Какие стеновые материалы из керамики применяются в строительстве

Стеновые керамические материалы изготавливают из легкоплавных глин с добавками или без них и применяются для кладки наружных и внутренних стен и других элементов зданий, а также для изготовления панелей и блоков.

В зависимости от размеров стеновые керамические кирпичи и камни подразделяются на виды: кирпич обыкновенный, утолщенный, модульный; камень обыкновенный, укрупненный с горизонтальным расположением пустот.

Основные свойства стеновых керамических материалов – это высокая морозостойкость и водопоглощение. Морозостойкость кирпича и камней составляет 15, 25, 35 и 50 циклов. Водопоглощение для полнотелого кирпича должно быть для марок до 150 не менее 8%, для полнотелого кирпича более высоких марок и пустотелых изделий — не менее 6%.

Существует три вида виды стеновых керамических материалов по плотности:

1. Обыкновенные — с плотностью более 1600 кг/м3;

2. Условно-эффективные — с плотностью не более 1400—1600 кг/м3;

3. Эффективные — с плотностью не более 1400— 1450 кг/м3.

Стеновые керамические материалы – классификация и особенности

Проектирование коттеджей требует очень пристального внимания к расчетам объемов необходимого строительного материала и дополнительных средств. Профессиональные архитекторы и конструкторы нашей компании используют все отличительные характеристики изделий и создают наиболее рациональную и экономически выгодную смету сооружения коттеджа. При этом учитываются не только теплопроводящие качества, но также и размер, способ укладки, облицовка. Итак, виды стеновых керамических материалов с описанием свойств приводятся дальше по тексту.

Кирпич стандартный полнотелый

Обычное и привычное всем изделие, применяемое уже много лет при сооружении загородных домов. По своей плотности данный материал имеет наиболее высокие показатели, но, вместе с тем, и самое низкое значение теплопроводности. Стандартные размеры, принятые промышленность и указанные в ГОСТе – 250х120х65 миллиметров по длине, ширине и высоте, соответственно. Данные габариты также обусловлены технологией производства, позволяют быстрее проводить сушку и обжиг штучного материала, палетирование, а также использование на стройплощадке.

Как правило, такой кирпич использует для наиболее нагруженных участков конструкции, так как имеет достаточно высокую прочность, доходящую в некоторых марках изделий до М300. Также очень важное свойство, которое позволяет использовать данный материал повсеместно – его морозостойкость – кирпич может выдерживать более 75 циклов заморозки/разморозки и прекрасно работает даже в условиях повышенной влажности, не впитывая в себя более 8% воды.

Из-за своих качеств такой кирпич имеет массу модификаций, призванных обеспечить разностороннее использование – конструкционный, огнеупорный, кислотоупорный. Но одна из особенностей данного материала состоит в его обычном и не очень привлекательном внешнем виде, потому стандартный кирпич используется для стен, предназначенных под дальнейшую отделку.

Кирпич пустотелый

Разновидность стандартного изделия, облегченная и одаренная дополнительными свойствами. По своим габаритам, пустотелые кирпичи являются полными аналогами полнотелых, и имеют размеры 250х120х65 миллиметров. Отличие состоит в том, что внутри каждой единицы материала есть сквозные или закрытые пустоты различного размера – чаще всего по всей высоте изделия. Так вот основное назначение этих отверстий состоит в том, чтобы создавать закрытый воздушный контур внутри стены, не пропускающий тепло наружу и холод внутрь. По своим теплопроводящим качествам, пустотелые кирпичи намного эффективнее более плотным аналогам. Ожидаемо, многие возразят, что прочность от этого уменьшается – в этом есть доля правды, но она никак не влияет при использовании изделий для несущих стен двух или трехэтажных коттеджей.

Керамический блок

Разновидность глиняного изделия, который очень часто называют искусственным камнем. Данный тип керамического материала имеет очень много отличительных характеристик, которые привлекли внимание архитекторов, строителей, и самих заказчиков:

1. Поризованность – наличие внутри структуры герметичных пустот. Они образуются из-за того, что в составе материала на стадии производства включены органические компоненты, которые при обжиге выгорают, оставляя пустое место. Благодаря порам каменные блоки обладают очень низкой теплопроводностью, что позволяет сократить толщину стены в два раза при одинаковых защитных характеристиках;
2. Размеры – в несколько раз больше обычного кирпича, так как материал легче и объемнее. Есть несколько стандартизирующих документов, которые определяют нужные габариты изделий, но в практике часто используются блоки с длиной в 250 мм, высотой в 138 мм, а вот ширина может быть двух видов – 120 и 250 миллиметров, что позволяет варьировать использование материала в разных ситуациях;
3. Пустоты – еще одна особенность, которая облегчает керамические блоки и повышает его теплозащитные характеристики. Форма сквозных отверстий может быть самой разной, так как рассчитана на установку вертикальной арматуры и достаточную внутреннюю вентиляцию;
4. Гибкость форм – именно данное изделие обладает наибольшими вариациями по форме и размерам. По сути, каждый может заказать себе уникальные типы блоков полукруглой или криволинейной формы – главное, чтобы не нарушались стандарты по плотности и прочности;
5. Удобство – один из ключевых моментов при выборе данного строительного материала. Блок легко заменяет собой от двух кирпичей в самом миниатюрном исполнении, что облегчает работу строителей, и увеличивает скорость сооружения здания. Кроме этого для разгрузки и перемещения по объекту совсем не обязательно нанимать кран – все можно осуществить силами работников.

Облицовочный кирпич

Стеновые керамические материалы нельзя описать, не затрагивая ту часть, которая говорит о наружной отделке построенного коттеджа. Даже, если вы решили построить дом из газобетона, в чем вам легко поможет ИнноваСтрой, фасады можно отделать красивым и привлекательным кирпичом. Облицовочные изделия, конечно же, имеют стандартные размеры, но их настолько много, что описывать все не имеет смысла. Отметим только несколько характеристик:

• Гладкая и ровная поверхность – глазированная и покрытая специальным слоем. Такой материал не боится воздействия температур, влаги, жары;
• Привлекательность – производители предлагают массу вариантов по форме и цветовому исполнению, что очень пригодится при создании оригинальных фасадов, обшивке колонн, портиков и разных частей сооружения;
• Вариации размеров и лицевой стороны – облицовочный кирпич может быть очень тонким – около 30 мм по высоте, иметь шероховатую или рифленую лицевую сторону, повторять по структуре камень или дерево – вариантов масса. Плюс – все производители могут создать материал по эскизам заказчика, что очень удобно, когда строительство коттеджей проводится по авторскому проекту.

Номенклатура строительных керамических материалов

а) Пористые (плотность ниже 95%):

• Кирпич глиняный обыкновенный
• Кирпич повышенной пористости
• Кирпич и камни пустотелые и дырчатые
• Кирпич лекальный (для карнизов, дымовых труб)
• Кирпич для канализационных сооружений (прямоугольный и клиновидный)
• Кирпич лицевой (отделочный)
• Черепица (для крыш)
• Изразцы (для печей)
• Плитки облицовочные и другие облицовочные материалы (терракота, майолика, пустотелые облицовочные камни)
• Трубы дренажные
• Изделия для оград
• Трубы канализационные и фасонные части к ним

б) Плотные (с так называемым каменным черепком, плотность выше 95%):

• Кирпич дорожный
• Плитки для полов
• Камнями условно называют керамические изделия, размеры которых больше, чем у обыкновенного кирпича, т. е. больше 250х120х65

Общая схема производства керамических изделий

Керамические материалы и изделия, которые выпускает промышленность, имеют разнообразные размеры, форму, физико-механические свойства и различное назначение, но основные этапы технологического процесса их производства примерно одинаковы и складываются из добычи сырьевых материалов, их транспортировки на завод, подготовки сырьевой массы, формования изделия (сырца), сушки и обжига.

ДОБЫЧА И ДОСТАВКА ГЛИНЫ

Глину для производства керамических материалов и изделий добывают в карьерах, обычно расположенных в непосредственной близости от завода. Для добычи используют одно- или многоковшовые экскаваторы, возможно также применение средств гидромеханизации. На завод глину доставляют по рельсовым путям в вагонетках с опрокидывающимся кузовом, автосамосвалами, ленточными транспортерами, вагонетками канатной дороги и другими видами транспорта.

ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВОЙ МАССЫ

Добытая в карьере и доставленная на завод глина в естественном состоянии обычно непригодна для формования изделий. Необходимо разрушить природную структуру глины, удалить из нее вредные примеси, измельчить или убрать крупные включения, смешать глину с добавками, а также увлажнить ее, чтобы получить удобоформуемую массу. Для этой цели используют различные механизмы: вальцы, дезинтеграторы, бегуны, глинорезки, глиномялки, мешалки и др. Эти механизмы будут рассмотрены ниже.

Глину обрабатывают полусухим, пластическим и мокрым способами. Выбор того или иного способа зависит от свойств сырьевых материалов, состава керамических масс и способа формования изделий, а также от их размеров и назначения.

При полусухом (сухом) способе сырьевые материалы высушивают, дробят, размалывают и тщательно перемешивают. Сушат глину обычно в сушильных барабанах, дробят и размалывают в бегунах сухого помола, дезинтеграторах или шаровых мельницах, а смешивают в лопастных мешалках. Влажность пресспорошка составляет 8…12 % (4…6 %). Увлажняют пресспорошок водой или паром.

Полусухой способ применяют в производстве строительного кирпича полусухого прессования, плиток для полов, облицовочных плиток и др.

При пластическом способе сырьевые материалы смешивают при естественной влажности или с добавлением воды до получения глиняного теста влажностью 18…25 %. Для измельчения и переработки сырьевых материалов применяют вальцы и бегуны различных типов, а для перемешивания — глиномешалки.

Пластический способ подготовки сырьевой смеси широко применяют в производстве керамического кирпича пластического формования, керамических камней, черепицы, труб и других видов строительной керамики.

При мокром (шликерном) способе сырьевые материалы предварительно измельчают в порошок, а затем тщательно смешивают в присутствии большого количества (более 40 %) воды, получая однородную текучую массу (шликер). Этот способ применяют при производстве фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток и др.

ФОРМИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ

Формуют керамические изделия различными способами: пластическим, полусухим, сухим и мокрым. Выбор способа формования зависит от вида изделий, а также от состава и физико-механических свойств сырья.

Пластический способ формования является наиболее распространенным в производстве обыкновенного и пустотелого кирпича, керамических камней и блоков разного назначения, черепицы, облицовочных плит и других изделий. При этом способе формования подготовленную глиняную массу влажностью 18…25 % направляют в приемный бункер ленточного пресса. При помощи шнека масса

дополнительно перемешивается, уплотняется и выдавливается в виде бруса через выходное отверстие пресса, снабженного сменным мундштуком. Меняя мундштук, можно получать брус различной формы и размеров. Так, например, при формовании кирпича он имеет прямоугольное сечение. Непрерывно выходящий из пресса брус разрезается на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий автоматическим резательным устройством. Современные ленточные прессы снабжены вакуумными камерами, в которых из глиняной массы частично удаляется воздух. Вакуумирование массы повышает ее пластичность и уменьшает формовочную влажность, сокращает длительность сушки сырца и одновременно повышает его прочность.

Полусухой способ формования получил широкое распространение на современных заводах при производстве облицовочных плиток, плиток для полов и других тонкостенных керамических изделий. Этим способом можно изготовлять кирпич и другие изделия из малопластичных глин, что расширяет сырьевую базу производства изделий строительной керамики. Кроме того, существенное преимущество полусухого способа формования по сравнению с пластическим — применение глиняной массы с меньшей влажностью (8…12 %), что значительно сокращает или даже исключает сушку сырца.

При полусухом способе каждое изделие формуют отдельно на высокопроизводительных прессах различной конструкции, обеспечивающих двустороннее прессование в формах глиняного порошка под давлением более 15 МПа.

Сырец полусухого прессования имеет четкую форму, точные размеры, прочные углы и ребра. Прочность его вполне достаточна для последующей погрузки и транспортирования на сушку и обжиг.

Сухой способ формования применяют главным образом для изготовления плотных керамических изделий, например, плиток для полов, дорожного кирпича. Сырьевой массой для прессования изделий служит глиняный порошок влажностью от 4 до 6 %. Отформованный сырец не требует сушки, что экономит топливно-энергетические ресурсы.

Мокрый способ формования применяют для изготовления санитарно-технического фаянса, мозаичной плитки и др. При этом способе глиняную массу влажностью более 40 % заливают в специальные пористые формы.

СУШКА ИЗДЕЛИЙ

Отформованные изделия (сырец) необходимо сушить, чтобы снизить их влажность до 8…10 %. За счет сушки повышается прочность сырца, а также предотвращается растрескивание и деформация его в процессе обжига. Сушка может быть естественной (в сушильных сараях) и искусственной (в специальных сушилках).

Естественная сушка не требует затрат топлива, но продолжается очень долго (10…15 сут) и зависит от температуры и влажности окружающего воздуха. Кроме того, для естественной сушки требуются помещения с большой площадью. В настоящее время на крупных заводах, как правило, производят искусственную сушку сырца в сушилках периодического или непрерывного действия.

Сушилки периодического действия представляют собой отдельные камеры, в которых на стеллажных полках размещают сырец. Подают сырец в камеры на тележках. В камерных сушилках все операции по загрузке, сушке и выгрузке сырца повторяются через определенные промежутки времени.

Сушилки непрерывного действия представляют собой туннели, в которых сырец, уложенный на вагонетках, постепенно проходит различные зоны по температуре и влажности и высушивается.

Сушат сырец в камерных и туннельных сушилках по режиму, выбранному для данного вида изделия, с учетом использованного сырья. В качестве теплоносителя в сушилках применяют дымовые газы обжигательных печей, а также газы, получаемые в специальных топках. Тонкую керамику сушат горячим воздухом из калориферов. Длительность искусственной сушки сырца составляет от одних до трех суток.

ОБЖИГ ИЗДЕЛИЙ

Обжиг является завершающим этапом технологического процесса производства керамических изделий. Процесс обжига можно условно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение обожженных изделий.

В процессе высокотемпературного обжига глина претерпевает сложные физико-химические изменения.

При плавном подъеме температуры до 100…120 °С из глины удаляются остатки свободной влаги и керамическая масса становится непластичной, но если добавить воду, пластические свойства массы восстанавливаются. С повышением температуры до 500…700 °С выгорают органические примеси и из глинистых минералов удаляется химически связанная вода, при этом керамическая масса безвозвратно теряет свойство пластичности. При температуре 700…900 °С происходит разложение безводных глинистых минералов и образуется аморфная смесь глинозема Al2O3 и кремнезема SiO2. При дальнейшем повышении температуры до 1000…1300 °С идут реакции в твердой фазе и образуются искусственные минералы, например силлиманит (Al2O3SiO2) и муллит (3Al2O32SiO2). Одновременно с этим наиболее легкоплавкие соединения керамической массы переходят в расплав, создавая некоторое количество жидкой фазы. Расплав обволакивает нерасплавившиеся частицы, заполняет пустоты между ними и, обладая силой поверхностного натяжения, стягивает частицы. После остывания образуется твердый камнеподобный черепок.

Максимальная температура обжига керамических изделий зависит от состава глин. Обжиг изделий из легкоплавких глин производят при температуре 900…1000 °С, из тугоплавких и огнеупорных — при температуре 1200…1400 °С.

Керамические изделия обжигаются в печах периодического или непрерывного действия с использованием твердого (уголь), жидкого (мазут) или газообразного топлива.

Печи периодического действия представляют из себя камеры, в которые загружаются на стеллажах отформованные и высушенные изделия, после чего начинается плавный подъем температуры, которая доводится до требуемого максимума, затем происходит выдержка изделий при максимальной температуре и плавное ее снижение.

Печи непрерывного действия имеют различную конструкцию. Кольцевые печи имеют обжигательный канал эллипсовидной формы, перекрытый полуциркулярным сводом. Обжигаемые изделия загружаются в канал и остаются неподвижными, а температурные зоны перемещаются относительно обжигаемого материала. Туннельные печи имеют прямолинейный канал, по которому медленно перемещаются вагонетки с уложенными на них изделиями, которые последовательно проходят зоны подогрева, обжига и охлаждения.

В щелевых печах керамические изделия, уложенные в один ряд по высоте, медленно движутся в обжиговом канале по роликовому или иному конвейеру. В таких печах обеспечивается равномерность обжига, сокращается его продолжительность и уменьшается расход топлива.

Производство и применение кирпичей для дорог и керамических труб

Дорожный кирпич применяют главным образом для мощения дорог и улиц, дворов и полов в цехах промышленных зданий, а также для кладки канализационных коллекторов и облицовки каналов. Канализационные трубы применяются для дворовой канализации.

Дорожный кирпич

В отличие от обыкновенного дорожный кирпич очень плотный и поэтому более тяжелый (объемный вес его 1900—2100 кг/м3). Такой плотности достигают обжигом до спекания сырца из глины, содержащей достаточное количество каолинита.

Размеры дорожного кирпича 220 х100 х 65 или 220 х 110х75 мм; в плане он меньше обыкновенного. Цвет его тёмно-красный или бурый.
Этот кирпич значительно прочнее обыкновенного. По прочности он делится на три марки: 1000, 700, 400. Следовательно, у этого кирпича (в воздушно-сухом и насыщенном водой состоянии) предел прочности при сжатии должен быть соответственно не ниже 1000—700—400 кг/см2.

Водопоглощение дорожного кирпича меньше, чем обыкновенного. Для первой марки оно составляет 2%, для второй—4%,. для третьей — 6%. Он должен удовлетворять следующим техническим условиям: иметь правильную форму, малое количество трещин, быть равномерно обожженным, звонким при ударе. Такой кирпич должен выдерживать без разрушения 50-кратное замораживание (при—17°) с последующим оттаиванием. Кроме того, его подвергают специальным испытаниям в лабораториях на истирание, удар и износ.

Керамические камни, применяемые для облицовки высотных зданий : а угловой прислонный камень; рядовой анкерный камень; в рядовой прислонный камень; г—профильный анкерный камень; д—з— прислонные рядовые камни; е – прокладной рядовой камень; ж угловой присланный камень; и прокладной угловой камень.

Дорожный кирпич применяют главным образом для мощения дорог и улиц, дворов и полов в цехах промышленных зданий, а также для кладки канализационных коллекторов и облицовки каналов. Этот кирпич можно использовать также для кладки цоколей, стен и столбов в зданиях, когда требуется особенно высокая прочность конструкции.

Керамические кирпичи, плиты и блоки для стен

• Лицевые керамические кирпичи для стен выпускаются тех же форм и размеров, что и обычные, отличаются от обычных более высокой плотностью и однородностью цвета. Производятся на прочность марки 75, 100, 125 и 150, по морозостойкости — не менее 25 циклов. Регулируя состав сырья и режим обжига получают от белого, кремового до светло-красного и коричневого цветов.
• Крупноразмерные облицовочные керамические плиты типа «плинк» выпускаются глазурованные и неглазурованные с гладкой, шероховатой, рифленой, одно- или многоцветной поверхностью. Плиты имеют водопоглощение менее 1% и морозостойкость 50 циклов и более. Изготовляются квадратной или прямоугольной формы длиной 490, 990,1190 мм, шириной 490 и 990 мм и толщиной 9-10 мм. Применяются для облицовки фасадов и цоколей зданий.
• Керамические поризованные блоки — новый вид продукции фирмы «Победа Кнауф». Блок имеет габаритные размеры 510 x 260 x 219 мм, средняя плотность составляет 800 кг/м3, прочность при сжатии 150 кг/см3, коэффициент теплопроводности 0,18 Вт/мК.

Наличие в блоке пазогребневого стыка обеспечивает высокую теплозащиту, поскольку исключаются вертикальные растворные швы и образование мостиков холода, а также экономию раствора. Пустоты блока выполнены таким образом, чтобы свести к минимуму попадание в них раствора. Толщина такого материала для стен, как керамические блоки, составляет 219 мм. Это позволяет через каждые три ряда лицевого кирпича (65 мм + 12 мм + 65 мм + 12 мм + 65 мм) закладывать в шов анкер из нержавеющей стали, служащий связкой между облицовочным слоем и основной кладкой. Благодаря этому между обоими частями кладки возникает долговечная и прочная связь.

Керамические облицовочные плитки для стен и полов

Для наружной отделки фасадов используют большие облицовочные плиты, пустотелые камни, терракоту, лицевой (в частности цветной) кирпич, кирпич с гофрированными вертикальными или рельефными поверхностями, реже — мелкие облицовочные глазурованные плитки или кирпичики. Керамическая облицовка фасадов гораздо долговечнее, а зачастую красивее, чем штукатурка.

Матовые плиты из белых и цветных светлых глин (кремовых, палевых, розовых, желтых, серых и др.), не покрытые глазурью, называются терракотовыми. Поверхность плит может быть гладкой, шероховатой и рельефной. Глазурованные облицовочные изделия называются майоликой.

Огромное количество керамических облицовочных материалов применено на строительстве новых зданий.

Здесь использованы облицовочные пустотелые камни светложелтого цвета различной формы. Керамикой оформляют и оконные проемы.

Для внутренней отделки зданий широко применяются:

1. керамические облицовочные плитки для стен и перегородок,
2. керамические плитки для полов

Облицовочные плитки прессуют из огнеупорных, в частности из белых фаянсовых или тугоплавких глин с добавкой отощающих веществ и плавней. Плитки сушат, обжигают, покрывают с лицевой стороны легкоплавкой глазурью или эмалью, после чего вторично обжигают, чтобы расплавился глазурный слой. При остывании глазурь затвердевает и образует блестящий водонепроницаемый слой. Возможен также способ производства плиток с однократным обжигом.
Глазурь прозрачна и стекловидна, она может быть и цветной. Эмаль («глухая глазурь») отличается от глазури тем, что она непрозрачна.

Облицовочные плитки применяют главным образом для отделки ванных комнат, кухонь, туалетовх, бань, больничных помещений и т. п. По форме плитки бывают рядовые квадратные (плоские) размером обычно 150х150 мм и 100х100 мм и фасонные различных видов (угловые, карнизные и др.). Поверхность, противоположная лицевой стороне имеет бороздки глубиной 1,5— 2 мм для лучшего сцепления с цементным раствором при облицовке стен. Толщина плиток: глиняных 12 мм, фаянсовых 4—6 мм. Лицевая сторона их, покрытая глазурью, должна быть ровной, глянцевой, без трещин и пузырей. Глазурью покрывается также поверхность изразцов, применяемых для облицовки поверхностей комнатных печей.

Применение плиток

Плитки для полов (устаревшее название «метлахские») широко применяются для настилки полов в нежилых помещениях (машинные залы, лаборатории, бани, кухни, ванные, вестибюли, коридоры и т. п.). Укладывают их на цементном растворе, малыми или большими квадратами, с фризами по краям, создавая одноцветный или многоцветный рисунок пола.
Такие плитки легко моются и мало впитывают влаги (водопоглощение их меньше 2% по весу); характеризуются малой истираемостью и достаточным сопротивлением удару. Недостаток плиток — большая теплопроводность, не позволяющая применять их в жилых зданиях (получается холодный пол) без покрытия коврами, матами и т. п. Покрывать ими тротуары нельзя, так как зимой они слишком скользки.

Плитки изготовляются: квадратные размером 50 х 50, 100х100 и 150х150 мм, шестигранные (цельные и половинки), прямоугольные и др., толщина их 10 и 13 лиг. Выпускаются плитки трех основных цветов: белого, желтого и красного. По особому заказу заводы могут изготовлять плитки и других цветов — синие, серые и др., а также с рисунком.

Плитки изготовляют из каолинитовых глин с добавкой отощающих веществ, плавней и, если требуется, окрашвающих веществ. Формуют их прессованием полусухой массы; обжиг ведут до спекания.

Кроме обычных, изготовляются мелкие плитки размером 23х23 и 48х48 мм, толщиной 6—8 мм, наклеиваемые на бумагу с раскладкой по определенному рисунку. Такие листы с плитками размером 100х600 мм кладутся на слой цементного раствора, после затвердевания которого бумага смывается и получается так называемая ковровая мозаика, покрывающая пол.

2. Сырьевые материалы

Сырьевые компоненты для производства керамических материалов подразделяются на пластичные и непластичные. В качестве пластичных компонентов используются глины, в качестве непластичных — добавки, которые вводятся для регулирования различных свойств как формовочной массы, так и готовых изделий.

ГЛИНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Глина — это осадочная горная порода тонкоземлистого строения, способная при смешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камневидное состояние.

Важным свойством глин является их гранулометрический (зерновой) состав. В зависимости от размера частиц в глину входят различные фракции. Глинистые вещества — это частицы чешуйчатой формы, которые имеют размер менее 0,005 мм. Частицы пыли имеют размер от 0,005 до 0,16 мм, песка — от 0,16 до 2 мм, более крупные частицы называются каменистыми включениями. Соотношение между входящими в состав глин фракциями влияет на основные свойства глин (будут рассмотрены ниже) как сырья для производства керамических материалов.

Другая важная характеристика глин — химический состав, куда входят различные глинистые минералы, основным из которых является каолинит Al2O3 2SiO2 2H2O. Помимо этого в глины могут входить родственные ему минералы: галлуазит Al2O3 2SiO2 4H2O, монтмориллонит Al2O3 4SiO2 nH2O и др. В качестве примесей в глине могут находиться: кристаллический кремнезем SiO2, карбонаты кальция CaCО3, соединения железа Fe(OH)2, Fe2O3, оксиды щелочных металлов (Na2O, K2O) и др.

СВОЙСТВА ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ

Глина, замешанная с определенным количеством воды, образует глиняное тесто, обладающее рядом физических, физико-химических и химических свойств, в совокупности называемых керамическими.

Пластичность — свойство глиняного теста деформироваться под нагрузкой без образования трещин и разрывов и сохранять приданную форму после снятия нагрузки.

При смачивании сухой глины молекулы воды втягиваются между чешуйчатыми частицами глинистого вещества, расклинивают их, образуют на поверхности частиц гидратную оболочку и вызывают набухание глин. Гидратные оболочки выполняют роль смазки, облегчающей скольжение частиц глины.

Пластичность зависит от содержания в глине глинистого вещества и от размеров частиц. Чем выше содержание глинистого вещества и мельче частицы, тем более пластична глина. По степени пластичности глины делятся: на высокопластичные, водопотребность которых более 28 %; среднепластичные, имеющие водопотребность 20…28 %, и малопластичные с водопотребностью менее 20 %.

Связанность — усилие, необходимое для разъединения частиц глины. Высокой связанностью обладают глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций.

Связующая способность — способность глин в увлажненном состоянии легко перемешиваться с непластичными материалами и при высыхании связывать их в достаточно прочное изделие — сырец.

Воздушная усадка — уменьшение линейных размеров и объема глины при высыхании. В процессе сушки вода испаряется, толщина водных оболочек вокруг глинистых частиц сокращается и отдельные частицы глины сближаются между собой. Воздушная усадка связана с пластичностью глин: чем выше пластичность, тем больше воздушная усадка. Высокопластичные глины имеют воздушную усадку 10…15 %; среднепластичные — 7…10 % и малопластичные — 5…7 %.

Огневая усадка — уменьшение линейных размеров и объема глины при обжиге. В процессе обжига наиболее легкоплавкие соединения глины переходят в расплав, который обволакивает нерасплавившиеся частицы, заполняет промежутки между ними и за счет действия сил поверхностного натяжения жидкой фазы вызывает сближение частиц. Огневая усадка составляет 2…6 %.

Полная усадка — сумма воздушной и огневой усадок.

НЕПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Как уже отмечалось выше, эти материалы вводятся в качестве добавок для регулирования свойств как глинистого сырья, так и готовых изделий.

Отощающие добавки — вводятся для снижения пластичности глин и, как следствие, для уменьшения воздушной усадки. В качестве отощающих добавок используют шамот, дегидратированную глину, золу ТЭС, измельченные гранулированные шлаки, природный песок.

Шамот — предварительно обожженная и измельченная до требуемых размеров (менее 2 мм) глина. Дегидратированная глина — это глина, обожженная при температуре 500…600 °С. При этой температуре из глинистых минералов удаляется химически связанная вода и глина необратимо теряет свойства пластичности.

Пластифицирующие добавки — вводятся для улучшения пластичности глин. Для этих целей используют высокопластичные глины, поверхностноактивные вещества, электролиты.

Выгорающие добавки — вводятся в формовочную массу с целью получения высокопористых изделий: древесные опилки, молотый уголь, торф, лузга и др. Эти добавки одновременно являются и отощающими.

Плавни — вводятся с целью снижения температуры спекания и, как следствие, экономии топливно-энергетических ресурсов. Под спеканием подразумевается появление частичного расплава сырьевой смеси в процессе обжига. В качестве плавней используются полевые шпаты, доломит, магнезит и др.

Для придания повышенной стойкости к внешним воздействиям, водонепроницаемости и определенного декоративного вида поверхность некоторых керамических изделий покрывают глазурью или ангобом.

Стекловидный слой глазури, нанесенный на поверхность керамического материала, закрепляют обжигом. Глазури могут быть прозрачными и непрозрачными различного цвета. Главными сырьевыми компонентами глазури являются кварцевый песок, каолин, полевой шпат, соли щелочных и щелочноземельных металлов, различные оксиды и др.

Ангоб изготовляют из белой или цветной глины и наносят тонким слоем на поверхность еще не обожженного изделия. В отличие от глазури ангоб при обжиге не плавится, поэтому поверхность получается матовой. По своим свойствам ангоб должен быть близок к основному черепку.

Плюсы и минусы применения керамического кирпича в строительстве

Керамический кирпич — строительный материал, который традиционно используется много лет и до сих пор остаётся востребованным. Такую популярность керамический кирпич приобрёл благодаря своей практичности и надёжности. Здания, возведённые с помощью этого материала, стоят сотни лет. Керамический кирпич изготавливают из глины с добавками. Благодаря глиняной основе строительный материал обладает ценными характеристиками: экологической безопасностью и прочностью.

Способы изготовления: преимущества и недостатки

Свойства материала зависят от особенностей технологии производства и качества сырья. Основа для изготовления изделия — глина особой фракции. Чтобы слои при добыче не смешивались, используются экскаваторы с одним ковшом.

1. Плюсы — аккуратное извлечение однородного сырья, без примесей.
2. Минусы — способ экономически нерентабельный, поэтому его применяют редко.

Чаще глину добывают с помощью роторных установок. В этом случае захватываются сразу много слоёв.

1. Плюсы — производительный метод.
2. Минусы — ухудшается качество продукции.

Чтобы смешивание слоёв не отразилось на свойствах изделий, применяют систему обжига, при которой различные компоненты связываются между собой. Керамический кирпич обжигается при очень высокой температуре. В результате этого улучшаются технические характеристики материала.

Виды керамического кирпича: плюсы и минусы

Классификация осуществляется по ряду характеристик:

Структура изделия	Кирпич полнотелый
	Кирпич пустотелый
Плотность материала	Кирпич обычный
	Кирпич пористый
Методы изготовления	Пластическое формирование
	Полусухое прессование
Способы применения	Рядовой
	Лицевой
	Специальный

Зная особенности каждого вида, можно оценить их преимущества и недостатки.

Структура керамического кирпича

Наличием или отсутствием пустот определяется структура материала. Полнотелый кирпич из обожжённой глины не имеет пустот. Используют его в строительстве фундаментов, для кладки несущих конструкций, вентиляционных каналов, дымоходов. Выдерживает большую нагрузку.

1. Плюсы — хорошая плотность, долговечность, морозостойкость, влагостойкость.
2. Минусы — высокая теплопроводность, тяжеловесность, высокая стоимость.

Чтобы снизить теплопроводность кирпича, кладку осуществляют в два ряда. Учитывая большой вес материала, применяют его для строительства зданий с мощным фундаментом. На изготовление идёт много сырья, это формирует цену изделия.

Пустотелый кирпич производится по той же технологии, но с полостями различных размеров и форм. Из него строят наружные стены жилых и промышленных объектов. Нельзя использовать при строительстве несущих стен.

1. Плюсы — небольшой вес, низкая степень плотности и теплопроводности, сохранение тепла за счёт воздушных пустот, доступная стоимость.
2. Минусы — хрупкий, уязвимый к воздействию влаги.

Плотность материала

Параметры плотности — важный фактор при выборе материала, влияющий на его теплопроводность, прочность и морозостойкость.

Плотность зависит от состава сырья, вида и пористости керамического кирпича. Поры образуются от добавления в состав органических веществ, которые при обжиге выгорают, образуя в керамике воздушные полости. В качестве добавок используют торф, солому, угольную крошку, древесные опилки. Повышение пористости улучшает технические характеристики кирпича.

1. Плюсы — теплоизолирующие качества (сокращение расходов на обогрев), уменьшение веса, ускорение процесса кладки.
2. Минусы — высокая стоимость.

Методы изготовления

Технология изготовления кирпича определяет его свойства и характеристики.

Пластическое формование подразумевает применение пластичных сортов глины с песком.

1. Плюсы — прочность (при нагревании глина приобретает свойства камня).
2. Минусы — большие затраты энергии при производстве, что увеличивает стоимость, недостатки геометрической формы кирпича.

Полусухое прессование — использование глины малой пластичности.

1. Плюсы — экономный расход электричества, не требуется введение в глину добавок, правильная форма кирпича.
2. Минусы — повышенная водопроницаемость, низкая прочность, недостаточная морозоустойчивость.

Способы применения

Керамический кирпич по сфере применения бывает:

Рядовой (строительный) подходит для кладки несущих конструкций сооружений и перегородок.

1. Плюсы — прочность, хорошая звукоизоляция, влагостойкость, экологическая безопасность.
2. Минусы — большой вес.

Лицевой используется для наружной отделки при строительстве новых и реставрации старых зданий. Он бывает:

• классический;
• окрашенный;
• гладкий;
• фактурный.

Облицовочный кирпич отличается ровной кромкой и эстетичным внешним видом. К нему предъявляются особые требования: отсутствие дефектов, правильная геометрическая форма, равномерная окраска.

1. Плюсы — привлекательный внешний вид, устойчивость к воздействию окружающей среды, долговечность, разнообразие форм, фактуры и цветовой палитры.
2. Минусы — высокая цена.

Специальный состоит из тугоплавкой глины, применяется для специфических работ: кладка печей, каминов, дымоходов. Специальные разновидности кирпича производятся из тугоплавкой глины (шамот), которая выдерживает высокие температуры.

1. Плюсы — стойкость к перепадам температур, огнеупорность.
2. Минусы — сложность соблюдения точной технологии производства.

Основные характеристики керамического кирпича: все «за» и «против»

У керамического кирпича много преимуществ, поэтому изделия пользуются заслуженной популярностью.

1. Высокая прочность материала. Продолжительный срок эксплуатации, долговечность.
2. Разнообразная цветовая палитра.Чаще цвет — кирпичный, но возможны другие цвета и оттенки, это зависит от сорта глины и применяемых добавок.
3. Низкая теплопроводность. Зависит от внутренней структуры материала. Теплоизолирующие свойства зависят от плотности кирпича и толщины наружных стен. Способность длительное время сохранять тепло.
4. Влагостойкость. Стойкость к воздействию воды и пара.
5. Морозостойкость. Устойчивость к низким температурам, их перепадам зависит от степени обжига кирпича.
6. Огнестойкость. Керамический кирпич — негорючий и огнестойкий строительный материал. Степень стойкости к воздействию высоких температур зависит от его вида.
7. Звукоизоляция. Строительный материал характеризуется высоким уровнем шумоизоляции и звукоизоляции, гасит акустические колебания.
8. Экологическая безопасность. Обожжённая глина — природное сырьё, она не выделяет вредных веществ в процессе эксплуатации. Натуральный материал безопасен для здоровья.
9. Многообразие форм и размеров: кирпич одинарный, полуторный или двойной. Это позволяет воплощать сложные архитектурные проекты.
10. Простота укладки. Лёгкость в применении.

Недостатки проявляются у некачественных изделий, при надлежащем контроле их можно избежать.

1. Нарушение геометрии. При использовании сырья низкого качества нарушается технология, из-за чего происходит разрушение материала в зонах скопления влаги. Это затрудняет кладку.
2. Химическая коррозия. При использовании химических компонентов в составе сырья появляются белые разводы.
3. Поглощение влаги. Наличие пор способствует проникновению воды в структуру керамики. Поглощение влаги зависит от плотности материала. При низких температурах замерзание влаги в порах приводит к микротрещинам, разрушает структуру кирпича
4. Различие цветовых оттенков. Если материал из разных партий, то возможно цветовое несоответствие тонов.
5. Высокая стоимость. Немалые затраты на производство кирпича формируют цену.
6. Хрупкость. Повреждение при неправильной транспортировке.

Использование качественного строительного материала позволяет построить из керамического кирпича долговечное жильё, которому не страшны любые неблагоприятные воздействия.

Источник http://myprofnastil.ru/blog/2021/12/15/kakie-stenovye-materialy-iz-keramiki-primenyayutsya-v-stroitelstve/

Источник https://volgaproekt.ru/stati/stroitelnye-materialy/plyusy-i-minusy-primeneniya-keramicheskogo-kirpicha-v-stroitelstve.html

Источник