Товарознаство будівельної кераміки

     І хоча зараз із цеглою конкурують новітні будівельні матеріали, в останні роки випуск цегли, наприклад у Західній Європі, має тенденцію до підвищення. 

     Не тільки стіни - дах теж може бути керамічним. Віддавна в будівництві використовується черепиця. Вона буває багатьох форм і розцвічень. Черепичний дах гарний, міцний, довговічний й протистоїть вогню. Особливо широко черепицею користуються в безлісних районах. 

     В формі й "фасоні" глиняної черепиці знаходять висвітлення національні особливості архітектури: марсельська - двожолобчата, голландська - з одним жолобком; антична римська - з напівкруглою покришкою, антична грецька - із гранована; давньоруська городкова для шатрових веж, куполів і крутих дахів - кольорова, глазурована; татарська - лоткова, напівкругла. 

     Будівельна кераміка розвивається зараз бурхливо. Її розмаїтість велика: це стінові, покрівельні, лицювальні, санітарно-технічні матеріали й вироби. У світі не один десяток тисяч підприємств стінової кераміки. Всі вони працюють на місцевих глинах, і продукція їх використається на місці або недалеко. 

     Існує ще одна область застосування кераміки. Більше п'яти тисяч років тому на Середньому Сході плавили й лили мідь, використовуючи жароміцні посудини з кераміки. На неї металурги звернули свою увагу давно. Не можна було обійтися без керамічних вогнетривів. У конструкціях металургійних печей вони незамінні, тому що жаростійкі й інертні хімічно. [9]

     Давно й добре, здавалося б, відомі керамічні матеріали знаходять зараз нове застосування. Особливо великі зміни в науці про кераміку відбулися в останні десятиліття. Відкрито, синтезовані зовсім нові види керамоматеріалів. Створені "кермети" - нові керамічні речовини з металів й окислів. Стекло тепер перетворюють термічною обробкою при особливому режимі в склокераміку. Спеціальна кераміка використається при будівництві споруджень хімічної і ядерної промисловості.

     Таким чином, історія використання глини для виробництва будівельної кераміки людиною ще далека від завершення. Новаторські дослідження в області перспективних будівельних керамічних матеріалів обіцяють якісний прорив у будівельній індустрії, зокрема, в економічному й міцнисному аспекті.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 КОМПЛЕКСНА ХАРАКТЕРИСТИКА БУДІВЕЛЬНОЇ               КЕРАМІКИ

     2.1 Загальна характеристика будівельної кераміки і її види

     Керамічними називають кам'яні вироби, одержувані з мінеральної сировини шляхом його формування й обпалу при високих температурах.

     Термін  «кераміка» походить від слова «керамейя», яким у Древній Греції називали мистецтво виготовлення виробів із глини. І тепер у керамічній технології використають головним чином глини, але поряд з ними застосовують й інші види мінеральної сировини, наприклад чисті оксиди (оксидна технічна кераміка). Керамічні матеріали - найбільш древні із всіх штучних кам'яних матеріалів. Велика міцність, значна довговічність, декоративність багатьох видів кераміки, а також поширеність у природі сировинних матеріалів обумовили широке застосування керамічних матеріалів і виробів у будівництві.

     У сучасному будівництві керамічні  вироби застосовують майже у всіх конструктивних елементах будинків, лицювальні матеріали використають у збірному домобудівництві. Багатство естетичних можливостей кераміки забезпечили їй стабільне місце в обробці фасадів будинків і внутрішніх приміщень. Керамічні пористі заповнювачі - це основа легких бетонів. Санітарно-технічні вироби, а так само посуд з порцеляни й фаянсу широко використають у побуті. Спеціальна кераміка необхідна для хімічної й металургійної промисловості (кислототривкі й вогнетривкі вироби), електротехніці й радіоелектроніці (електроізолятори, напівпровідники й ін.).

     Керамічні будівельні матеріали залежно від  їхньої структури розділяють на дві основні групи: пористі й щільні. Пористі поглинають більше 5% води (по масі), у середньому їхнє водопоглинення становить 8 - 20% по масі або 14 - 36% по об*єму. Пористу структуру мають стінові, покрівельні й лицювальні матеріали, а так само стінки дренажних труб і т.п. Щільні поглинають менш 5% води, найчастіше 1 - 4% по масі або 2 - 8% по об’єму. Щільну структуру мають плитки для підлоги, дорожня цегла, стінки каналізаційних труб й ін.[19]

     По  призначенню керамічні будівельні матеріали й вироби ділять на наступні види:

     - стінові вироби (цегла, пустотілі камені й панелі з них);

     - покрівельні вироби (черепиця);

     - елементи перекриттів; 

     - вироби для облицювання фасадів (лицьова цегла, малогабаритні й інші плитки, набірні панно, архітектурно-художні деталі);

     - вироби для внутрішнього облицювання стін (глазуровані плитки й фасонні деталі до них - карнизи, куточки, паски);

     - заповнювачі для легких бетонів  (керамзит, аглопорит);

     - теплоізоляційні вироби (ячеїста кераміка);

     - санітарно- технічні вироби (умивальні  столи, ванни, унітази);

     - плитка для підлоги;

     - дорожня цегла; 

     - кислототривкі вироби;

     - вогнетриви;

     - вироби для підземних комунікацій (каналізаційні й дренажні труби).

     Наведена класифікація показує велике поширення керамічних матеріалів і виробів у будівництві.[2] 
 

     2.2 Сировина для виробництва керамічних будівельних матеріалів

     Сировинними матеріалами для виробництва  керамічних виробів є каоліни й глини, застосовувані в чистому виді, а частіше - у суміші з добавками (знежирюючими, пороутворюючими, плавнями, пластифікаторами). Під каолінами й глинами розуміють природні водні алюмосилікати з різними домішками, здатні при замішуванні з водою утворювати пластичне тісто, що після обпалу необратимо переходить у каменеподібний стан.

     Каоліни. Каоліни складаються майже винятково з мінералу Al₂ O₃ 2Si₂ 2H₂ O і містять значну кількість часток менше 0,01мм; після обпалу зберігають білі кольори.

     Глини більш різноманітні по мінеральному складу, вони більш забруднені мінеральними й органічними домішками. Глиниста речовина (із частками менше 0,005мм) складається в основному з каолініту й родинних йому мінералів – монтморилоніту Al₂ O₃ 4Si₂ n2O, галуазиту Al₂ O₃ 2Si₂ 4H₂ O.

     Зміст таких часток визначає пластичність й інші властивості глин. Високопластичні глини містять частки розміром менш 0,005мм - 80 - 90 %.

     У глинах можуть бути домішки що знижують, температуру плавлення: карбонат кальцію, польовий шпат, Fe(OH)₃, Fe₂ O₃. Каменеподібні включення CaCO₃ є причиною появи «дутиків» і тріщин у керамічних виробах, тому що гідратація Ca, що утворився при випалі керамічних виробів, супроводжується збільшенням його об’єму. Домішка оксиду заліза, що часто зустрічається, надає глині звичне червоне фарбування. Взагалі ж фарбування глин досить різноманітні: від білої, коричневої, зеленої, сірої до чорної. Фарбування глин залежить від домішок як мінерального, так й органічного походження багатих вуглецем.[10]

     Бентонітами називають високодисперсні глинисті породи з переважним вмістом монтморилоніту. Вміст у них часток менше 0,001мм досягає 85 - 90 %.

     Трепели й діатоміти, що складаються в основному з аморфного кремнезему, використають для виготовлення теплоізоляційних виробів, будівельної цегли й каменів.

     Знежирюючі  добавки уводяться до складу керамічної маси для зниження пластичності й зменшення повітряної й вогневої усадки глин. В якості знежирюючих добавок використають шамот, дегидратировану глину, пісок, золу ТЕЦ, гранульований шлак.

     Шамот - зернистий керамічний матеріал (із зернами 0,14 - 2 мм), одержуваний здрібнюванням глини, попередньо обпаленої при тій же температурі, при якій обпалюють виріб. Його можна одержати, подрібнюючи відходи обпаленої цегли. Шамот поліпшує сушильні й випалювальні властивості глин, тому його застосовують для одержання високоякісних виробів - лицьової цегли, вогнетривів і т.п.

     Дегидратирована глина, що додає в кількості 30 – 50 %, при температурі 700 - 750° С поліпшує сушильні властивості сирцю й зовнішній вигляд цегли.

     Пісок (із зернами 0,5 - 2 мм) додають у кількості 10 - 25 %.

     Гранульовані  доменні шлаки (із зернами до 2 мм) - ефективний знежирювач глин при виробництві цегли. Ролі знежирювачів виконують так само зола ТЕЦ і вигоряючі добавки.

     Пороутворюючі матеріали вводять у сировинну масу для одержання легких керамічних виробів з підвищеною пористістю й зниженою теплопровідністю. Для цього використають речовини, які при випалі дисоціюють з виділенням газу, наприклад CO₂ (мелена крейда, доломит), або вигорають.

     Вигоряючі добавки - деревні обпилювання, здрібнений буре вугілля, відходи вуглезбагачувальних фабрик, зола ТЕЦ і лігнін - не тільки підвищують пористість керамічних виробів, але також сприяють рівномірному спіканню керамічного черепка.[4]

     Пластифікуючими добавками є високо пластичні глини, бентоніти, а також поверхнево-активні речовини - сульфітно-дріжджова бражка й ін.

     Плавні  додають у глину в тих випадках, коли необхідно понизити температуру її спікання. До них відносять: польові шпати, залізна руда, доломіт, магнезит, тальк і т.п.

     Для додання декоративного вигляду й стійкості до зовнішніх впливів поверхню деяких будівельних керамічних виробів покривають глазур'ю або ангобом. Шар глазурі, нанесений на поверхню керамічного матеріалу, закріплюють на ній обпалом при високій температурі. Глазурі - це скло, яке може бути прозорим і непрозорим (глухим), різних кольорів. Головними сировинними компонентами глазурі є: кварцовий пісок, каолін, польовий шпат, солі лужних і луго-земельних металів, оксиди свинцю, борна кислота, бура й ін. Їх застосовують у сирому виді, або сплавленими - у вигляді фрітти. Оксид свинцю заміняють менш шкідливим оксидом стронцію.

     Ангоб готовлять із білої або кольорової глини й наносять тонким шаром на ще не обпалені будівельні вироби. При обпалі ангоб не плавиться, тому поверхня виходить матовою. Ангоб по своїх властивостях повинен бути близький до основного керамічного виробу.[4] 
 

     2.3 Властивості глин як основної сировини для керамічних виробів

     Пластичність. Глина, замішана в певній кількості води, утворює глиняне тісто, що має связність й пластичність.

     Пластичністю  глини називають її властивість  у вологому стані приймати під впливом зовнішнього повітря бажану форму без утворення розривів і тріщин і зберігати отриману форму при сушінні й випалі.

     Технічним показником пластичності є число  пластичності

     Пл = WT - WP

     де WT й WP - значення вологості, що відповідають границі текучості й межі розкочування глиняного джгута, %.