Как делают керамические изделия из глин

Керамическими изделиями называют изделия и материалы, полученные из глиняных масс или их смесей с минеральными добавками путем формования и обжига.

Основным сырьем для производства керамических материалов и изделий являются глины. Для улучшения их технических свойств применяют отощающие, выгорающие и пластифицирующие добавки.

Глина — продукт механического разрушения (выветривания) и химического разложения некоторых магматических и метаморфических горных пород.

Состав глины

• неразложившиеся зерна полевого шпата;
• известняк;
• железистые и органические вещества.

Виды глин

• тяжелые (более 60% глинистых веществ);
• глины (30-60%);
• суглинки (10-30%);
• супеси (5-10%).

Свойства глин

• пластичность;
• связность;
• воздушная, огневая и полная усадка;
• огнеупорность;
• цвет глиняного черепка.

Классификация глин

• жирные (высокопластичные);
• средней пластичности;
• тощие (трудно поддающиеся формованию).

Производство керамических материалов и изделий из глины

Сырьевую смесь готовят полусухим, пластическим и мокрым (шликерным) способами.

Полусухой способ

Влажность пресс-порошка до 10%. Применяют для кирпича полусухого прессования, плиток для полов и облицовочных плиток.

Пластический

Влажность 18-23%. Смесь для производства керамического кирпича пластического формования, керамических камней, черепицы.

Мокрый

Нужно очень большое количество воды. Применяется при производстве фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток высокого качества.

Формованные изделия подлежат сушке. Сушат до влажности 8-10% (тем самым повышают прочность сырца). Сушка бывает естественной и искусственной. Естественные сушильные помещения без затрат топлива в течение 10-15 суток (требуются большие помещения). Искусственная сушка в камерных сушилках периодического действия и туннельных в течение 1-3 суток.

Обжиг изделия — завершающий этап технологического процесса производства керамических изделий. Процесс обжига делится на три периода: прогрев сырца, обжиг и охлаждение.

По конструктивному назначению керамические материалы и изделия делятся на группы

Стеновые — кирпич, керамические камни, стеновые блоки и панели из кирпича.

Для перекрытий — пустотные камни, блоки, панели перекрытий и покрытий из керамических камней.

Для облицовки фасадов — кирпич и камни керамические лицевые, фасадные плитки, ковровая керамика.

Для внутренней облицовки — глазурованные плитки и фасонные детали к ним, плитки для пола.

Кровельные — черепица, пазовая штампованная глиняная черепица (ленточная, плоская, волнисто-ленточная).

Трубы канализационные и дренажные.

Санитарно-технические изделия — раковины, смывные бачки.

Кислотоупорные — кирпич, плитка, трубы.

Дорожные — кирпич, бордюры, камни.

Теплоизоляционные — пористо-пустотные кирпичи и камни, перлитокерамика.

Заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

Огнеупорные — кирпич и фасонные изделия.

Кирпич имеет размеры 250х120х65 и 250х120х88. Допускаемые отклонения не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3. Плотность кирпича в сухом состоянии 1600-1900 кг/м³. Теплопроводность 0.71-0.82 Вт/м°С. По пределу прочности при сжатии и изгибе кирпич подразделяется на марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 300. Водопоглащение не менее 8%. Применяют для кладки наружных и внутренних стен, столбов, сводов, перемычек, арок. Также, в заводских условиях из кирпича изготавливают готовые стеновые панели.

Стеновые кирпичные панели — индустриальные изделия заданных размеров в которых отдельные кирпичи и керамические камни сцементированы в монолит цементно-песчаным раствором. Назначение — для наружных, внутренних, специальных, цокольных и вентиляционных стен. Толщина панелей 200 мм (наружные) и 140 мм (внутренние).

Кирпичные фасадные плитки готовят методом полусухого прессования. Размеры 250х140х10 (фасадные), 150х75х7 (цокольные), 125х60х7 (типа «Кабанчик»).

Фасадные архитектурно-художественные плитки: типа ромб, лепесток, диагональная, пирамидка, волна.

Плитки для внутренней облицовки

Размеры 15х150, 200х300, 200х250, 250х300 толщина 4-6 мм. Требования: правильная геометрическая форма, четкие грани и углы, гладкая и ровная поверхность, глазурь без выпуклостей, выбоин, трещин, наливов, натеков, пузырьков.

Плитку различают по типам, сортам, размерам и цвету.

Коврово-мозаичная облицовочная плитка — изготавливается методом литья. По ленте движутся керамические пористые подставки (формы), в которые заливают поочередно три слоя шликера: разделительный, основной и глазурный. Пористые формы впитывают влагу из шликера, окрепшую массу разрезают на плитки заданной величины роликовыми ножами, затем сушат и обжигают. Размеры: толщина 2.5 мм; квадратные 25х25, 35х35 … 125х125; прямоугольные 250х100, 50х200.

Плитки для полов изготавливают из глиняной массы с отощающими добавками, добавляют красители затем прессуют и обжигают до спекания. Полы из керамических плиток водонепроницаемые, хорошо сопротивляются истиранию, легко моются, долговечные, красивые, кислото- и щелочестойкие. Недостатки: низкое сопротивление удару, высокая трудоемкость, большая теплоусвояемость. Также полы устраивают в вестибюлях общественных зданий, в банях, прачечных, санузлах, пищеблоках и т.д. Размеры плиток от 200х200 до 500х500.

Керамические материала и изделия специального назначения

Глиняная черепица — кровельный материал из легкоплавких глин. Виды черепиц: штамповочная пазовая, ленточная штамповочная, плоская ленточная, коньковая. Кровля из черепицы прочна, долговечна, огнестойка, не требует частых ремонтов. Недостатки: большая масса, необходимость устройства значительных уклонов для стоков воды, большая трудоемкость возведения. Применяют в малоэтажном сельском строительстве.

Канализационные дренажные трубы изготавливают из огнеупорных или тугоплавких глин. Наличие тонкого слоя глазури предопределяет водонепроницаемость и высокую стойкость труб к воздействию кислот и щелочей. Трубы выполняют диаметром 150-600 мм, длиной 800-1200 мм. Высокая химическая стойкость позволяет применять трубы для отвода промышленных вод, содержащих щелочи и кислоты.

Дренажные трубы — керамические трубы без глазури с гладкой поверхностью и сквозными канавками или прорезями для повышения водонепроницаемости. Длина до 500 мм. Используют трубы для осушения заболоченных земель, для понижения уровня грунтовых вод.

Кислотоупорные изделия — кислотоупорный кирпич. Применяют для футеровки аппаратов, газоходов и сточных желобов, для устройства полов в цехах с агрессивной средой, а термокислотоупорные для футеровки варочных котлов.

Кислотоупорные трубы имеют тонкий спекшийся черепок, наружную и внутреннюю стороны покрывают кислотоупорной глазурью. Применяют для предприятий химической промышленности.

Санитарно-технические изделия — раковины, умывальники, унитазы, сливные бачки изготавливают из фаянсовых, полуфарфоровых масс в состав которых входят калий, огнеупорная глина, кварц и шамот.

Огнеупорные материалы

Наиболее распространены кремнеземистые и алюмосиликатные огнеупоры.

Кремнеземистые (динасовые) угнеупоры — изготавливают из кварцитов или кварцевого песка с добавлением глины. Огнеупорность 1710-1750°С, предел прочности на сжатие 15-35 МПа.

Применяют для кладки и футеровки наиболее ответственных частей различных промышленных печей (коксовых, стекловаренных), которые подвергаются одновременно воздействию высоких температур и значительным нагрузкам.

Алюмосиликатные огнеупоры — из огнеупорных глин, каолинов, отощенных кварцевыми добавками. Огнеупорность 1770-2000°С. Применяется для кладки печей в стекольной промышленности.

---