Файл: Строительные материалы_ Краткий курс_ Н_А_ Машкин, О_А_ Игнатова(1).pdf

118 

затем – быстрое и равномерное охлаждение потоками холодного 
воздуха в течение 2,5–3 мин. Такое стекло нельзя сверлить или 
резать. 

6.3. Ситаллы и литые каменные изделия 

 
Это  стеклокристаллические  материалы,  получаемые  при 

введении  в  состав  стекломассы  добавок  (кристаллизаторов)  с 
дополнительной  (после  формования)  термической  обработкой 
изделий.  Структура  –  мелкие  кристаллы  (1  мкм),  равномерно 
распределенные в небольшом количестве стекла (5–10 %). 

Ситаллы  получают  из  химически  чистого  сырья,  шлакоси-

таллы  –  из  металлургических  шлаков.  Разновидности:  пеношла-
коситаллы, стеклокремнезит (в результате спекания смеси гранул 
стекла с песком), ситаллопласты (фторопласты, наполненные по-
рошкообразным  ситаллом),  золоситаллы  (получены  из  золы), 
петроситаллы  (базальт,  диабазы,  сланцы).  Дополнительные  ком-
поненты – катализаторы,  интенсифицирующие процесс кристал-
лизации стекла (оксид меди, серебро, золото, оксиды и соли тита-
на, лития, циркония). 

Свойства:  прочность;  твердость;  химическая  стойкость; 

стойкость  к  тепловым  воздействиям;  диэлектрическая  прони-
цаемость;  сопротивление  изгибу  –  120–260  МПа.  Ситаллы  ли-
шены недостатков стекла: хрупкости, низкой термостойкости и 
малой прочности при изгибе. 

Изделия  из  ситаллов  производят  методами  вытягивания, 

проката,  прессования,  выдувания.  Дополнительная  операция  – 
термическая обработка изделий после их формования перед от-
жигом  с  целью  перевода  стекла  в  стеклокристаллическое  со-
стояние. 

Область  применения  в  строительстве:  полы;  лестничные 

ступени; подоконники; наружная и внутренняя облицовка стен, 
перегородок, колонн; слоистые навесные панели и панели пере-
городок.  Эффективно  их  применение  на  предприятиях  с  агрес-

119 

сивной  средой  (химические  заводы),  с  тяжелым  температурно-
влажностным режимом.  

Литые каменные и шлаковые изделия получают литьем из 

расплавленных  природных  каменных  материалов.  Плотность  –  
2,9–3,0 т/м

3

; прочность при сжатии – 200–240 МПа, при изгибе –  

40–50 МПа, при растяжении – 20–30 МПа; пористость – 1–2 %; 
низкое водопоглощение, высокая морозостойкость и химическая 
стойкость;  истираемость  в  3–5  раз  меньше,  чем  у  гранита,  ба-
зальта, диабаза – 0,07 г/см

2

; высокая термостойкость. 

Литые  изделия  применяют  в  ответственных конструкциях, 

работающих в тяжелых условиях (истирание, агрессивная среда, 
замораживание–оттаивание):  плитки  для  полов  в  агрессивных 
средах; изделия для футеровки травильных ванн на химических 
предприятиях;  футеровки  аппаратов;  брусчатка  для  мощения 
дорог;  мелющие  тела  для  различных  мельниц;  трубы  в  особо 
тяжелых  условиях  эксплуатации;  облицовка  цоколей  зданий; 
декоративная отделка зданий. 

120 

7. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЕРАМИКА 

7.1. Общие сведения о керамических строительных  

материалах 

Керамика  –  искусственный  каменный  материал,  получае-

мый при обжиге глинистого сырья. Производили керамику еще 
в  глубокой  древности.  Причина  этого  –  в  распространенности 
сырья  и  простоте  технологии.  Несмотря  на  широкое  использо-
вание  в  строительстве  бетонов  и  других  прогрессивных  мате-
риалов,  керамика  не  сдает  своих  позиций.  Из  кирпича  строят 
более 50 % ограждающих конструкций жилых и общественных 
зданий.  В  последнее  время  упор  делается  на  производство  эф-
фективной пустотелой керамики, высококачественных отделоч-
ных  и  изоляционных  керамических  материалов.  Например, 
средняя  плотность  обыкновенного  кирпича  –  1600–1800  кг/м

3

, 

эффективного – менее 1400 кг/м

3

. 

 
Классификация керамических материалов 
По  назначению:  стеновые;  кровельные,  облицовочные,  для 

полов, специальные (сантехника, дренаж, канализация). 

По  структуре:  пористые  (пористость  более  5 %  –  земли-

стый  излом);  плотные  (пористость  менее  5 %  –  блестящий  из-
лом). 

По  состоянию  лицевой  поверхности:  гладкие;  офактурен-

ные (шероховатость, рельеф); глазурованные (обжиг состава на 
изделии); ангобированные (обжиг состава на сырце). 

Прочность  керамических  материалов  –  не  более  550  МПа, 

средняя  плотность  200–2700  кг/м

3

,  водопоглощение  –  от  0  до 

90 %. 

 
Глины как сырье для строительной керамики 
Глины  образовались  в  результате  выветривания  извержен-

ных  горных  пород,  содержащих  полевой  шпат  (гранит,  гнейс, 
порфир).  Процесс  выветривания  включает  в  себя  химическое 

121 

разложение полевого шпата водой под действием углекислоты и 
механическое разрушение горной породы. 

Глинистое  вещество  в  чистом  виде  называют  каолинитом 

Al

2

O

3

.

2SiO

2

.

2H

2

O – это водный силикат глинозема (каолин – ки-

тайское название горного хребта, где добывали белую глину). 

Так  как  горная  порода,  помимо  полевого шпата, содержит 

кварц,  слюду,  железистые  соединения,  то  первичная  глина  со-
держит зерна кварца, слюды и другие примеси. 

Если первичная глина переносится водой, то более крупные 

частицы оседают раньше и глина очищается. Иногда загрязняет-
ся  дополнительно  илом,  песком,  известняком.  Это  –  вторичная 
глина. Глина ледникового периода смешана с валунами. 

В зависимости от степени загрязненности глины разделяют 

на  следующие  виды:  каолин  –  чистая  глина  белого  цвета,  при-
меняется  для  изготовления  изделий  тонкой  керамики  (фаянс, 
фарфор)  и  облицовочных  плиток;  гончарная  глина  –  загрязнен-
ная  примесями,  применяется  для  изготовления  посуды  и  кера-
мических плиток; кирпичная глина – наиболее загрязненная пес-
ком,  пылью,  органическими  примесями,  железистыми  соедине-
ниями, применяется для производства кирпича. 

Химический состав глин 

Оксиды 

Каолинит 

Кирпичная глина 

SiO

2

46,4 

54,6 

Al

2

O

3

39,7 

14,6 

Fe

2

O

3

– 

5,7 

CaO  и  MgO 

– 

8,1 

K

2

O  и Na

2

O 

– 

5,9 

CO

2

– 

4,8 

H

2

O 

13,9 

4,6 

 
Песок препятствует усадке; если его много, то усложняется 

формование. Известняк (пыль) и Fe

2

O

3

 безопасны, но в огнеупо-

рах снижают температуру плавления. Известняк (зерна) при об-
жиге превращаются в СаО

св 

(известь), которая потом гасится на 

122 

воздухе,  образуя  «дутики».  Органические  примеси  безвредны, 
но образуют поры, что иногда нежелательно. 

Цвет  глин:  желтый,  красный,  бурый  –  значит  много  оки-

слов  железа;  черный  –  углистые  примеси;  серый  –  окись  мар-
ганца; белый – чистый каолинит. 

Механический  состав  глин:  глинистое  вещество  –  менее 

0,005  мм;  пыль  –  0,005–0,15  мм;  песок  –  0,15–5  мм.  Частицы 
каолинита имеют форму чешуек. 

Механический состав глин 

Материалы 

Частиц, % 

глинистых 

песка и пыли 

Тяжелая глина 

более 60 

менее 40 

Глина 

60–30 

40–70 

Суглинок 

30–10 

70–90 

Супесь 

10–5 

90–95 

Песок 

менее 5 

более 95 

 
Свойства глин 
Пластичность  –  свойство  глин  изменять  форму  под  на-

грузкой без образования трещин и сохранять полученную форму 
после  снятия  нагрузки.  Пластичность  проявляется  только  ув-
лажненной глиной. Наиболее пластична жирная глина – с боль-
шим содержанием каолинита. Тощая – с большим количеством 
примесей.  Показатель  пластичности  –  это  число  пластичности  
Пл = W

т

  –  W

р

, где  W

т

  –  влажность  в %,  соответствующая  ниж-

нему пределу текучести  (когда две порции глины при встряхи-
вании не слипаются); W

р

 – влажность, соответствующая пределу 

растягивания глиняного жгута (когда скатываемая в тонкие жгу-
ты глина начинает крошиться). 

Для высокопластичных глин Пл   15 (растрескиваются при 

сушке); для умеренно-пластичных Пл = 7–15 (используются ча-
ще всего); для малопластичных Пл    7 (плохо формуются). 

Изменение глины при высыхании: усадка – уменьшение ли-

нейных  размеров  и  объема  глиняного  сырца  при  сушке  (воз-
душная  усадка),  обжиге  (огневая  усадка).  Воздушная  усадка