Керамические материалы и изделия. Тема 3

Классификация керамических материалов.
По пористости керамические материалы делятся на плотные, у которых водопоглощение по массе не более 5%, и на пористые, у которых массовое водопоглощение более 5%.
По назначению керамические изделия делятся на :
- стеновые;
- облицовочные для фасадов зданий;
- облицовочные для внутренней и наружной облицовки стен и полов;
- кровельные;
- сантехническое оборудование;
- дорожные и для подземных коммуникаций;
- теплоизоляционные;
- кислотоупорные и огнеупорные;
- заполнители для легких бетонов.

По технологическим видам на:
- терракоту - неглазурованную однотонную естественно окрашенную керамику с пористым черепком, которая применяется в качестве стеновых материалов, облицовочных плиток, изразцов, архитектурных деталей, декоративных ваз и т.д;
- майолику - керамику из цветной обожженной глины с крупнопористым черепком, покрытым глазурью,
применялась которая на Руси
уже в Х1 веке в виде оконных
наличников, печных изразцов,
фризов, порталов и др;

- фаянс - твердый мелкопористый керамический материал, обычно белого цвета, отличающийся от фарфора большими пористостью и водопоглащением, покрытый глазурью, который применяется для санитарно-технических изделий, облицовочной плитки, посуды;
- фарфор - плотный водонепроницаемый материал белого цвета, применяется аналогично фаянсу;
. - каменная масса - водонепроницаемый керамический материал от серого до черного цвета, может быть глазурованным и неглазурованным; применяется для дорожных покрытий, и в виде облицовочных плиток для химическистойкой облицовки.

Сырьевые материалы.
1.Глинистые материалы - осадочные горные породы, которые независимо от их химического и минералогического состава при смешивании с водой способны образовывать пластичное тесто, переходящее после обжига в водостойкое и прочное камневидное
тело.
дом из глины, песка, соломы и земли
Глины содержат минеральные и органические примеси.

2.Непластичные материалы.
ОТОЩАЮЩИЕ ДОБАВКИ - шамот, песок, золы ТЭЦ, вводятся для снижения пластичности глин, их воздушной и огневой усадки.
ВЫГОРАЮЩИЕ ДОБАВКИ - древесные опилки, бурые угли, отходы углеобогащения, повышают пористость стеновых материалов, способствуют равномерному спеканию черепка.
ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ - высокопластичные глины, поверхностно-активные вещества (СДБ, ССБ и др.),увеличивают пластичность тощих глин.
ПЛАВНИ - полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит и другие, понижают температуру спекания глин.

ГЛАЗУРИ - это стекла, покрывающие поверхность керамических изделий, придающие им водонепроницаемость, химическую стойкость, улучшающие их внешний вид.
АНГОБЫ - тонкий слой белой или цветной глины, нанесенный на поверхность изделия. Стекла они не образуют, поверхность получается матовой. Цель нанесения ангоба - повысить декоративную ценность изделий.

Свойства глин как сырья для керамических изделий.
ПЛАСТИЧНОСТЬ - способность глиняного теста под влиянием внешних механических воздействий принимать определенную форму без разрывов и трещин и сохранять ее после снятия этих воздействий.
Чем выше пластичность глины, тем больше опасность растрескивания изделий при сушке и обжиге.
СВЯЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ - свойство глин связывать зерна непластичных материалов, образуя при высыхании достаточно прочное изделие - сырец.
УСАДКА ГЛИН - уменьшение линейных
размеров и объема глиняного сырца при
сушке (воздушная усадка) и обжиге
(огневая усадка).
Усадка при сушке обусловлена уменьшением
толщины водных прослоек вокруг частиц глины.
Огневая усадка обусловлена сближением частиц глины в результате появления при обжиге в черепке расплава.

СПЕКАЕМОСТЬ ГЛИН - свойство глин уплотняться при обжиге с образованием камнеподобного черепка. ОГНЕУПОРНОСТЬ ГЛИН - свойство глин противостоять действию высоких температур, не расплавляясь.
По этому показателю глины делятся на:
огнеупорные, огнеупорность выше 1580˚С,
тугоплавкие, огнеупорность 1350..1580˚С
легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350˚С.
ЦВЕТ ГЛИН ПОСЛЕ ОБЖИГА чаще красный или желтый. Наличие в глине оксидов титана придают черепку глубокий синий цвет.
Тротуарная плитка

Общая схема производства керамических изделий.
КАРЬЕРНЫЕ РАБОТЫ: добыча, транспортировка и хранение глины в течении года на открытом воздухе для разрушения ее природной структуры с целью повышения пластичности и формовочных свойств глины.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНОЙ МАССЫ. В зависимости от вида выпускаемой продукции и свойств исходного сырья формовочную массу получают в виде пластичного глиняного теста, пресспорошков или шликера.

Для получения пластичных формовочных масс в случае использования сухих камнеподобных глин сырье подвергают сначала грубому помолу (размер кусков не более 7...10мм), затем тонкому помолу (размер частиц не более 1мм). Далее порошок глины смешивают с непластичными добавками и увлажняют острым паром в двухвальных лопастных глиномялках непрерывного действия, из которых формовочная масса выходит с влажностью 18...22%.
Для получения пресспорошков
глину измельчают, затем сушат
до 8...9% влажности и
подвергают тонкому помолу,
далее следует увлажнение
острым паром и смешивание с непластичными
добавками.
Пресспорошки получают с влажностью 9...11% или 4...6%.

Для получения шликера измельченную глину и непластичные добавки подвергают совместному тонкому помолу в шаровых мельницах, в которые подается в необходимом количестве вода и электролит (стабилизатор суспензии).Измельчение сопровождается перемешиванием всех компонентов до образования однородной суспензии. Суспензию процеживают через сито, вакуумируют и получают шликер с влажностью до 40%.

ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ можно осуществить:
пластическим формованием,
полусухим прессованием,
литьем.
Пластическое формование производится из пластичных глиняных масс на ленточных прессах (вакуумных и безвакуумных).
Применяется пластический способ для формования стеновых материалов и керамических труб.
Полусухое прессование производится из пресспорошков на гидравлических прессах, работающих в автоматическом режиме.
Применяется способ для производства пустотелого и обыкновенного глиняного кирпича, облицовочных плиток, керамических труб, огнеупорных и кислотоупорных изделий.
Способ литья используют для получения изделий из глиняной суспензии. По конвейеру движутся высокопористые гипсовые или керамические разборные формы, в которые автоматически заливается определенное количество шликера.
Применяется способ для формования изделий сложной конфигурации (сантехнических изделий) и облицовочных плиток.