Керамические материалы и изделия кратко

Обновлено: 02.07.2024

Керамическими называют искусственные каменные материалы, изготовляемые из глин или их смесей с минеральными и органическими добавками путем формования, сушки и последующего обжига при высоких температурах.

По структуре различают керамические изделия с пористым черепком (черепком в технологии керамики называют материал, из которого состоят керамические изделия после обжига) и со спекшимся черепком (плотным).

Пористыми условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка по массе превышает 5 % (в среднем 8 – 20 %): кирпич обыкновенный, пустотелый и легкий, черепица, пустотелые камни, облицовочные плитки и трубы.

Водопоглощение – это свойство материала при непосредственном соприкосновении с водой впитывать и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение выражают или степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему W₀), или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала ( водопоглощение по массе W_м), %:

где m₁, m₂ – масса материала в сухом и насыщенном водой состоянии, [г];

V – объем материала в сухом состоянии, [см 3 ].

Спекшимся считают черепок с водопоглощением 2 материала за 1 час при постоянном давлении и при определённой толщине образца).

К плотным керамическим изделиям относят дорожный кирпич, плитки для полов и санитарный фарфор.

По конструктивному назначению различают керамические изделия:

1) для стен (стеновые материалы – кирпич и керамические камни);

2) для облицовки фасадов (лицевой кирпич, камни, плитки);

3) для внутренней облицовки стен и полов (плитки);

4) для перекрытий (пустотелые керамические камни);

5) для кровли (черепица);

6) для санитарных коммуникаций (трубы канализационные и дренажные, дорожный кирпич).

7) для теплоизоляции (легкий кирпич, фасонные изделия);

8) заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

Сырьевую массу для изготовления керамических изделий составляют из пластичных глинистых материалов (глины, каолина) и непластичных материалов (отощающие и выгорающие добавки, плавни).

Отощающие добавки вводят в пластичные глины для уменьшения усадки при сушке и обжиге с целью предотвращения деформаций и трещин в изделиях. Для этих целей используют шамот, шлаки, золы, кварцевый песок, пылевидный кварц.

Выгорающие (порообразующие) добавки вводят для получения легких керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной теплопроводностью. Порообразующие добавки в процессе обжига сырьевой массы либо выгорают (древесные опилки, угольный порошок), либо диссоциируют с выделением газа ( например, СО₂ : молотый мел, доломит).

Плавни добавляют для понижения температуры спекания глины (тальк, полевые шпаты, доломит, магнезит, железная руда).

Для получения цветной керамики в сырьевую массу добавляют оксиды металлов (тонкие порошки кобальта, хрома, железа и т.д.).

2.3.2. Общая схема производства керамических изделий

Производство керамических изделий включает следующие этапы:

– подготовка сырьевой массы (для формования изделий);

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

Глазурь, нанесенную на поверхность керамического материала, закрепляют на ней обжигом при высокой температуре. Глазури могут быть различных цветов и при этом прозрачными и непрозрачными (глухими).

Ангоб изготовляют из белой или цветной глины и наносят тонким слоем на поверхность сырца. В отличие от глазури ангоб не дает при обжиге расплава (т.е. не образует стекловидного слоя), поэтому его поверхность получается матовой. По свойствам ангоб должен быть близок к основному черепку.

Способы формования керамических изделий:

1) пластическое формование (влажность изделий W = 15 ÷ 25 % и более);

2) полусухое прессование (W = 8 ÷ 12%; керамическая масса представляет собой пресс - порошок, увлажненный паром);

4) литье (изготовление шликерным способом) – для этого измельченные исходные материалы смешивают с водой до получения шликера – однородной текучей массы (W = 40 ÷ 45 %); шликерный способ применяют в технологии фарфоровых, фаянсовых изделий и облицовочных плиток, а также при производстве лицевого кирпича.

2.3.3. Основные виды керамических изделий, применяемые в строительстве

1. Стеновые материалы

Несмотря на значительный объем выпуска железобетонных стеновых материалов (панели, крупные блоки) выпуск мелкоштучных изделий – а именно глиняного и пустотелого кирпича – составляет почти половину всех стеновых материалов.

Морозостойкость стеновых керамических материалов должна быть не менее М_рз 15, а кирпич строительный легкий должен иметь морозостойкость не менее М_рз 10.

По объемной массе в сухом состоянии стеновые материалы подразделяют на 3 группы:

– обыкновенный кирпич (γ₀ > 1600 кг/м 3 );

– условно - эффективные (улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций; γ₀ = 1400 ÷ 1600 кг/м 3 );

– эффективные, улучшающие теплотехнические свойства стен (позволяющие уменьшить их толщину по сравнению с толщиной стен, выполненных из обыкновенного кирпича; γ₀ ≤ 1400 кг/м 3 ).

А. Кирпич глиняный обыкновенный – искусственный камень, сформованный из глины и равномерно обожженный при t = 900 ÷ 1100° С.

Кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями и прямыми ребрами и углами и размер 250х120х65 мм. Модульный кирпич имеет размер 250х120х88 мм. Объемная масса кирпича
γ₀ = 1600 ÷ 1900 кг/м 3 , теплопроводность 0,75 – 0,81 Вт/м·К.

Предел прочности кирпича на сжатие выражает его маркой (всего выпускают кирпич семи марок): М 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300. По морозостойкости кирпич подразделяют на 4 марки: М_рз 15, 25, 35 и 50.

Кирпич должен быть нормально обожжен, так как недожог (алый кирпич) неморозостоек и обладает недостаточной прочностью и водостойкостью. Пережженный кирпич (железняк) имеет искаженную форму, а также повышенную плотность, объемную массу и теплопроводность.

Кирпич должен удовлетворять требованиям стандарта по внешнему виду, а именно не иметь:

– отклонений от установленных размеров;

– отбитостей углов и ребер;

– наличия сквозных трещин, проходящих поперек кирпича.

Кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен, столбов, кладки печей и дымовых труб в зонах, где температура не превышает температуры обжига кирпича.

Кирпич полусухого прессования не допускается применять для кладки фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя.

Б. Кирпич глиняный пустотелый – имеет сквозные круглые или щелевидные отверстия или пустоты (для кирпича полусухого прессования) различной формы, которые расположены перпендикулярно постели. Кирпич глиняный пустотелый имеет те же размеры (250х120х65 (88) мм. Объемная масса кирпича γ₀ = 1000 ÷ 1400 кг/м 3 , марки – 75, 100, 125, 150, 200 и 300.

Пустотелый кирпич применяют наравне с кирпичом глиняным обыкновенным, за исключением кладки фундаментов, подземных частей стен, печей и дымовых каналов.

В.Стеновые крупные керамические панели для наружных стен выпускают двух- и однослойными размером на комнату. Двухслойная панель состоит из кирпича, утеплителя (пеностекла, минераловатных плит) и трех слоев цементно-песчаного раствора.

Г. Стеновые керамические пустотелые камниизготавливают марок 50, 75, 100, и 150; γ₀ = 1400 кг/м 3 , длиной 250 ÷ 290, шириной 120 ÷ 90, толщиной 138 ÷ 288 мм с гладкими и рифлеными поверхностями, со сквозными или замкнутыми пустотами, расположенными перпендикулярно граням камней.

2. Облицовочные материалы и изделия

А. Кирпич лицевой и камни керамические лицевые отличаются от обыкновенных большей точностью формы и размеров, а также однородностью цвета и оттенка в данной партии (от белого, слегка кремового тона до красноватых и коричневых цветов); марки кирпича 75, 100 и 125. Разработана также технология двухслойного кирпича с лицевым слоем из белой глины.

Б. Плитки; керамические плитки выпускаются различных видов:

1. Ковровая керамика – представляет собой мелкоразмерные керамические плитки, глазурованные и неглазурованные. Заводы выпускают мозаичные плитки с наклейкой их лицевой стороной на плотную бумагу, в результате чего образуется ковер. Плитки выпускают квадратной и прямоугольной формы со стороной от 22 до 125 мм. Ковровая керамика – один из наиболее индустриальных керамических материалов.

3. Крупные фасадные плитки размером 250х140х10 мм также изготовляют неглазурованными и глазурованными из беложгущихся тугоплавких или огнеупорных глин. Их применяют для облицовки фасадных поверхностей.

4. Цокольные глазурованные плитки (ими облицовывают поземные переходы) размером 150х75х7 мм являются изделиями штучного прислонного крепления. Их изготавливают со спекшимся черепком и покрывают глазурью.

5. Плитки для облицовки внутренних стен выпускают 28 типоразмеров (например: 150х150 мм) глазурованными. Их водопоглощение должно быть не более 16 %. Их применяют для внутренней облицовки стен в санузлах, кухнях, банях, прачечных пищевых и химических предприятий, станций метрополитена.

6. Керамические плитки для полов изготовляют из глиняной массы со стороной от 50 до 150 мм, толщиной 10 – 13 см.

К преимуществам полов из таких плиток можно отнести их:

б) малую истираемость;

в) полы из керамических плиток не пылят;

е) стойки к действию кислот и щелочей.

К недостаткам полов из керамических плиток можно отнести их:

б) высокую теплопроводность;

в) высокую трудоемкость их устройства.

3. Керамические материалы и изделия различного назначения

Глиняная черепица – старейший вид кровельных материалов. Черепица может иметь красновато - розовую или светло желтую окраску; для ее производства используют глины типа кирпичных. Специальные виды черепицы покрывают глазурью различных тонов. Достоинством черепицы является ее долговечность и огнестойкость. К недостаткам можно отнести большую массу покрытия (до 65 кг/м 2 ), хрупкость, необходимость устройства большого уклона (более 30°) для быстрого стока воды, а также высокую трудоемкость устройства кровли.

Керамические трубы (канализационные) – применяют для отвода сточных вод на химических заводах, внутренний диаметр составляет
150 ÷ 600 мм, длина 800 ÷ 1200 мм. Поверхность труб внутри и снаружи покрывают кислотоустойчивой глазурью.

Дренажные трубы – применяют для осушения грунтового основания под зданиями и сооружениями. Выпускают такие трубы с внутренним диаметром 25 ÷ 250 мм, длинной 500 мм неглазурованными и глазурованными с перфорацией на стенках.

Санитарно-технические изделия изготавливают из фаянса, фарфора и полуфарфора. Формируют их методом литья. Изделия из фаянса (унитазы, умывальники, сливные бачки) имеют пористый черепок с водопоглощением 10 – 12 % и δ_сж = 100 МПа. Их покрывают глазурью.

Полуфарфор имеет спекшийся черепок (W = 3 – 5 %, σ_сж = 150 ÷ 500 МПа).

Фарфор еще более плотный (W = 0,2 – 0,5 %, σ_сж до 500 МПа). Это позволяет изготовлять их него тонкостенные изделия.

Керамзит – входит (как и ячеистые штучные изделие и легкий кирпич) в группу теплоизоляционных керамических изделий. Керамзит– ячеистый материал в виде гравия или щебня с γ₀ = 150 – 800 кг/м 3 , водопоглощением 15 – 25 %, М_рз 15 (не менее), δ_сж = 0,3 – 5,5 МПа. Керамзит используют как заполнитель для легкого бетона и железобетона, а также в качестве теплоизоляционных засыпок.

Кислотоупорные керамические изделия (кирпич, плитки, трубы, различная аппаратура и ее детали, сосуды, насосы, мельницы,сифоны). Кирпич и кислотоупорную плитку для полов применяют для устройства полов в цехах с агрессивными средами W_{кирпича} ≤ 12 %, δ_сж =15 ÷ 40 МПа, кислотостойкость ≥ 92 %.

Кирпич для дорог (клинкерный) выпускают марок 400, 600 и 1000,
М_рз 30 – 100, W = 2 – 6 %. Его применяют для мощения полов промышленных зданий, дорог и т. д.

Огнеупорные материалы (корундовые, динасовые, шамотные, хромитовые и т. д.). Эти материалы обладают следующим важными свойствами:

Большая прочность, значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, а также распространенность в природе сырьевых материалов обусловили широкое применение керамических материалов и изделий в строительстве. В долговечности керамических материалов можно убедиться на примере Московского Кремля, стены которого сложены почти 500 лет назад.

Керамические изделия по плотности можно условно разделить на две основные группы: пористые и плотные.

Пористые керамические изделия впитывают более 5% по весу воды. В среднем водопоглощение пористых изделий составляет 8 - 20% по весу или 15 - 35% по объему.

Плотные изделия характеризуются водопоглощением менее 5%. Чаще всего оно составляет 2 - 4% по весу или 4 - 8% по объему.

По назначению в строительстве различают следующие группы керамических материалов и изделий:

стеновые материалы (кирпич глиняный обыкновенный, пустотелый и легкий, камни керамические пустотелые);
кровельные материалы и материалы для перекрытий (черепица, керамические пустотелые изделия);
облицовочные материалы для наружной и внутренней облицовки (кирпич и камни лицевые, плиты керамические фасадные, малогабаритные плитки);
материалы для полов (плитки);
материалы специального назначения (дорожные, санитарно-строительные, химически стойкие, материалы для подземных коммуникаций, в частности трубы, теплоизоляционные, огнеупорные и др.);
заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

Наибольшего развития достигли стеновые материалы, причем наряду с общим увеличением объема производства особое внимание обращено на увеличение выпуска эффективных изделий (пустотелый кирпич и камни, керамические блоки и панели и т. д.). Предусмотрено также расширить производство фасадной керамики, особенно для индустриальной отделки зданий, глазурованных плиток для внутренней облицовки, плиток для полов, канализационных и дренажных труб, санитарно-строительных изделий, искусственных пористых заполнителей для бетонов.

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.

Сырьевые материалы, используемые для изготовления керамических изделий, можно подразделить на пластичные глинистые (каолины и глины) и отощающие (шамот, кварц, шлаки, выгорающие добавки). Для понижения температуры спекания в глину иногда добавляют плавни. Каолин и глины объединяют общим названием - глинистые материалы.

1. ГЛИНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Каолины. Каолины образовались в природе из полевых шпатов и других алюмосиликатов, не загрязненных окислами железа. Они состоят преимущественно из минерала каолинита. После обжига присущий им белый или почти белый цвет сохраняется.

Глины. Глинами называют осадочные породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического состава образовывать с водой пластичное тесто, которое после обжига превращается в водостойкое и прочное камневидное тело.

Состоят глины из тесной смеси различных минералов, среди которых наиболее распространенными являются каолинитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые. Представителями каолинитовых минералов являются каолинит и галлуазит. В монтмориллонитовую группу входят монтмориллонит, бейделлит и их железистые разновидности. Гидрослюды - в основном продукт разной степени гидратации слюд.

Наряду с этими минералами в глинах встречаются кварц, полевой шпат, серный колчедан, гидраты окислов железа и алюминия, карбонаты кальция и магния, соединения титана, ванадия. Такие примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонкораспределенный углекислый кальций и окислы железа понижают огнеупорность глин. Если в глине имеются крупные зерна и песчинки углекислого кальция, то при обжиге из них образуются более или менее крупные включения извести, которая на воздухе гидратируется с увеличением объема (дутики), что вызывает образование трещин или разрушение изделий. Соединения ванадия служат причиной появления зеленоватых налетов (выцветов) на кирпиче, что портит внешний вид фасадов.

Глины часто содержат также органические примеси. По отношению к действию высоких температур различают глины трех групп: огнеупорные (огнеупорность выше 1580°С), тугоплавкие (1350 - 1580°С) и легкоплавкие (ниже 1350°С). К огнеупорным относятся большей частью каолинитовые глины, содержащие мало механических примесей. Такие глины используют для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий. Тугоплавкие глины содержат окислы железа, кварцевый песок и другие примеси в значительно большем количестве, чем огнеупорные, и применяются для производства тугоплавкого, облицовочного и лицевого кирпича, плиток для полов и канализационных труб. Легкоплавкие глины наиболее разнообразны по минералогическому составу, содержат значительное количество примесей (кварцевого песка, окислов железа, известняка, органических веществ). Используют их в кирпичном и черепичном производствах, в производстве легких заполнителей и т. д.

В производстве искусственных обжиговых материалов можно применять также некоторые другие осадочные породы: диатомиты, трепелы и их уплотненные разновидности - опоки, а также сланцы в чистом виде и с примесью глин или порообразующих добавок.

2. ОТОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения деформаций и трещин в жирные пластичные глины вводят искусственные или природные отощающие материалы.

В качестве искусственных отощающих материалов используют дегидратированную глину и шамот, а также отходы производства (котельные и другие шлаки, золы, очажные остатки и т.д.). Дегидратированную глину получают нагреванием обычной глины примерно до 600-700°С (при этой температуре она теряет свойство пластичности) и применяют в качестве отощителя при производстве грубой строительной керамики. Шамот изготовляют путем обжига огнеупорных или тугоплавких глин при температурах 1000 - 1400°С. Шамот является основным сырьем в производстве огнеупорных шамотных изделий.

К природным отощающим материалам относятся такие вещества, которые неспособны в смеси с водой образовывать пластичную массу, например кварцевые пески, пылевидный кварц.

Порообразующие материалы. В производстве изделий грубой строительной керамики, например кирпича, для отощения массы, а также для получения изделий, обладающих повышенной пористостью и, следовательно, пониженной теплопроводностью, в сырьевую массу вводят порообразующие добавки. Обычно применяют органические добавки, называемые выгорающими, - древесные опилки, уголь, торфяную пыль, и др. Они выгорают при обжиге изделий и образуют поры.

Плавни. Введение в глину плавней способствует понижению температуры ее спекания. К числу плавней относятся полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк и др.

где m₁, m₂ – масса материала в сухом и насыщенном водой состоянии, [г];

V – объем материала в сухом состоянии, [см 3 ].

К плотным керамическим изделиям относят дорожный кирпич, плитки для полов и санитарный фарфор.

По конструктивному назначению различают керамические изделия:

1) для стен (стеновые материалы – кирпич и керамические камни);

2) для облицовки фасадов (лицевой кирпич, камни, плитки);

3) для внутренней облицовки стен и полов (плитки);

4) для перекрытий (пустотелые керамические камни);

5) для кровли (черепица);

6) для санитарных коммуникаций (трубы канализационные и дренажные, дорожный кирпич).

7) для теплоизоляции (легкий кирпич, фасонные изделия);

8) заполнители для легких бетонов (керамзит, аглопорит).

2.3.2. Общая схема производства керамических изделий

Производство керамических изделий включает следующие этапы:

– подготовка сырьевой массы (для формования изделий);

Способы формования керамических изделий:

1) пластическое формование (влажность изделий W = 15 ÷ 25 % и более);

2) полусухое прессование (W = 8 ÷ 12%; керамическая масса представляет собой пресс - порошок, увлажненный паром);

2.3.3. Основные виды керамических изделий, применяемые в строительстве

1. Стеновые материалы

По объемной массе в сухом состоянии стеновые материалы подразделяют на 3 группы:

– обыкновенный кирпич (γ₀ > 1600 кг/м 3 );

– условно - эффективные (улучшающие теплотехнические свойства ограждающих конструкций; γ₀ = 1400 ÷ 1600 кг/м 3 );

Кирпич должен удовлетворять требованиям стандарта по внешнему виду, а именно не иметь:

– отклонений от установленных размеров;

– отбитостей углов и ребер;

– наличия сквозных трещин, проходящих поперек кирпича.

2. Облицовочные материалы и изделия

Б. Плитки; керамические плитки выпускаются различных видов:

6. Керамические плитки для полов изготовляют из глиняной массы со стороной от 50 до 150 мм, толщиной 10 – 13 см.

К преимуществам полов из таких плиток можно отнести их:

б) малую истираемость;

в) полы из керамических плиток не пылят;

е) стойки к действию кислот и щелочей.

К недостаткам полов из керамических плиток можно отнести их:

б) высокую теплопроводность;

в) высокую трудоемкость их устройства.

3. Керамические материалы и изделия различного назначения

Полуфарфор имеет спекшийся черепок (W = 3 – 5 %, σ_сж = 150 ÷ 500 МПа).

Фарфор еще более плотный (W = 0,2 – 0,5 %, σ_сж до 500 МПа). Это позволяет изготовлять их него тонкостенные изделия.

Керамические материалы – изделия, изготовляемые из смеси порошкообразных веществ – глинистых веществ и минеральных добавок различными способами и подвергаемые в технологический период обязательной термической обработке при высоких температурах (обжиг) для упрочнения и получения камневидного состояния.

Различия в составах масс и свойствах определили разнообразные области их применения.

По назначении керамические изделия делят на:

бытовые (посуда и художественно-декоративные изделия);
архитектурно-строительные (кирпич, черепица, облицовочные материалы);
технические (огнеупоры, кислотоупоры, радиофарфор и др.).

Керамику классифицируют по характеру строения, степени спекания (плотности) черепка, типам, видам и разновидностям, наличию глазури.

По характеру строения керамику подразделяют на:

Изделия грубой керамики (гончарные изделия, кирпич, черепица) имеют пористый крупнозернистый черепок неоднородной структуры, окрашенный естественными примесями в желтовато-коричневые цвета.

Тонкокерамические изделия отличаются тонкозернистым белым или светлоокрашенным, спекшимся или мелкопористым черепком однородной структуры.

По степени спекания (плотности) черепка различают керамические изделия:

плотные, спекшиеся с водопоглощением менее 5% – фарфор, тонкокаменные изделия, полуфарфор, плитки для пола, канализационные трубы, кислотоупорные кирпич и плитки, дорожный кирпич, санитарный фарфор;
пористые с водопоглощением более 5% – фаянс, майолика, гончарные изделия, кирпич обыкновенный, черепица, дренажные трубы.

По температуре плавления керамические изделия и исходные глины делят на:

легкоплавкие (с температурой плавления ниже 1350оС);
тугоплавкие (с температурой плавления 1350-1580оС);
огнеупорные (с температурой плавления выше 1580оС).

По составу и свойствам керамические изделия делят на типы, виды и разновидности. Основные типы керамики:

фарфор;
тонкокаменные изделия;
полуфарфор;
фаянс;
майолика;
гончарная керамика.

Тип керамики определяется характером используемых материалов, их обработкой, особенно тонкостью помола, составом масс и глазурей, температурой и длительностью обжига.

В состав масс всех типов керамики входят:

Пластичные глинистые вещества (глина и каолин).
Отощающие материалы (кварц, кварцевый песок, кремень, шамот, золы ТЭС).
Выгорающие добавки (древесные опилки, торф, антрацит, каменный и бурый уголь, топливные шлаки и др.) создают пористость после их выгорания при обжиге изделий.
Плавни или флюсы (полевой шпат, пегматит, мел, доломит, перлит, костяная зола, руды с содержанием оксидов железа и др.) в процессе обжига взаимодействуют с глинистым веществом с образованием более легкоплавких соединений, чем чистое глинистое вещество.

При нагревании глинистой массы (или сырца), подготовленной определённым образом к термической обработке, до температур 110-250оС происходит испарение из различных глинообразующих минералов и пор изделия свободной и адсорбированной воды. В диапазоне температур 250-900оС происходит дегидратация – эндотермический процесс, сопровождающийся небольшой усадкой обжигаемого сырья.

При дальнейшем нагревании дегидратированные соединения распадаются на первичные оксиды (глинозем, кремнезем и др.), в интервале температур 900-1250оС возникают в состоянии твёрдых фаз новые алюмосиликаты – неустойчивый силлиманит Al₂O₃·SiO₂, кристаллический муллит 3Al₂O₃·2SiO₂. С повышением температуры содержание муллита возрастает, что сопровождается экзотермическим эффектом и усадкой с уплотнением расплава. Чем больше образуется новых соединений природного муллита, тем выше стойкость изделия к высоким температурам.

Типичная технология производства строительной керамики предусматривает обжиг изделий в печах до температуры спекания, при которой расплав заполняет поры и капилляры сырца, смачивая поверхность твёрдых частиц керамической смеси.

Достоинства керамических материалов – сравнительно высокая прочность, малая деформативность, высокая химическая стойкость, долговечность; керамика обладает комплексом высоких качественных показателей.

Недостатки – хрупкость (более свойственна строительной керамике); прочность керамики уступает прочности идеальных кристаллов.

Для получения технической (специальной) керамики используют порошки в виде чистых оксидов – оксиды алюминия, магния, кальция, диоксиды циркония, тория и др. Они позволяют получать изделия с высокими температурами плавления (до 2500-3000оС и выше), которые можно применять в реактивной технике, радиотехнической керамике.

При обжиге отформованных изделий в результате сложных физико-химических превращений и взаимодействий компонентов масс и глазурей формируется их структура. Структура черепка неоднородная состоит из кристаллической, стекловидной и газовой фаз.

Кристаллическая фаза образуется при разложении и преобразовании глинистых веществ и других компонентов массы. Она включает кристаллы муллита – 3Аl₂Оз • 2SiO₂ остатки измененного глинистого вещества, оплавленные зерна кварца. Кристаллическая фаза и особенно муллит придают черепку прочность, термическую и химическую устойчивость.

Стекловидная фаза возникает за счет расплавления плавней и частично других компонентов. Она соединяет частицы массы, заполняет поры, повышая плотность черепка; в количестве до 45-50% увеличивает прочность изделий, при большом содержании – вызывает хрупкость изделий, снижает их термостойкость. Стекловидная фаза способствует уменьшению: водопоглощения, обусловливает просвечиваемость черепка.

Газовая фаза (открытые и замкнутые поры) оказывает неблагоприятное влияние на физико-химические свойства изделий: снижает прочность, термическую и химическую устойчивость, вызывает водопоглощение и водопроницаемость черепка.

Различие между отдельными типами керамики обусловлено спецификой их внутренней структуры, т.е. составом и соотношением отдельных фаз, составом и структурой глазури.

Читайте также: