Лекции по курсу материаловедение. ТКМ для студентов специальности подземная разработка МПИ (стр. 6 )

Технологический процесс получения асбестоцементных изделий состоит в следующем: обминании и распушивании асбеста; тщательном смешивании распушенного асбеста с цементом и разжижении полученной асбестоцементной смеси водой; формовании изделий в формовочных машинах; предварительном твердении, тепловой обработке сформованных изделий и механической обработке (обрезка, волнировка) асбестоцементных изделий.

Асбестоцементные изделия обладают высокой прочностью, морозостойкостью и малой водопроницаемостью. Они теплостойки, имеют пониженную теплопроводность, их сравнительно легко обрабатывать. Под влиянием влаги они не корродируют, со временем их прочность несколько увеличивается. Недостаток асбестоцементных изделий – малое сопротивление удару и коробление.

В современном строительстве широко применяют разнообразные асбестоцементные изделия: плитки и листы (профилированные и плоские) облицовочные и кровельные, панели с теплоизоляционным слоем, напорные и безнапорные трубы, муфты, короба, подоконные и электроизоляционные доски, изделия специального назначения, малые архитектурные формы (цветочницы, вазы и пр.).

Профилированные листы изготовляют из асбестоцемента волнистыми (обыкновенного и усиленного профиля) и полуволнистыми.

Листы волнистые имеют форму прямоугольника с шестью волнами, направление гребней которых совпадает с направлением большой стороны прямоугольника. Длина волнистых листов обыкновенного профиля (ВО) 1200, ширина около 700 и толщина 5,5 мм. Листы волнистые усиленного профиля (ВУ) несколько толще, что позволяет изготовлять их больших размеров. Длина их 2800, ширина около 1000 и толщина 8 мм. В последние годы разработан новый тип асбестоцементных волнистых листов – СВ-40-250 размером 2500х1150х6 мм. По сравнению с ранее выпускаемыми листами ВО эти листы имеют большую полезную площадь и меньший расход асбестоцемента на 1 м2 полезной площади.

Листы профилированные должны быть строго прямоугольной формы, без трещин и отколов. Профилированные асбестоцементные листы применяют для устройства кровель, облицовки стен, ограждений балконов и т. п.

Плоские облицовочные асбестоцементные плиты выпускают непрессованными и прессованными повышенной прочности толщиной 4–10, шириной до 1600 и длиной до 2800 мм. В процессе формования их лицевую поверхность отделывают в зависимости от назначения декоративным асбестоцементным слоем, окрашивают водостойкими эмалями, полируют, а также делают рельефной, имитирующей керамическую глазурованную плитку. Плиты, окрашенные водостойкими эмалями, в последнее время с успехом применяют для облицовки панелей, потолков, кухонь жилых и общественных зданий.

Кровельные и стеновые панели. Кровельная панель – слоистая конструкция, состоящая из двух асбестоцементных листов, склеенных между собой по контуру асбестоцементной мастикой и образующих замкнутую оболочку, внутри которой уложен минераловатный утеплитель. Масса панели не превышает 100 кг. Применяют эти панели для покрытия кровель производственных и культурно-бытовых зданий с уклоном не менее 5–7о. Размеры плит панелей покрытий позволяют перекрывать пролеты до 3 м.

Стеновая панель представляет собой трехслойную конструкцию: наружный и внутренний облицовочный слои ее состоят из прессованного асбестоцемента, а средний слой – из теплоизоляционного материала (пеностекло, минераловатные плиты, цементный фибролит, пенопласт и др.). Стеновые панели можно изготовлять с каркасом из металла, асбестоцемента, древесины или без каркаса. В зависимости от вида утеплителя толщина асбестоцементной панели колеблется в пределах 12–20см, 1м2 такой панели имеет массу 120–180 кг, что значительно меньше массы любой стеновой панели.

Стеновые асбестоцементные панели применяют при строительстве каркасно-панельных зданий.

Трубы и короба. Применяют для водопроводов (напорные трубы), канализации (безнапорные трубы), газопроводов и сетей механизированного орошения полей.

Трубы имеют длину 2950 – 3950, внутренний диаметр 50 – 500, толщину стенок 9 – 43,5 мм. Трубы должны быть прямыми, строго цилиндрической формы, с гладкой внутренней поверхностью и без трещин. Напорные трубы выпускают нескольких марок с рабочим давлением от 0,3 до 1,2 МПа. Длина канализационных труб 2500–4000, внутренний диаметр 50–600, толщина стенок 7–18 мм. Для соединения водопроводных и канализационных труб используют соединительные асбестоцементные муфты.

Вентиляционные короба изготавливают круглого и прямоугольного сечения, безраструбные или с раструбом на одном конце.

Изделия на основе магнезиальных вяжущих

Материалы на основе магнезиальных вяжущих получают, используя в качестве органических заполнителей древесные опилки, шерсть или стружки.

Магнезиальные вяжущие вещества (каустические магнезит или доломит), затворенные раствором хлористого магния, надежно соединяются с органическими заполнителями и защищают их от гниения. Их применяют для изготовления ксилолита и фибролита.

Ксилолит – искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания смеси древесных опилок и магнезиального вяжущего, затворенного раствором хлористого магния. В смесь вводят также добавки, улучшающие свойства материала – тальк, асбест, кварцевый песок и красители. Его применяют для устройства бесшовных полов. Ксилолитовые полы относят к теплым, бесшумным покрытиям, гладким, хорошо сопротивляющимся истиранию и динамическим нагрузкам. Однако они имеют низкую водостойкость. Из ксилолита можно изготовлять путем прессования квадратные или шестиугольные плитки для полов, подоконники и другие изделия. Поверхность ксилолитовых изделий окрашивают и отделывают под мрамор, малахит и т. п.

Фибролит представляет собой теплоизоляционный материал, изготовленный из древесной стружки или шерсти, связанной магнезиальным вяжущим. Фибролитовые плиты применяют для утепления стен, перекрытий или для заполнения стен, перекрытий и перегородок каркасных зданий.

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Основные сведения о керамических материалах и изделиях и их классификация

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

Производство керамических изделий (в основном бытового назначения - посуда, вазы и т. п.) зародилось в глубокой древности, несколько тысяч лет до нашей эры. Значительно позднее стали изготовлять керамические строительные материалы - черепицу, облицовочные плиты и кирпич.

Сегодня керамические материалы и изделия используют для возведения стен и покрытий зданий, облицовки полов, стен, фасадов, кладки печей и дымовых труб, устройства канализации и дренажа и для других целей. Материал (тело), из которого состоят керамические изделия, в технологии керамики называют керамическим черепком.

Строительные керамические изделия классифицируют по структуре керамического черепка, по их конструктивному назначению, состоянию поверхности и т. д.

По конструктивному назначению керамические материалы и изделия разделяют на следующие группы:

стеновые (кирпич, камни керамические, стеновые блоки и панели из кирпича); для перекрытий (пустотелые камни, балки, панели перекрытия и покрытия из керамических камней); для облицовки фасадов зданий (кирпич и керамические лицевые камни, фасадные плитки, ковровая керамика и др.); для внутренней облицовки (глазурованные плитки и фасонные детали к ним, плитки для полов); кровельные (глиняная черепица, пазовая штампованная и ленточная, плоская и волнистая ленточная и др.); трубы канализационные и дренажные; санитарно-технические (раковины, унитазы, смывные бачки и др.); кислотоупорные (кирпич, плитки, трубы); дорожные (кирпич, камни); теплоизоляционные (пористо-пустотелые кирпичи и камни, перлитокерамика и др.); заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит); огнеупорные (кирпич и фасонные изделия).

По структуре черепка различают пористые и плотные керамические материалы. У пористых материалов черепок в изломе тусклого землистого вида, легко впитывает воду, пористость его более 5%. К пористым керамическим изделиям относят: кирпич, пустотелые камни, черепицу и др. Плотные материалы - белые или равномерно окрашенные, имеют спекшийся в изломе блестящий раковистый черепок, пористость которого не превышает 5 %, не пропускают жидкости и газы. Среди плотных керамических изделий следует назвать плитки для полов, кислотостойкий кирпич и др.

Керамические изделия могут быть также глазурованными и неглазурованными. Глазурь - стекловидное покрытие, закрепленное обжигом, придает изделиям стойкость к внешним воздействиям, водонепроницаемость и высокие декоративные качества.

Сырье для производства керамических материалов

Основным сырьем для производства керамических материалов и изделий являются глины. Для улучшения технологических свойств глин, а также придания готовым изделиям определённых физико-механических свойств применяют отощающие, выгорающие и пластифицирующие добавки.

Глина - тонкодисперсная фракция горных пород, способная образовывать с водой пластичное тесто, сохраняющее после высыхания приданную ему форму и приобретающее после обжига твердость камня.

Глина является продуктом механического разрушения (выветривания) и химического разложения некоторых магматических и метаморфических горных пород, содержащих в своем составе полевой шпат (граниты, сиениты, гнейсы и т. д.). В результате разложения полевого шпата образовался минерал каолинит Аl2O3- 2SiO22H2O. Однако горные породы, кроме полевого шпата, содержат и другие минералы (кварц, слюду и т. д.), поэтому при разрушении их получается сложная смесь, состоящая из частиц глины, кварца, слюды и других неразложившихся минералов.

В составе глин могут присутствовать неразложившиеся зерна полевого шпата, известняка, а также железистые, органические и другие вещества. Крупные зерна известняка в составе глин являются вредными примесями, так как при обжиге они превращаются в известь, которая затем на воздухе гасится и, увеличиваясь в объеме, разрушает керамические изделия.

Зерновой состав глин весьма разнообразен. Наличие в составе глин частиц того или иного размера существенно влияет на их свойства. Обычно глины содержат в значительном количестве частицы размером менее 0,005 мм, состоящие в большинстве случаев из каолинита. Такие частицы называют глинистыми. Они придают глине высокие пластические свойства. Более крупные частицы размером 0,005-0,15 мм именуют пылевидными, а частицы размером 0,15-5мм-песчаными. Пылевидная и песчаная фракции свойством пластичности не обладают. Однако песок в определенных пределах можно считать полезной примесью, так как он создает в глиняной массе своеобразный скелет и снижает усадку при сушке и обжиге глины. В зависимости от содержания глинистых частиц различают тяжелые глины (более 60 % глинистых частиц), глины (30-60%), суглинки (10-30%) и супеси (5-10%).

К важнейшим свойствам глин, которые учитывают при производстве керамических материалов, относят пластичность, воздушную и огневую усадку, огнеупорность и цвет глиняного черепка.

Пластичностью называют способность глиняного теста под действием внешних сил принимать заданную форму без образования трещин и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Пластичность повышается с увеличением содержания в глине глинистых частиц. Чем глина пластичней, тем больше требуется воды для получения хорошо формуемого глиняного теста, а это, в свою очередь, увеличивает усадку изделий при сушке и обжиге.

Различают глины высокопластичные (жирные), глины средней пластичности и малопластичные (тощие) глины. Жирные глины обладают хорошей пластичностью, связностью и легко поддаются формованию, однако сформованные из них изделия при высыхании значительно уменьшаются в объеме и дают трещины. Тощие глины трудно поддаются формованию. Для повышения пластичности формовочной массы и улучшения качества кирпича и других материалов применяют поверхностно-активные вещества - сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др.

При применении для производства керамических материалов высокопластичных глин в сырьевую смесь вводят отощающие добавки или определенное количество малопластичной глины.

Усилие, необходимое для разъединения частиц глин, характеризует ее связность. Высокой связностью обладают глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций.

Связующая способность глины выражается в том, что глина может связывать частицы непластичных материалов: песка, шамота (дробленная обожженная огнеупорная глина) и др. и образовывать при высыхании достаточно прочное изделие - сырец.

Воздушной усадкой глин называют изменение линейных размеров свежесформованного образца в процессе сушки при 110°С; ее выражают в процентах от первоначального размера образца-сырца. Высокопластичные глины имеют линейную воздушную усадку более 10%, глины средней пластичности - 6-10% и малопластичные глины - менее 6 %.

Огневой усадкой глин называют изменение линейных размеров воздушно-сухого образца в процессе обжига. Огневая усадка глин в зависимости от их вида обычно находится в пределах 1-4 %.

Полная усадка - арифметическая сумма величин воздушной и огневой усадок. Величина полной усадки, как правило, 5-18 %, наибольшее значение усадки у высокопластичных глин. Большая усадка глины считается отрицательным свойством, так как неравномерное изменение объема вызывает деформации изделия (искривления, трещины). Полную усадку следует учитывать при формовании изделий.

Огнеупорность - свойство глины выдерживать действие высокой температуры без деформации. По огнеупорности глины разделяют на три группы: огнеупорные с температурой размягчения выше 15800С, тугоплавкие с температурой размягчения С, легкоплавкие с температурой размягчения ниже 13500С.

Огнеупорные глины состоят из глинистых частиц, содержат небольшое количество примесей и поэтому обладают высокой пластичностью. Применяют эти глины для изготовления огнеупорных, фарфоровых и фаянсовых изделий. Тугоплавкие глины используют в производстве плиток для полов, канализационных труб и других видов строительной керамики. Из легкоплавких глин изготовляют красный глиняный кирпич, пустотелые керамические камни, черепицу и другие изделия.

Цвет глиняного черепка после обжига зависит от состава и количества примесей в глине. Каолины, являясь наиболее чистым глиняным сырьем, дают черепок белого цвета. Оксиды железа придают керамическим изделиям окраску от светло-желтой до темно-красной и бурой. Вводя в глину минеральные красители можно получать керамические изделия различных цветов и оттенков.

Добавки. Пластичные жирные глины в чистом виде редко применяют в производстве керамических материалов, так как в процессе сушки и обжига они дают большую усадку, сопровождающуюся короблением и растрескиванием изделий. Для ее уменьшения в состав сырьевой смеси вводят отощающие материалы (песок, шлак, золу от сжигания твердого топлива, измельченный керамический бой, шамот и др.).

Для получения облегченных керамических материалов и изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью в состав сырьевой смеси вводят порообразующие добавки, которые выгорают в процесс обжига (опилки, угольный порошок, торф и др.).

При изготовлении некоторых изделий для понижения температуры обжига улучшения спекания, повышения плотности изделий в глину вводят специальные добавки - плавни (молотый полевой шпат, доломит, магнезит, стеклобой).

Обогащающие и пластифицирующие добавки (высокопластичные глины, отходы при добыче угля, сульфитно-спиртовую барду - отход целлюлозного производства и др.) вводят в глиняную смесь для обогащения малоглиноземистого сырья, увеличения его пластичности, улучшения формовочных и сушильных свойств глин.

Производство керамических материалов и изделий

Керамические материалы и изделия имеют разнообразные размеры, форму, физико-механические свойства и различное назначение, но основные этапы технологического процесса производства их примерно одинаковы и складываются из добычи сырьевых материалов, подготовки сырьевой массы, формования изделия (сырца), сушки, обжига, сортировки обожженных изделий, упаковки и хранения их на складе.

Добыча глины. Глину для производства керамических материалов и изделий добывают в карьерах, расположенных обычно в непосредственной близости от завода, одно - или многоковшовыми экскаваторами и другими машинами и механизмами.

Подготовка сырьевой массы. В естественном состоянии глина обычно непригодна для формования изделий. Нужно разрушить природную структуру глины, удалить из нее вредные примеси, измельчить крупные включения, смешать глину с добавками, а также увлажнить ее, чтобы получить удобоформуемую массу.

Сырьевую смесь готовят полусухим, пластическим или мокрым (шликерным) 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 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 пресс-порошка - 9-11 %. Увлажняют пресс-порошок водой или паром до приобретения необходимой влажности.

Полусухой способ подготовки сырьевой смеси 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 18-23 %. Для измельчения и переработки сырьевых материалов используют вальцы и бегуны различных типов, а для перемешивания - глиномешалки.

Пластическим способом готовят сырьевую смесь для производства керамического кирпича пластического формования, керамических камней, черепицы, труб и др.

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

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

Пластический способ формования - изготовление изделий из пластических глиняных масс на прессах - наиболее распространен в производстве строительных керамических изделий.

Подготовленную глиняную массу влажностью 18-23 % 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 различных формы и размеров. Непрерывно выходящий из пресса брус автоматическое резательное устройство разрезает на отдельные части в соответствии с размерами изготовляемых изделий.

Современные ленточные прессы снабжены вакуум-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.

Полусухим способом формуют облицовочные плитки, плитки для полов и другие тонкостенные керамические изделия. Этим способом можно изготовлять кирпич и другие изделия из малопластичных, тощих глин, что расширяет сырьевую базу производства изделий строительной керамики. 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, обеспечивающих двустороннее прессование пресс-порошка в формах под давлением до 15 МПа. Сырец полусухого прессования имеет четкую форму, точные размеры, прочные углы и ребра.

Способ литья применяют для изготовления санитарно-технического фаянса и облицовочных плиток. При этом способе предварительно измельченную глиняную массу влажностью более 45 % (шликер) заливают в специальные формы или используют при формовании плиток.

Сушка изделий. Сформованные изделия (сырец) необходимо сушить, чтобы снизить их влажность, например, кирпич-сырец сушат до влажности 8-10 %. За счет сушки повышается прочность сырца, предотвращаются растрескивание и деформация его в процессе обжига. Сушка может быть естественной и искусственной.

Естественная сушка в сушильных сараях не требует затрат топлива, но продолжается очень долго (10-15 сут) и зависит от температуры и влажности окружающей среды (воздуха). Кроме того, для естественной сушки требуются помещения с большой площадью.

В настоящее время на крупных заводах, как правило, производят искусственную сушку сырца в камерных сушилках периодического действия и туннельных непрерывного действия.

Режим сушки выбирают в соответствии с видом изделия. В качестве теплоносителя в сушилках применяют дымовые газы обжигательных печей, а также газы, получаемые в специальных топках.

Длительность искусственной сушки сырца составляет от 1 до 3 сут, а для тонкостенных изделий - несколько часов.

Обжиг изделий - завершающий этап технологического процесса производства керамических изделий. Процесс обжига можно условно разделить на три периода: прогрев сырца, собственно обжиг и охлаждение. При прогреве сырца медленно поднимают температуру до С, при этом из него удаляется свободная вода. Дальнейшее повышение температуры до 7500С приводит к выгоранию органических примесей и удалению химически связанной воды, находящейся в глинистых минералах и других соединениях сырьевой смеси.

В процессе собственно обжига при С легкоплавкие соединения расплавляются и обволакивают нерасплавившиеся частицы, при этом уменьшаются линейные размеры изделия и оно уплотняется. При дальнейшем повышении температуры глиняная масса спекается. Максимальная температура обжига зависит от свойств используемых глин и вида обжигаемого изделия. В результате обжига керамическое изделие приобретает камневидное состояние, высокие прочность, водостойкость, морозостойкость и другие строительные свойства.

Обжигают керамические изделия в кольцевых, туннельных, щелевых, роликовых и других печах.

Кольцевая печь представляет собой эллипсообразный замкнутый обжигательный канал, условно разделенный на камеры. Количество камер кольцевой печи в зависимости от ее производительности колеблется от 16 до 36. Условные камеры объединяются в группы - зоны, расположенные в следующей последовательности: загрузка, подогрев, собственно обжиг, охлаждение и выгрузка. В кольцевой печи очаг горения, как и другие зоны, непрерывно перемещается по обжигательному каналу, а обжигаемая продукция находится на месте.

В кольцевых печах обжигают в основном кирпич и черепицу. Температура обжига С. Весь цикл обжига в кольцевой печи длится 3-4 сут.

При обжиге изделий в кольцевых печах наблюдается неравномерное распределение температуры по сечению канала, что приводит к пережогу некоторого количества изделий. Основной недостаток кольцевых печей - тяжелые условия труда обслуживающего персонала и трудности механизации производственного процесса.

Туннельная печь - сквозной канал длиной до 100 м, в котором по рельсам движутся вагонетки с обжигаемыми изделиями. В туннельной печи имеются те же зоны, что и в кольцевой, и совершаются те же операции загрузки, подогрева, обжига, охлаждения и выгрузки. Однако в туннельной печи передвигаются по зонам изделия, а сами зоны остаются на месте.

Высушенный кирпич или другие изделия загружают на вагонетки с подом из огнеупорного кирпича. Толкатель подает загруженную вагонетку в печь, выталкивая при этом с противоположного конца вагонетку с обожженным и охлажденным кирпичом. Туннельные печи работают на газе или тонкомолотом угле. В этих печах легко механизировать процессы загрузки и выгрузки продукции, а также автоматизировать процесс обжига и его регулирование. Длительность процесса обжига 18-36 ч. Туннельные печи значительно производительнее и экономичнее кольцевых печей, кроме того, в них брак кирпича значительно ниже. Керамические материалы, в частности облицовочные глазурованные фаянсовые плитки, обжигают дважды. При первом (утельном) обжиге плитки, помещаемые в специальные капсели, обжигают в туннельных печах при С. Затем после охлаждения их сортируют, наносят слой глазури, укладывают в капсель и обжигают вторично в другой туннельной печи при 11400С.

Для получения глазури служит смесь легкоплавкой глины, кварцевого песка, полевого шпата, оксида свинца, цинка и др. В состав цветных глазурей входят красящие оксиды или соли металлов. Тонкоизмельченную сырьевую смесь глазури в виде водной суспензии наносят тонким слоем на лицевую поверхность плитки. При обжиге составные части глазури расплавляются и создают на поверхности плитки тонкий стекловидный слой, обеспечивающий наряду с высокими декоративными качествами и водонепроницаемость плиток. Глазуруют также канализационные трубы, облицовочный кирпич и фасадные облицовочные плитки. Эти изделия покрывают глазурью после сушки и обжигают один раз.

Сортировка и хранение керамических изделий. При выгрузке из печи керамические изделия сортируют. Качество изделий устанавливают по степени обжига, внешнему виду, форме, размерам, а также по наличию в них различных дефектов. По степени обжига они могут быть разделены на изделия нормального обжига, недожог и пережог. Сортность изделий устанавливают по внешнему виду, форме, размерам и наличию дефектов в соответствии с требованиями ГОСТа.

После сортировки изделия направляют на склад, где хранят до отправки на строительство. Кирпич и керамические камни укладывают в елочные пакеты или на поддоны и хранят на открытых площадках. Облицовочные плитки рассортировывают по цветам и размерам, упаковывают в ящики и хранят в закрытых складах. Санитарно-технические изделия, прошедшие сортировку и комплектование арматурой, упаковывают в специальные ящики и хранят в закрытых складах.

Стеновые керамические материалы и изделия

Среди большой группы стеновых керамических материалов и изделий в настоящее время наиболее распространены керамический кирпич, различные виды эффективных керамических материалов, а также стеновые кирпичные панели.

Кирпич керамический полнотелый имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 250х120х65 мм или 250х120х88 мм. Для модульного кирпича толщиной 88 мм обязательно наличие технологических пустот. Допускаемые отклонения от указанных размеров не должны превышать: по длине +5, по ширине +4, по толщине +3 мм.

Кирпич должен быть нормально обожжен. Кирпич-недожог алого цвета, пониженной плотности и морозостойкости, кирпич-пережог отличается большой плотностью, прочностью и сравнительно высокой теплопроводностью.

Плотность кирпича в сухом состоянии колеблется в пределах кг/м3 а теплопроводность - 0,71-0,82 Вт/(м 0С). Эти свойства кирпича зависят от способа его изготовления. Большую плотность, следовательно, и большую теплопроводность имеет кирпич полусухого прессования.

По пределу прочности при сжатии и изгибе кирпич подразделяют на следующие марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300.

Водопоглощение кирпича, высушенного до постоянной массы, должно быть не менее 8%. Меньшая величина водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что нежелательно.

По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоения, выкрашивания и т. д.) не менее 15 циклов попеременного замораживания при -150С и ниже с последующим оттаиванием в воде при +150С.

Керамический кирпич применяют для кладки внутренних и наружных стен, столбов, сводов и других частей зданий. Кроме того, из него изготовляют кирпичные панели.

Для уменьшения массы и толщины наружных стен взамен обычного кирпича широко применяют эффективные керамические материалы, которые характеризуются меньшей плотностью, более низкой теплопроводностью, чем обычный кирпич, но обладают достаточной прочностью.

По теплотехническим свойствам и плотности кирпич и камни (все керамические изделия конструктивного назначения, имеющие размеры больше кирпича, называют керамическими камнями), в высушенном до постоянной массы состоянии, подразделяют на: эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен зданий и позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен из обыкновенного кирпича (кирпич плотностью не более 1400 кг/м3 и камни плотностью не более 1450 кг/м3) и условно эффективные, улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций (кирпич плотностью свыше 1400 кг/м3 и камни плотностью кг/м3).

К эффективным стеновым керамическим материалам относят пустотелые керамические кирпич и камни. Они имеют форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями на лицевых поверхностях. Пустоты в кирпиче и камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели и могут быть сквозными или несквозными. Диаметр цилиндрических сквозных пустот не более 16 мм, ширина щелевидных пустот не более 12 мм. Толщина наружных стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Водопоглощение пустотелых изделий не менее 6%. По прочности кирпич и камни подразделяют на марки: 300, 250, 200, 175, 150, 125,100, 75, а по морозостойкости на марки: 15, 25, 35 и 50.

Пустотелый кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен зданий и для заполнения стен каркасных зданий. Не разрешается использовать этот кирпич для кладки стен зданий бань, прачечных и т. п. Из пустотелых камней возводят несущие стены и перегородки, стены каркасных зданий, изготовляют кирпичные панели. Применяя пустотелые керамические камни, удается снизить толщину и массу стен, снизить трудоемкость кладки и ее стоимость.

К эффективным керамическим материалам относят также сплошные и пустотелые кирпичи и камни, которые изготовляют из смеси глины и диатомитов или трепелов путем пластического или полусухого формования и последующего обжига. Плотность их от 700 до 1500 кг/м3. Кирпич и камни выпускают пяти марок: 200, 150, 125, 100 и 75. Применяют их для кладки наружных и внутренних стен зданий и сооружений.

Стеновые кирпичные панели представляют собой индустриальные изделия заданных размеров, в которых отдельные кирпичи или керамические камни сцементированы в монолит цементно-песчаным раствором. По назначению различают панели для наружных и внутренних стен, а также специальные панели (цокольные, вентиляционные и др.).

Кирпичные панели наружных стен изготовляют двухслойными и однослойными толщиной 260 мм. Перспективны однослойные панели из укрупненных крупнопустотных или щелевых камней. Панели внутренних несущих стен выполняют однослойными из обыкновенного кирпича и армируют металлическими каркасами. Общая толщина панелей 140 мм, включая толщину кирпича 120 мм и два слоя раствора с каждой стороны по 10 мм.

Технологический процесс изготовления кирпичных панелей состоит из следующих основных операций: приготовления цементно-песчаного раствора, изготовления арматурного каркаса, формования панели, ее тепловлажностной обработки и отделки.

Готовые панели хранят на открытых складах в вертикальном положении, в таком же положении их транспортируют панелевозами на строительную площадку.

Основные преимущества применения кирпичных панелей по сравнению с кладкой стен из штучного кирпича или керамических камней - возможность изготовления крупноразмерных элементов в заводских условиях, монтаж их на строительной площадке при помощи современных средств механизации, а также возможность значительной экономии стеновых материалов.

Керамические облицовочные материалы

Керамические материалы для облицовки фасадных поверхностей, внутренних стен и полов зданий могут быть с лицевой поверхностью натурального цвета, окрашенной в различные цвета, гладкой, рельефной, глазурованной. Поверхности, облицованные керамическими материалами, отличаются высокими декоративными свойствами, они долговечны, относительно экономичны.

Материалы для облицовки фасадов зданий. Для облицовки фасадов зданий применяют лицевые кирпич и камни, фасадные малогабаритные плитки и ковровую керамику.

Лицевые кирпич и камни характеризуются правильной формой, четкими гранями и однородностью окраски. Лицевая поверхность их может быть гладкой, рельефной и офактуренной. Цвет лицевого кирпича и камней изменяется от темно-красного до кремового. Материалы кремового цвёта изготовляют из светложгущихся глин, в настоящее время они наиболее распространены. Кирпич и камни выполняют сплошными и пустотелыми. Технология их аналогична технологии керамического кирпича, изготовляемого пластическим или полусухим способом.

Выпускают также кирпич и камни с различной фактурной поверхностью (зернистой, бороздчатой и пр.). Фактурный слой из беложгущихся глин наносят на две взаимно перпендикулярные поверхности изделий в процессе их формования.

Лицевые кирпич и камни в зависимости от формы и назначения разделяют на рядовые и профильные. Рядовые используют для гладкой части стен, а профильные - для карнизов, тяг, поясов и т. д.

Лицевые кирпич и камни применяют для кладки наружных рядов фасадов и внутренних стен вестибюлей, лестничных клеток, переходов и других помещений. Их укладывают одновременно и вперевязку с обыкновенным кирпичом или камнем, с которыми они воспринимают одинаковую нагрузку. Такой способ облицовки обеспечивает надежное ее крепление, повышает долговечность и снижает трудоемкость и стоимость отделки зданий.

Керамические фасадные плитки изготовляют способом полусухого прессования. Основной размер фасадных плиток 250х140х10, цокольных - 150х75х7, типа <кабанчик> - 125х60х7 мм. Кроме того, выпускают фасадные архитектурно-художественные плитки типа <ромб>, <лепесток> <диагональная>, <пирамидка>, <волна>, <шары>.

Лицевая поверхность фасадных плиток может быть гладкой и фактурной, неглазурованной и глазурованной, окрашенной в различные цвета. На тыльной их стороне имеются углубления для лучшего сцепления с цементным раствором. Водопоглощение фасадных плиток 2 - 8 %, морозостойкость не менее 35 циклов. Фасадные плитки используют как изделия прислонного крепления для наружной облицовки плоскостей готовых стен и отделки отдельных архитектурных элементов, а также для внутренней облицовки вестибюлей и лестничных клеток жилых и общественных зданий.

Ковровая керамика представляет собой мелкоразмерные плитки различного цвета, глазурованные и неглазурованные. Плитки одного или нескольких цветов набирают в <ковры>, наклеивая их лицевой поверхностью на крафт-бумагу. Тыльную сторону плиток для лучшего сцепления с раствором делают рифленой. Размеры коврово-мозаичных плиток 48х48 и 22х22 мм при толщине 4 мм. Размеры ковров из них 724х464 и 672х424 мм. Водопоглощение плиток не должно превышать 12 %,а их морозостойкость должна быть не менее 25 циклов.

Коврово-мозаичные плитки в настоящее время - наиболее массовые изделия для облицовки стеновых наружных, панелей в процессе их формования, стен транспортных и спортивных сооружений, торговых и других зданий.

Материалы для внутренней облицовки стен. Для придания отдельным помещениям жилых, общественных и промышленных зданий санитарно-гигиенических и художественно-декоративных качеств, а также для защиты конструкций от действия влаги и огня стены облицовывают керамическими плитками. Для облицовки стен служат глазурованные облицовочные (фаянсовые), а также коврово-мозаичные плитки.