Технология производства керамических изделий

Производство керамических изделий включает следующие этапы:

§ Добыча сырьевых материалов (карьерные работы) – добычу, транспортирование и хранение промежуточного запаса глины, вылеживание замоченной глины и ее вымораживание в течение года (в результате чего повышается ее пластичность).

§ Подготовка сырьевой массы (механическая обработка сырья) – осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин, т.е. происходит измельчение и удаление крупных частиц (гравия, щебня), смешивание глины с водой и отощающими добавками.

§ Формование – керамических изделий осуществляют полусухим способом (глина вначале дробится в дробильных вальцах и подсушивается в сушильных барабанах до влажности 5…8%, затем она измельчается в дезинтеграторах и подается в смеситель, где она увлажняется до 10…12% однородная масса поступает в спец.прессы, где из нее формуют изделия и пластическим (глина дробится, подается в глиносмеситель, в котором перемешивается с отощающими добавками и водой, увлажнение глины происходит до 20…25%, формование осуществляется на ленточных прессах.).

§ Сушка – перед обжигом сырец сушат в туннельных и камерных сушилках до влажности не более 12 %.

§ Обжиг – происходит досушка и нагрев до конечной температуры обжига, выдержка при этой температуре (550…800 С), охлаждение.

Свойства керамических изделий

• Пористость – обычно составляет 10-40%, она возрастает при введении в керамическую массу порообразующих добавок.
• Водопоглощение характеризует пористость керамического черепка. Пористые керамические изделия имеют водопоглощение 6-20% по массе и по объему 12-40%. Водопоглощение плотных изделий в три раза меньше.
• Теплопроводность – абсолютно плотного керамического черепка большая – 1,16 Вт/(м°С).
• Прочность – зависит от фазового состава керамического черепка, пористости и наличия трещин. Марка керамического кирпича устанавливается по пределу прочности при сжатии и изгибе.
• Морозостойкость – марка по морозостойкости обозначает число циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживает керамическое изделие в насыщенном водой состоянии без признаков видимых повреждений. Керамические изделия имеют марки по морозостойкости: 15, 25, 35, 50, 75, 100.
• Паропроницаемость – способствует вентиляции помещений. Малая паропроницаемость нередко служит причиной отпотевания внутренней поверхности стен помещений с повышенной влажностью воздуха.

Вяжущие вещества.

Вяжущими веществами называют материалы, способные в определенных условиях образовывать пластично-вязкое тесто, которое самопроизвольно или под действием определенных факторов со временем затвердевает.

Современные вяжущие вещества в зависимости от состава делят на:

- неорганические (известь, цемент, гипсовые вяжущие и др.), которые для перевода в рабочее состояние затворяют водой (реже водными растворами солей)

- органические (битумы, дегти, синтетические полимеры и олигомеры), которые переводят в рабочее состояние нагревом, с помощью органических растворителей или сами они представляют собой вязко-пластичные жидкости.

В строительстве в основном используют неорганические (минеральные) вяжущие вещества.

Минеральные вяжущие вещества подразделяются на 3 группы:

1) Воздушные вяжущие вещества – вещества, которые твердеют, сохраняют и повышают свою прочность только на воздухе. К воздушным вяжущим веществам относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь и жидкое стекло.

2) Гидравлические вяжущие вещества – вещества, которые способны твердеть и длительно сохранять свою прочность не только на воздухе, но и в воде. В группу гидравлических вяжущих входят портландцемент и его разновидности, романцемент, гидравлическая известь и глиноземистый цемент. Их используют в надземных, в подземных и подводных конструкциях.

3) Вяжущие автоклавного твердения – вещества, эффективно твердеющие только при автоклавной обработке – давлении насыщенного пара 0,8-1,2 МПа и температуре 170-200⁰С. К ним относятся: известково – зольные вяжущие и известково - нефелиновые вяжущие, а также смеси тонкомолотого песка с портландцементом, которые хотя и могут твердеть в других условиях, но дают значительно более высокий прирост прочности при автоклавном режиме твердения.

Главнейшие показатели качества вяжущих, как воздушных, и гидравлических,— прочность и скорость твердения.

Прочность вяжущих изменяется во времени, поэтому ее оценивают по прочности (обычно на сжатие и изгиб) стандартных образцов, твердевших определенное время в условиях, установленных стандартом. По этим показателям устанавливают марку вяжущего. Например, марка гипсовых вяжущих определяется по прочное образцов из гипсового теста спустя 2 ч после их изготовления, портландцемента — по прочности образцов из цементно-песчаного раствора — через 28 суток твердения во влажных условиях при те пературе (20 ±2)° С.

Скорость твердения — другая не менее важная характеристика вяжущих. Очень высокой скоростью твердения обладают гипсовые вяжущие: они полностью затвердевают за несколько часов; очень медленно твердеет воздушная известь: процесс ее твердения длится сотни лет.

В процессе твердения строители различают две стадии: схватывание и набор прочности (собственно твердение). Такое членение процесса имеет весьма условный характер, но оно удобно для практических целей.

Схватывание — потеря тестом вяжущего пластично-вязких свойств. Момент, когда появляются признаки загустевания теста, т.е. оно начинает терять пластичность, говорит о начале схватывания. Момент, когда тесто превращается в твердое тело, окончательно теряя пластичность, но не приобретая еще практически значимой прочности, называют концом схватывания. Сроки схватывай гипса 4...30 мин, портландцемента — несколько часов. Схватывание — явление, характерное для вяжущих, твердеющих по физико-химическому механизму (гипс, цементы). У простейших вяжущих (глина, известь), твердеющих в результате испарения воды этап схватывания отсутствует.

Сроки схватывания необходимо знать, так как все работы со смесями на основе вяжущих должны заканчиваться до начала их схватывания, пока они не потеряли пластичности. Повторное перемешивание после схватывания, особенно с добавлением воды, может привести к существенному снижению прочности материала на этом вяжущем.