - одновременный обжиг плитки и глазури), так и на обожженную плитку - «бисквит» с последующим повторным обжигом. Плитки, получаемые по такой технологии, могут быть майоликовые и фаянсовые. Фаянсовые - с черепком белого цвета - изготавливают из смеси каолина, полевого шпата и кварцевого песка, а майоликовые - из красножгущихся глин.
Такие плитки применяют для внутренней отделки. Пористый черепок снижает вес плитки и улучшает их сцепление с клеющим материалом, а глазурь придает декоративность и гигиеничность. Традиционный размер таких плиток в России был 15 х 15 см. Сейчас популярны более крупные прямоугольные плитки, например, размером 20х30 см. Современные плитки имеют высокую точность размеров и формы, В настоящее время на рынке имеется не только большой выбор импортной и отечественной плитки различных размеров, цветов и рисунков, но и дополнительных элементов к ним (бордюры, уголковые плитки и т.п.). Все это позволяет обеспечить высокое качество отделки.Среди отечественных производителей появились предприятия, освоившие современные технологии и выпускающие продукцию на уровне мировых требований. К ним относятся АООТ «Сокол» (г. Дедовск Московской области), фирма «Керама» (завод «Велор», г. Орел) и многие другие.

В тех случаях, когда гигиеничность не является абсолютно необходимым качеством облицовки, возможно применение неглазурованных пористых плиток, имеющих естественную окраску (плитки «котто»), с низкой пористостью (не более 5 %).

Плитки с пористым черепком нельзя применять в наших климатических условиях для наружной отделки из-за низкой морозостойкости. Для настилки полов они также абсолютно непригодны, т.к. пористый черепок впитывает жидкости, что служит источником биокоррозии. Кроме того, пористый черепок имеет пониженную прочность и износостойкость.
Для наружной облицовки используют плитки, получаемые прессованием полусухих смесей. Они имеют пониженное водопоглощение и, соответственно, повышенную морозостойкость. Такие плитки размером от 40 х 40 мм до 100 х 150 мм используют для отделки фасадов. Мелкие плитки применяют в виде ковров, наклеенных на бумагу. Крупные (для улучшения сцепления) имеют рифленую тыльную поверхность или пазы с сечением «ласточкин хвост». Глазурь на таких плитках позволяет придавать им необходимую окраску а ее гладкая поверхность не задерживает грязи. Отделка фасадов керамической плиткой не только очень выразительна с архитектурной точки зрения, но и долговечна. Фасады зданий, облицованные глазурованной плиткой в начале XX в., до сих пор, те. через сто лет, не требуют ремонта.

Для полов в странах Средиземноморья и других странах с жарким климатом традиционно применялись каменные плиты и заменяющая их керамика. В этих регионах и в настоящее время керамика является одним из главных материалов покрытия пола. Это объясняется ее высокими эксплуатационными и декоративными свойствами; а то, что такой пол «холодный» в жарком климате скорее достоинство, чем недостаток. В России керамические полы традиционно используют в помещениях с влажным режимом эксплуатации (санитарно-технические узлы, бани и т.п.), с повышенными гигиеническими требованиями (больницы, кухни и т.п.) и с интенсивным режимом движения (магазины, вестибюли общественных зданий и т.п.). В жилых комнатах в условиях российского климата такие полы требуют обязательного подогрева.

Керамические материалы с плотным черепком (практически не поглощающие воды) под названием «каменная масса» в Европе научились получать еще в XV в.. Позднее началось производство клинкерных материалов (от англ. clinker - застывшая лава) с полностью спекшимся черепком. Клинкерный кирпич использовался для мощения полов и устройства дорожной «одежды».

В Х1Х-ХХ в.в. для устройства лицевого покрытия пола начали широко применяться метлахсткие плитки (от названия г. Mettlach, Германия).
Их получают прессованием порошкообразной глиняной шихты низкой влажности с последующим обжигом до спекания. Такие плитки (квадратные и шестиугольные размером 40...100 мм) окрашены в массе. Метлахские плитки характеризуются низким водопоглощением (менее 1 %) и высокой стойкостью к истиранию.

В зависимости от водопоглощения (характеризующего пористость) плитки делят на следующие группы:

Способ формирования	Водопоглощение %
	Менее 0.5	0.5…3	3…6	6…10	Более 10
А (экструзия)	-	А | b	А || a	А || b	A

Дата добавления: 2014-01-06